千斤顶3机械设计螺旋千斤顶设计说明书

1、螺旋千斤顶作业指导书一、作业目的1 .熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法；2 .运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合 运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题；3 .熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。二、螺旋千斤顶的设计千斤顶一般由底座1,螺杆4、螺母5、托杯10,手柄7等零件所组成(见图1 1)。螺杆 在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺 决定的，必要时才进行强度验算。设计的原始数据是：

2、最大起重量f ( kn ) 40 000n和最大提升高度h (mm) 200mm。螺旋千斤顶的设计步骤如下：4 .螺杆的设计与计算(1)螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角a =30,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本 牙形按gb/t5796.1 2005的规定。(2)选取螺杆材料螺杆材料常用q235、q275、40、45、55等。(3)确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2o求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。(4)自锁验算自锁条件是w v式中：为螺纹中径处升角；v为当量摩擦角(当量摩擦角v=arcta

3、nv,为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1 o(5) 结构(见图12)螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7,因此需要加大直径。手柄孔径dk的大小根 据手柄直径dp决定，dkedp十0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直 径d4应比螺杆小径&约小0.20.5mm。退刀槽的宽度可取为1.5to为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于&的 圆柱体。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制 挡圈(gb/t891-1986),挡圈用 紧定螺钉(gb/t68-2000)固定在螺杆 端部。(6)螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校

4、核螺 杆的强度。强度计算方法参阅教材公式(6.23),其中扭矩式中：为螺纹中径处升角，v为当量摩擦角。(7)稳定性计算细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失 稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。fer / f 2.5 4螺杆的临界载荷fer与柔度入s有关，xs= l/i ,为螺杆的长度 系数，与螺杆的端部结构有关，i为举起重物后托杯底面到螺母中部的 高度，可近似取i = h +5t+(1.41.6)d , i为螺杆危险截面的惯性半径 若危险截面面积a= di2/4,则当螺杆的柔度xs40时，可以不必进行稳定性校核o计算时应注意正确确定。(i为螺杆危险截面2 .螺母设计与计算1)选取螺母材

5、料螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。(2)确定螺母高度h及螺纹工作圈数u螺母高度h =(p d2,螺纹工作圈数uh ,考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1.5 (u应圆 整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10,否则应改选螺母材料或加大 do螺母高度由下式计算：h = uto3 3) 校核螺纹牙强度般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图13。必要时还应对螺母外径d3进行强度验算。(4)螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用他或成等配合。为了7 pi7 安装简便，需在 螺母下

6、端(图1 3)和底座孔上端(图1 7)做出倒角。为了更可靠 地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉般 图1 1),紧定螺钉直径常根据举重量选取， 为612mm。i fl.mdpsf一)tio-(2.4-2.5)dpizwd33-(24)m3 .托杯的设计与计算托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1 4o为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。 为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还

7、需要验算接触面间的压力强度。式 1-1 )f 22 (dm2 d mi)4式中：p 许用压强，应取托杯与螺杆材料p的小者。4 .手柄设计与计算1)手柄材料常用q235和q215。2)手柄长度lp板动手柄的力矩：k- lp=ti+t2 则(式 1-2 )式中：k加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150250n ,工作时间较长时为100150noti螺旋副间的摩擦阻力矩，ti f tan ( v) d2 ot2一托杯与轴端支承面的摩擦力矩，t2= (d 12+d 11)f f/4o手柄计算长度lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上13二c、内

8、7心切、否13 + (50150) mm。手柄实际长度不应超过千斤顶2使用时可在手柄上另加套管。3)手柄直径dp把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp,其强度条件为f式 1-3)dp式 1-4)式中：手柄材料 许用弯曲应力，当手柄 材料为q215和q235时,f=120mpa o(4)结构挡环（图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1-6）,并用螺钉或钾合固定。5 .底座设计底座材料常用铸铁（ht150及ht200 0图1 7）,铸件的壁厚3不应小于812mm ,为 了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1 : 10的斜度。hi=h+ ( 1428) mmde=d 3+ ( 510) mmhld7=d式中：p底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取p=22.5mpa。三、设计要求1 .总装配图一张设计前应仔细阅读作业指导书，了解图中各零件的结构、作用和各零件间的相互关系。作图时应先 画主要部分，并从中心线开始，由上到下，由内到外地进行。线型粗细、尺寸标准和字体，都应符 合制图规定。装配图应注的尺寸包括：总体尺寸（长、宽、高）、安装尺寸、工作性能尺寸及配合尺寸，配 合尺寸应标出配合公差。零件明细表的内容包括：件号、名称（包括主要规格尺寸）、数量、材料（注出牌号）和备注 （对于标准件应