简单千斤顶设计说明书

1、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

2、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6.6t（约66000N），起重高度为180mm，间歇工作，可用于比较狭窄的工作场合。 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： a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。 b在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑。 c人手推力不可以过大，防止人产生过度疲劳。d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。e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

3、件的常用材料螺杆：45螺母：ZQSn10-1底座：HT150托杯：Q235手柄：A31.4千斤顶结构示意图第二章 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 （1）其中：滚动轴承的摩擦系数，对单向推力轴承=0.00130.0020d轴承内径，mm F轴承负荷，对推力轴承是轴向负荷，N图1图2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

4、结构简单，故采用滑动螺旋，并选用梯形螺纹，牙型角=30°，梯形螺纹内外螺纹以锥面相结合，不易松动，牙形可按照GB5796.186的规定。3.2按抗压，扭强度计算螺纹直径其中，安全系数S=4，材料屈服极限则许用应力则小径：则按照梯形螺纹国家标准选用T42×6-2。其大径d=42mm,螺距t=6mm，小径d1=35mm，中径d2=39mm，工作高度h=3mm，螺纹高度h1=3.5mm，=15°，查阅有关技术手册知：螺杆退刀槽直径；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

5、求出危险截面的计算应力，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；为螺杆螺纹段的抗扭截面系数；为螺杆材料的许用应力； 螺旋升角摩擦系数f=0.080.1，取f=0.1当量摩擦角则摩擦力矩：因此合成应力：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

6、于轴向力的平面上的面积）为A（），螺纹中径为d2（），螺纹工作高度为h（），螺纹螺距为 t（），螺母高度为 H（），螺纹工件圈数为 uh/t 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为：螺母材料：ZQSn10-1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：取u=10，符合螺母螺纹工作圈数不宜超过10圈的要求螺母高度：H=ut=10×6=60mm3.5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；

7、nst螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋（如起重螺杆等），=3.55.0;Qcr螺杆的临界载荷；螺杆柔度：为螺杆的长度系数，设计时取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L=281mmi为危险截面的惯性半径，则由于1=86，2=43.2。材料力学第303页则2<<1，所以要采用经验公式则，故满足稳定性要求。3.6自锁性校核螺旋升角=2.8°当量摩擦角v=5.911°>+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=

8、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。a.螺纹牙剪切强度校核螺母材料：ZQSn10-1，其的许用剪切强度=35MPa 螺纹牙根厚度：b=0.65t=0.65×6=3.9mm剪切应力：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 b=50MPa弯曲应力： 式中：b螺纹牙根部的厚度 弯曲力臂，则弯曲应力：因此螺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

9、=0.83b=0.83×50=41.5MPa则即取D=68mmD1=（1.31.4）D=（1.31.4）×68=88.495.2mm取D1=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a. 挤压强度校核p =(1.51.7_b=(1.51.7) ×50=7585MPa 所以挤压强度校核：安全b. 剪切强度校核=35MPa剪切强度校核：安全c. 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，H=60mm，d1=36mm,d=43mm第五章 托杯的设计与计算托杯

10、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。其经验设计结构尺寸见图5，具体设计计算尺寸如下：D10=104mm，D11=25mm，D12=D13-4=78-4=74mm，D14=52mm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。a. 挤压强度校核 p许用压强，应取托杯与螺杆材料p的小者。则p55a故满足挤压强度要求。b. 剪切强度校核许用剪切强度,=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

11、A3螺纹摩擦力矩选用推力轴承：滚动轴承 51305 GB/T301-1995其内径为，取=0.002则，故T2可以忽略不记 则转矩6.2手柄直径dh计算时手柄所受的最大转矩M近似等于T，取许用弯曲应力由得取6.3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，则取手柄计算长度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+（50150）mm。手柄的实际尺寸，手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时手柄应可拆卸。第七章 底座设计图6：底座设计示意图底座材料常用铸铁（HT150）（图6），铸件的壁厚不应小于812mm，取为10，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110的斜度。图中 H1 =L+（1428）mm D6=D+（510）mmD7=D6+其中L为千斤