【精品】螺旋千斤顶设计说明书

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除螺旋千斤顶作业任务书机械设姓名专业机械设计制造及其自动化年级编号班级设计完成日期 2014 年 11 月 10 日指导教师一、题目：螺旋千斤顶原始数据:(请在指定的设计方案编号后划）题目设计方案最大起重量1202253304355406457508559601065f(kn)最大起升高度h(mm)150160170180190200210220230240二、机构简图- 1 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除寸尺小最注标a图 1三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。四、参考资料a- 2 - /

2、15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除螺旋千斤顶设计指导书目录1、 选题及设计方案-32、设计目的-33、螺旋千斤顶计算说明书-43。1 螺杆的设计与计算-43.2 螺母的设计与计算-63。3 螺杆稳定性验算-83.4 托杯的设计与计算- 2 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除-83。5 手柄设计与计算-93。 6 底座设计与计算-113。7 千斤顶的效率-124、 参考资料-12- 3 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除选题及设计方案题目方案6螺旋千斤顶最大起重量f(kn)45最大起升高度h(mm)20

3、0设计目的1、熟悉螺旋千斤顶的的工作原理与设计计算方法；2、运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养学生独立工作能力,以及初步学会综合运用所学知识解决材料的选择、强度和刚度计算、制造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；- 3 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除螺旋千斤顶计算说明书计算及说明螺旋千斤顶主要零件有螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。设计的原始数据：最大起重量 f=45kn，最大起升高度 h=200mm.1、螺旋千斤顶设计步骤如下:结果原始数据：f=45knh=200mm矩形螺纹配合 h8/h8材料 45 钢

4、2 2、螺杆的设计与计算：、螺杆的设计与计算：（1）螺纹的牙型选用矩形螺纹，采用内径对中配合选择 h8/h8，在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙.（2)材料选用 45 钢。（3）螺纹直径螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径,即:d141.3f式中为螺杆许用压应力，经查阅，45 钢的屈服极限s 355mpa，取安全因素 s=4，得：41.3fssh=3mm101.43mpa。d=36md1 30mmd1d 141.345000 27.10mm101.43101.43mpad对于矩形螺纹，先根据经验公式求得螺距 p 的近似值p1=6。4775mm，

5、 然后参 照 梯形螺 纹标准 ， 取 p=6mm.螺纹 牙高度h=p/2=3mm。- 4 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除故螺杆直径：d pd1 27.106 33.10mm圆整后取数 d=36mm。d1 d p 30mm。（4)自锁验算当量摩擦角 arctan 5.711cosd2 33mm2由于螺杆和螺母的材料分别选用 45 钢和锡青铜， 3.3141满足自锁条故取 0.10（0。080。10） ，又因为矩形螺纹牙顶角 0，所以求得0.10 arctan 5.711cos0d d 33mm螺纹中径d212np6 arctan 3.314d233件螺纹中径

6、升角 arctan满足1所以，满足自锁条件，自锁可靠.（5)螺杆结构螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄,因此需加大直径，其结构见图 1。图 1手柄孔径dk根据手柄直径dp确定,dk dp0.5mm- 5 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除（见手柄的设计与计算） 。退刀槽为了便于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比d1929.5小约 0。20.5mm（选取 0.5)，宽度为 1。5p=1。56=9mm。故退刀槽尺寸为：929.5挡圈d0=41mm为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应设计倒角，尺寸为 c2。h0=8mm为了防止工作时螺杆从螺母中脱出 ,在螺杆

7、的下端必须安置钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。挡圈直径为 d0=d+5=41mm挡圈厚度 612mm 选取 8mm螺钉直径为 d=0。2536=9mm选用 gb/t68-2000m1045 开槽沉头螺钉。(6)强度校核螺杆工作时承受轴向压力 f 和转矩 t 的联合作用,根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力，令其满足螺钉 m1045强度符合要求材料锡青铜232 （4f2t2）3() 其中，23d10.2d1dt=f2tan()=4533/2tan（3.3145.711）2=117。93（nm) （43mpa4450002117.932）（3） 74.06mpa=101 。230.0300

8、.20.0303、因此强度符合要求.4 4、螺母的设计与计算、螺母的设计与计算(1)材料选用锡青铜牌号 zcusn10pb1(2)螺纹圈数 z 和螺纹高度h螺纹圈数 z 和螺母高度h螺母的螺纹圈数通常根据螺纹牙间压力条件求出，即- 6 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除z fd2h pz=6h=45mm式中，螺纹中径d2 33mm；螺纹牙高度h=3mm；螺纹牙表面许用压强取p=25mpa(1825mpa）,带入求得45000z 5.787故取 z=6。满足 z10.考虑到退刀33325槽，实际螺纹圈数z=6+1。5=7。5螺母高h=zp=7。56=45mm螺母

