简单千斤顶设计说明书

1、0 文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .目录第一章 设计题目及材料选择 .21.1 设计题目.21.2 设计要求.21.3 主要零件的常用材料 .21.4 千斤顶结构示意图 .2第二章 主要零件受力分析 . .3第三章 螺杆的设计计算 . .33.1 螺杆牙型选择 . .33.2 按抗压，扭强度计算螺纹直径 . .33. 3 精确校核螺旋强度 .43.4 按耐磨性初步计算螺母高度 .43.5 稳定性校核. .53.6 自锁性校核 .5第四章 螺母的设计计算 . .64.1 根据螺旋的螺纹直径

2、查的螺母大径 . .64.2 校核螺纹牙强度 . .64.3 螺母凸缘强度校核 .74.4 螺母尺寸 7第五章 托杯的设计与计算 8第六章 手柄设计与计算 .86.1 力矩分析 . . . . .86.2 手柄直径 dh. .96.3 手柄长度 Lp.9第七章 底座设计.9第八章 轴承选取10第一章 设计题目及材料选择1.1 设计题目设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。 起重量为 6.6（t 约 66000N ）， 起0 文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持重高度为 180mm ，间歇工作，可用于比较狭窄的工作场合。文档来源为：从网络收集整理.wor

3、d 版本可编辑.欢迎下载支持1文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持1.2 设计要求螺旋千斤顶是用人力转动手柄来举升重物的机械，它应有以下几个要求：能满足将 5.5t 重物举起 180mm 的功能，并能平稳的下降且具有足够的使 用寿命。在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑。人手推力不可以过大，防止人产生过度疲劳。千斤顶的支承面与重物之间不能有相对滑动，千斤顶与地面有足够的接触 面积。除以上要求外，还应保证工作可靠，操作安全，加工经济等。1.3 主要零件的常用材料螺杆：45螺母：ZQS n10-1底座：HT150托杯：Q235手柄：A31.4 千斤顶结构示意图

4、第二章主要零件受力分析图 1 和图 2 分别表示螺杆和螺母的受力情况。螺杆除受压力Q 外，还受转矩，即螺母的摩擦力矩 T1和推力轴承的摩擦力矩 T2。其中 T2由以下公式求得plT2F(1)2其中：卩一一滚动轴承的摩擦系数，对单向推力轴承卩=0.00130.0020d-轴承内径， mmF-轴承负荷，对推力轴承是轴向负荷，N由图可知，工作时，螺杆上的螺纹部分承受转矩T1和压力 Q 与螺母上相同第三章螺杆的设计计算3.1 螺杆牙型选择考虑到螺旋千斤顶要求在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑 (即有自锁能力)，又要使结构简单，故采用滑动螺旋，并选用梯形螺纹，牙型角a=30。，梯形螺纹内外

5、螺纹以锥面相结合，不易松动，牙形可按照GB5796.1 86 的规定。3.2 按抗压，扭强度计算螺纹直径其中Qmax6.6 104N，安全系数 S=4,材料屈服极限s353MP则许用应力s353.s88.25MPaS4则小径：d11.3 4Qmax1.3 4 6.6 104“-max-35.18mmY V88.25则按照梯形螺纹国家标准(GB784 -65)选用 T42X6-2。其大径 d=42mm,螺距 t=6mm ,小径 d 仁 35mm，中径 d2=39mm，工作高度 h=3mm，螺纹高度 h1=3.5mm ,3=15,文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持2文档

6、来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持查阅有关技术手册知：螺杆退刀槽直径d；d 7.8 42 7.8 34.2mm；退刀槽宽度 b 7.5mm3.3 精确校核螺旋强度螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩T 的作用。螺杆危险截面上既有压缩应力；又有切应力。根据第四强度理论求出危险截面的计算应力ca，其强度条件为：其中：T 为螺杆所受的扭矩；A 为螺杆螺纹段的危险截面面积；WT为螺杆螺纹段的抗扭截面系数；d为螺杆材料的许用应力;因此满足强度要求3.4 按耐磨性初步计算螺母高度滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上

7、的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压应力p,使其小于材料的许用压应力p。假设作用于螺杆的轴向力为Qmax( N ),螺纹的承压面积(指螺纹工作表面投影到垂直 于轴向力的平面上的面积)为 A (mm2)，螺纹中径为 d2( mm)，螺纹工作高度为 h(mm),螺纹螺距为 t (mm),螺母高度为 H (mm),螺纹工件圈数为u= h/t。则螺纹工作面上的耐磨性条件为：螺母材料：ZQS n10-1取螺母螺纹工作表面的许用压力p=18MP则螺母的螺纹圈数为：umax9.98d2h p39 3 18取 u=10,符合螺母螺纹工作圈数不宜超过

8、10 圈的要求螺母高度： H ut=10 x 6=60mm螺旋升角arcta nd2arcta n6392.8摩擦系数 f=0.080.1，取 f=0.1f0 1当量摩擦角varcta n() arcta n coscos155.911则摩擦力矩:0.5Qmaxd2tan(v)0.5 6.6 10439 tan(2.85.911 )1.97 105N.mm因此合成应力:4Qmax21)216T1244 6.6 10)234.223(516 1.97 1034.23)284.0MPa文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持3文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.

