螺旋千斤顶设计说明书

1、螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级2006级机制1班设计者XXXXX指导教师XXXXX成绩2020年4月1日螺旋千斤顶设计任务书学生姓名XXX专业年级2006级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤预3-设计条件：lx最大起重量尸二65kN；2、最大升距"义40mm。设计工作量：绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；编写设计计算说明书一份。指导教师签名：2009年3月15日手柄材料10目录1螺杆的设计与计算3螺杆螺纹类型择3选取螺杆材料3确信螺杆直径4自锁验算4千斤顶结构4螺杆强度计算5稳固性计算61.7.1 计算柔度61.7.2 稳固性计算7

2、2螺母设计与计算7选取螺母材料7确信螺母高度K及螺纹工作圈数u72.2.1 求螺母高度72.2.2 螺纹工作圈数u72.2.3 螺母实际高度H，8校核螺纹牙强度82.3.1 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算8安装要求92.4.1螺母的相关尺寸算93托杯的设计与计算9托杯的尺寸计算94手柄设计与计算10手柄长度Lp10手柄直径dp11结构125底座设计126参考文献141螺杆的设计与计算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。故选梯形螺纹，它的基本牙形按GB/选梯形螺纹2005的规定。选

3、取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。此题选45钢。选45钢确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径也。求出左后，按标准选取相应公称直径d、螺距p及其它尺寸。凶根据国家规定注中取隹（梯形螺纹）；h二;查教材表, 句取23Mpa凶. a故，&N千斤顶设计计算和说明结果计算及说明a一一d = 40mm查机械设计手册，d取40mm.p=7mmdi=32mmd 尸 31.5mm则p=7mm,di=d-8=32mmd产di-二二31.5mmd2=36.5mm自锁验算ck=36.5mm自锁条件是-wq式中：为螺纹中径处升角；启为当量摩擦角(当量摩擦角启二arctan5为保证自锁

4、，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小查教材表，内取=Urctan(np/d2)=arctan(1欢回故，斡p4结构如下图：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ck的大小根据手柄直径dp决定，十。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径a应比螺杆小径出约小0.5mm。退刀槽的宽度可取为。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。其中:=10.5mmDim=d=x40=72mmd二二

5、60mm7=-m国二 355MpaQ二Hi+H'=260+63=323mm=10mm螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公式，w。其中扭矩回=65xl03tan'+)x回式中：为螺纹中径处升角，口为当量摩擦角。查手册,45钢,同二355MPa可二砰查手册表3-8,di=d-8=32mm故,=Wo二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。典/尸之4/=xio-8m4螺杆的临界载荷总与柔度人有关，九二/；为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，/为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近

6、似取/=+5t+d,/为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A二九&74,则3(/为螺杆危险截面的轴惯性矩)当螺杆的柔度兀40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。/=810 3m(1)计算螺杆危险截面的轴惯性矩/和/=335mm四二2F=200GPa940R.二X1O3N1. 7.1计算柔度(2)求起重物后托杯底面到螺母中部的高度/=”+5p+d=240+5x7+x40(3)计算柔度查教材，笈取2(一端固定，一端自由)查手册表1-6,£取200GPaK-/.1Hi二区一选青铜1.7.2稳定性计算(1)计算临界载荷尾叫回稳定性计算国一2.螺母设计与计算选取螺母材

7、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。此题选青铜u = <10u'二确定螺母高度，及螺纹工作圈数U螺母高度'二次2.螺纹工作圈数因考虑退刀槽的影H'= 63mm响，实际螺纹圈数二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=urpo1.1.1 1求螺母高度EH'二夕必=XX1O31.1.2 螺纹工作圈数uu' = u +应圆整,取91.1.3 螺母实际高度H'=u'p=9x7=63mm校核螺纹牙强度一般螺

8、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1-3o必要时还应对螺母外径上进行强度验2. 3.1螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为:antaittxvm1|1asnrsu*-3查表，匕二（梯形螺纹）ih二40-60Mpa安装要求螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面间的配合常采用凶或凶等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图13）和底座孔上端（图17）做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图11）,紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为612mmo2.4.1螺母的相关尺寸计算查手册D=d+l=41mm内螺纹小径Di=d-7=33mmD

9、产D二x41D尸D?<30-40Mpa40-60Mpa合格03=69.7mm圆整D3=70mmDj=91mma=21mmDio=98mmDn=26mmDi3=72mmDi2=69mmr=x70H'=63mma=H73=63/3=21mm3.托杯的设计与计算托杯的尺寸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14。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，

10、一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。国w0（式1-1）合格式中：。许用压强，应取托杯与螺杆材料的小者。Dio=d二QDn=)d=QDi?二d二或D】jD13-(24)故网w吗（吗23Mpa）选Q2354.手柄设计与计算手柄材料常用Q235和Q215。a手柄长度4板动手柄的力K-i矩：二7；+Tia"一“"71=-m则网"2)(式1-式中：K-加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150,100-150No-250N,工作时间较长时为石二m二二1186mmR螺旋副间的摩擦阻力矩,a=65xl03tan+)x区7.托杯与轴端支承面的摩擦力矩，El

11、f 1277mmh石二(Dk+DQ(f查手册取=(69+26)xx65/4|1CS5ST4X-则网二a手柄计算长度。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呼(50150)mm。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。因此，手柄实际长度国*同+回dp=30mm手柄直径&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（式1-3）故dpN=28.33mmdp取30mm式中：司手柄材料许用弯曲应力,当手柄材料为Q215和Q235时，殍=120Mpa,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16）,并用螺钉或钏合固定。dp图中尺寸胛=10mmdp+(68)=dP+8=38mm5.底座设计底座材料常用铸铁（HT150及HT200）,铸件的壁厚8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。底座结构及尺寸如图17a一”Hi=260mmD=41D6=78mmD产130mmDe=241.5mm圆整D产242mm图中Hi=H+(1428)mm=240+20=260mmH-a=63-21=42mmD=d+l(查手册)=40+1D6=D3+(510)mm=72+6Dz=De+叩8+巴式中：aP底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取