千斤顶设计说明书

1、 15 学号： 3101102037 题目: 系别: 班号: 姓名: 江苏大学京江学院 机械设计作业设计计算说明书 螺旋 千斤顶 机械 戒电子工程 1002 班 陆 胜凯 日期： 2 0 12年11月10号 题H:螺旋千斤顶 设计原始数据： 起重屋Q=30kN,报大起重高度H二150mm 说明 一托一瞬3手I降4二渐痔 鴨; 6 KSSRT; 79 m ? j螺旋起重器的结构见图,螺杆7和螺母6是它的主要 零件。螺母6用紧定螺钉5固定在底座8上。转动手 柄3时，螺杆即转动并上下运动。托杯 1直接顶住重物，不随螺杆转动 挡环9防止螺杆由螺母中全部脱旋出。 对这一装置主要的要求是：保证各零件有足够

2、的强度、耐磨性、能自锁、稳 定性合格等。 工作量 1. 设计计算说明书一份，主要包括起重器各 部分尺寸的计算，强度，自锁性，稳定性校核等。 2. 装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要的尺寸与零件编号，填 写标题栏与明细表 选择螺杆、螺母的材料 . 4 4、丁 71x-J 11x-J、7厂717丨1 按耐磨性条件计算螺杆中径 d2 4 三、 自锁条件校核 5 四、 螺杆强度计算 5 五、 螺母螺纹牙的强度校核 6 六、螺杆的稳定性校核 7 七、螺母其他参数设计及校核 7 八、手柄设计 8 九、螺杆其他参数设计 10 12 十、底座尺寸设计 . 11 IA 一、螺钉尺寸 十二、参考资料 1

3、2 十三、各部件 CAD 图 13 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45号调质钢，由机械设计手册查得抗拉强度 (T B=600MPa (T S=355 MPa 由于千斤顶属于低速重载的情况，故螺母材料用铝青铜 ZCuAI10Fe3 、按耐磨性条件计算螺杆中径d Q2 n d 2 h u QP P n d 2 h H i 根据国家规定，? =1.2-1.5，这里取: 即h=0.5P ; p=20MPa ,把数据代入得 d- 式中Q轴向载荷N d2螺纹中径mm p许用压强Mpa p 螺距 1.3 (梯形螺纹)， h螺纹的工作高度 带入得: d227.1mm ,d?取 31mm,d=34mm?d27m

4、m,E=28mm,D=35mm,P= 6 因为？ =H/d2, H=zp,所以，H=42mm,z=7 1、自锁条件校核 自锁条件是 其中前者为中径出升角，后者为当量摩擦角。 0.09 查表取 二 arctan(np/ 二 d2)=arctan(1*6/3.14*31)=3.5 T =arcta n0.09=5.14 故一 35一 5.14，所以满足自锁性。 四、螺杆强度计算 受力较大的螺杆需进行强度计算，螺杆工作时承受轴向力 又承受扭矩T的作用，使得螺杆危险截面上有正应力和剪应力。因此 螺杆强度校核时按照第四强度理论计算。即 Q I it? _ T I餐 .3 d 1 L16 lu 其中扭矩T

5、=Qtan ( )d2 =30000 tan(5.14+3.5 ) X31/2 10 Id 1 _ 4 30000 71 0.027 4 2 70.6N.m 查手册，45钢g=335Mpa 70 .6 ssgsssa 71 0.027 L16 =-s/(3-5)=335/4Mpa=88.75Mpa 而 二c v!，所以螺杆强度满足。 MPa 五、螺母螺纹牙的强度校核 螺纹牙危险截面处的剪切强度式： 式中：Q 轴向载荷 Q=30000N D 螺母螺纹大径D=35 mm z螺纹旋合圈数，z=7 b 螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.65 x 6=3.90mm h 螺纹的工作高度，此时h=