9、欢迎下载支持3.5 稳定性校核对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力Qmax大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力Qmax必须小于临界载荷Qcr，则螺杆的稳定性条件为：式中：n螺杆稳定性的计算安全系数；nst螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋（如起重螺杆等），nst=3.55.0;Qcr螺杆的临界载荷；螺杆柔度：i卩为螺杆的长度系数，设计时取尸 2L 为螺杆的工作长度，等于螺母中部到托杯支承面的距离，初步作图3.6 自锁性校核螺旋升角0=2.8 当量摩擦角Pv=5.911 0+1校核结果：自锁性可靠第四章螺母的设计计算4.1 根据螺杆的螺纹直径

10、查的螺母大径根据螺杆的螺纹直径查得：螺母大径d d+1=43mm螺母小径 d1=d-6=36mm旋合间隙 c=h1-h=3.5-3=0.5mm 凸缘高度 a=H /3=60/3=20mm4.2 校核螺纹牙强度螺母失效形式有，螺纹牙磨损，牙根部弯曲折断或者被剪切，螺母悬置部分被拉扭断。螺纹牙剪切强度校核螺母材料：ZQSn10-1，其的许用剪切强度T=35MPa螺纹牙根厚度：b=0.65t=0.65 x 6=3.9mm剪切应力：Qmax一6.6 1012.53MPa i 为危险截面的惯性半径,d；34.2i448.55mm2 2818.5565.7由于入仁 86,2=43.2。 。 。OOOOOO

11、OOO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O。材料力学第 303 页则入2入 入1,所以要采用经验公式cr则cra b4612.568 65.7292.3MPaQcrQmax2.68 10546.6 104.06，故满足稳定性要求。L=281mm文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持4文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持bdu3.9 43 10文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持5文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持

12、因此，螺纹牙根剪切强度校核安全b.螺纹牙根弯曲强度校核螺母材料：ZQSn10-1，其的许用弯曲强度 db=50MPa弯曲应力:式中：b 螺纹牙根部的厚度-Numbered_ce4f335d-d8d3-4970-ac11-0895adde1017-Numbered_a618727a-803e-48af-a5f7-ef79a7bd11c8-Number 43 39l弯曲力臂，I d d22mm-Numbered_ce4f335d-d8d3-4970-ac11-0895adde1017-Numbered_a618727a-803e-48af-a5f7-ef79a7bd11c8-Number 2因此螺

13、纹牙弯曲强度校核结果是安全的c.螺母体拉扭强度校核许用抗拉应力d=0.83db=Q.83X50=41.5MPa(1.21.3)Qmax評2d2)取 D=68mmD1=(1.31.4)D=(1.31.4) X68=88.495.2mm 取 D 仁 90mm4.3 螺母凸缘强度校核螺母凸缘失效形式：螺母凸缘支承表面被挤压，凸缘根部弯曲或剪断挤压强度校核P=(1.51.7_db=(1.51.7)X50=7585MPa所以挤压强度校核：安全剪切强度校核T=35MPa剪切强度校核：安全弯曲强度校核弯曲强度校核：安全4.4 螺母尺寸参照上面螺母剖面图D1=90mm , D=68mm , a=20mm ,

14、H 60mm , d1=36mm,d 43mm第五章托杯的设计与计算托杯用来承托重物，选用用Q235 钢模锻制成。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。则弯曲应力:6QmaxIdb2u6 6.6 1042238.57MPa43 3.910b1.53 1.66Q maxd21.66.6 1043266.3mmV 41.5文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持6文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持其经验设计结构尺寸见图 5，具体设计计算尺寸如下：D10=10

15、4mm , D1仁 25mm , D12=D13-4=78-4=74mm , D14=52mm文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持7文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动，在设计千斤顶时，要在托杯下面安装一个推力轴承。挤压强度校核1P许用压强，应取托杯与螺杆材料p的小者。则p = 55MPa故满足挤压强度要求。剪切强度校核T许用剪切强度,T=188MPa故满足剪切强度要求第六章手柄设计与计算6.1 力矩分析手柄材料为 A3螺纹摩擦力矩1 .97105N .mm选用推力轴承：滚动轴承51305 GB/T301

16、-1995其内径为d25mm，取口 =0.002T2T1，故 T2可以忽略不记则转矩T T11.97 105N.mm6.2 手柄直径 dh则T2max20.002T660001650N.mm文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持8文档来源为：从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持取dh26mm6.3 手柄长度 Lp防止人产生过度疲劳，人手推力不可以过大，一般取150200N，这里计算时取 175N则lp5T 1.97 105F 1751125.7mm，则取lp1130 mm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,计算时手柄所受的最大转矩M 近似等于 T , 手柄实际长度还应加上 D13+（ 50150） mm。手柄的实际尺寸I 1250mm，手柄实际长2度不应超过千斤顶，使用时手柄应可拆卸。第七章底座设计底座材料常用铸铁（HT150）（图 6）,铸件的壁厚3不应小于812mm，取为 10mm,1 : 10 的斜度。D6=D+ （510） mmH1D7=D6+5其中 L为千斤顶起重最大高度具体数值为：取许用弯曲应力2402120MPab得dh3 32M32d35332 1.97 10 V12025.6mm为了增加底座的稳定性底部尺寸应大些，因此将其外形制成图中