9、尺寸参照图 2。d 58mmd1 76mma 15mm紧定螺钉m820图 2其中d (1.6 1.8)d 58mm（系数取 1。6）d1 (1.3 1.4)d 76mm（系数取 1。3)a h15mm（3）螺母与底座的配合3螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用 h8/n7.螺母下端和- 7 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除底座孔上端均加工出倒角,倒角尺寸为 c2。同时安置紧定螺钉防止螺母转动,紧定螺钉选（m6m12),根据起重 45kn 取gb/t71 1985m820开槽锥端紧定螺钉3 3、螺杆稳定性验算、螺杆稳定性验算螺杆稳定的条件为sscfcr ssf

10、式中，ssc为螺杆稳定性计算安全因数；ss为螺杆稳定性安全因数（ss 2.5 4） ，fcr为螺杆的临界载荷。l 280mm螺杆的长细比li螺杆稳定其中，长度系数 2；螺杆最大受压长度 l 可按将重物举到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度计算，即l h h/2(1.4 1.6)d 280mm（系数取 1。514)d危险截面惯性半径i 1=7.54材料 q23510mmh1 56mm因此， 74.7对于85的淬火钢355d12fcr118.59kn10.000224进而可得sscfcr118.59 2.64f45螺杆稳定性安全因数ss 2.5 4所以，螺杆稳定合格。5 5、托杯的设计与计算

11、、托杯的设计与计算(1)材料碳钢 q235 模锻制成(2)托杯结构见图 3.- 8 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除取壁厚10mm托杯高度h1 (1.5 1.8)d 56mm（系数取 1.55)d2 22mmt2 56.025n md3 88mm螺钉m525配合h11/a11图 3其中d2 (0.6 0.7)d 22mm（系数取 0.6） ；d3 (2.4 2.5)d 88mm（系数取 2.45） 。d4 61mm为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出切口和沟纹.材料 q235为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板尺寸3063

12、,螺钉选用 gb/t5783 2000m525六角头全螺纹螺栓。直径d2的配合取 h11/a11。当螺杆转动时,托杯和重物都不转动。因此，在起重时,托杯底部与螺杆的接触面间有相当滑动。为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，取许用压力为p=18mpa（1520mpa）,由此可确定托杯直径d4为d44f2 d2 60.56mm故选择 d4 61mmp6 6、手柄设计与计算、手柄设计与计算(1)材料 q235(2)手柄长度lp见图 5。- 9 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除扳动手柄的转矩klp必须克服螺纹副的螺纹力矩t1和螺杆与托杯间的

13、摩擦力矩t2，t1t2k式中，k 为施加于手柄上的臂力，间歇工作时约为 150250n。即klpt1t2，则lplp 0.725mt1117.93nmt1 f tan()t2d2117.93n m21(d2 d4)f 56.025n m4在有润滑的条件下 0.05 0.08。手柄长度应满足lpt1t2=0。725m(k 取 240n）klw 800mm图 4考虑螺杆头部尺寸及手握长度，取手柄实际长度lw lpd2 (50 150)=800mm（选取 64mm）2lw不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄的实际长度改为300mm,另外加套筒，套筒长 500mm。（3)手柄直径dp把手柄看成一个悬臂

14、梁，按弯曲强度确定直径dp，其强度条件为klp0.1d3pb则dp3klp0.1b- 10 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除式中,b为许用弯曲应力，b120mpa求出dp 24.72mm则取dp 25mm则螺杆设计计算中的手柄孔径dp 25mmdk 25.5mmdk dp0.5 25.5mm（4）手柄结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉或铆钉固定，其结构见图 5。挡环 34mmd0h 8mm沉头螺钉m816材料铸铁 ht100图 5=10mm锥度 1：5 dp9 34mm挡环d0厚度h 8mm沉头螺钉d dp/(3 4) 8mm所以选择 gb/t68-2000m820 开槽沉头螺钉6 6、底座设计与计算、底座设计与计算（1)材料铸铁 ht100(2)尺寸设计，见图 6。- 11 - / 15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除铸件的壁厚=10mm。为了增加底座的稳定性，锥度按 1：5设计，各部分尺寸如下h1 220mmd5 64mmd6108mmd7185.96mmd8=84。 1mm0.247h1 h (1428) 220mm（取 20mm)d5 d (510 ) 64mm（取 8mm）符合要求d6 d5 h1/5 108mmd74f2 d6185.96mmpd