6、D-D=4mm, T 螺母材料的许用剪应力，查表=3 4 MPa 带入数据得：T =9.2MPa 显然满足-，所以螺纹牙剪切强度满足。 弯曲强度条件式： (T b =AFhr ( T b 兀Db z (t b螺母材料的许用弯曲应力，查表二b = 4060MPa (T b=AA 二 3 30000? 30.8MPa 兀 Db z 3.14X35A3.9 7 显然满足 b勻斥螺纹牙的弯曲强度满足条件 六、螺杆的稳定性校核 螺杆危险截面的惯性半径i i = 6.75 mm 4 螺杆危险截面的轴惯性矩I ? 44 ?3.14 274 -=26074mm 6464 螺杆的柔度值 1 式 I螺杆最大受力长

7、度由起重高度已、螺母高H、 铰支头高hi决定， 其中 hi=（ 1.82）di 取 hi=2di=54mm 因 I =Hi+H+h i+=150+42+54=246 mm; 长度系数，对千斤顶，可看作一端固定，一段自由，取 J =2 带入数据得：入=73 对于45号钢，当 入 V 90 时：Fc= 二 2ei 其中 E=2.06X 105MPa =218778N H2ei =3.14% 2.06 汉 10% 26074 JL 22 246 2 詈-? 5 因此满足稳定性。 七、螺母其他参数设计及校核 D3 图中：已知 D=35mmH=42mm 令 a=H/3=14m , D2 =1.7D=59

8、.5mm 取 60mm D3=1.3 D2=78mm (1) 校核凸缘支承表面的挤压强度 (T p=(1.5-1.7)(T b,取(T b=50 Mpa 所以 p=75-80 MPa, 强度条件为 (T PQ7.9MPS K (T p合格 (2) 校核凸缘根部弯曲强度 1.5X 30000 X(78 60)? 3.14 60 142 _ M . -F(D3 D2)/4 T p= W-=二 D2a2/6 21.9Mpa W T b=50 Mpa 合格 (3) 校核凸缘根部剪切强度 强度条件为T =A T 兀D?a 式中，螺母材料的许用切应力T =30到40Mpa 30000 11.4Mpa 3

9、32 200 850 ? 20.5mm, d p =21 mm Y n x 200 手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应 加上挡环（图1 6），并用螺钉或铆合固定。 图中尺寸：挡环尺寸：dp=7 mm dp+（68）= d p+9=30mm 托杯其他部分尺寸为 托杯咼 h=(0.8 ? 1)Do=56 70mm，取 h=56mm (94) (O.Hk2)( Dio5 (2.4-2*5)d 仍严 Di3-(2-4)iun PH = (0.6*0.7)d 19 其中=10mm 九、螺杆其他参数设计 螺杆上端用于支撑托杯并安装手柄，因此需要大大直径。手柄孔径 的大小要根据手柄

10、直径决定 dP =28mm dk - dp +o.5mm为了便于切 制螺 纹，螺纹上端应该有退刀槽，其宽度取1.5t,其直径比螺杆小径 小0.2-0.5mm。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安 装钢制挡圈，挡圈用紧钉螺钉固定在螺杆顶端。 UP lUio 其中，1.5t=10mm, 0.25d=8.5mm, Dp=1.8d=61.2mm 取 62mm 1.5d=51mm 取 52mm H1+H=170mm+42mm=212mm 十、底座尺寸设计 底座材料常用HT200及HT150 ,铸件的壁厚不应小于 8mm为了增 加稳定性，底座尺寸应大些，因此底座设计了1 : 10的斜度。 下图中： H 仁 H = H+20mm=150+20=仃0mm H-a=42-14=28mm D7=D3+10=88mm D6=D7+H1/10=88+17=105mm ii D8A-4Q +d2 153.8mm 取 150mm 怦 p 式中：s为底座下枕垫物的许用挤压应力，这里取木材：2.4Mpa 23 Die A |A 、螺钉尺寸 固定挡圈用的螺钉 螺杆顶部固定螺钉 紧定螺钉 GB/T71 GB/T5783