螺旋千斤顶毕业设计论文

1、 第四章 千斤顶的设计 已知轴向载荷F=15000N,最小高度271，最大高度为391mm,即最大举升高度391-271=120mm. 方案图如下所示： 1托杯 2手臂 3销 4手柄 5挡环 6螺套 7螺杆 8螺钉 9底座 图4.1 千斤顶剖视图 4.1螺杆的设计计算 4.1.1. 选择材料 前面已做分析，此次设计选用梯形螺纹，基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，螺杆材料常用Q235，275，40，45，55等，此；为了提高耐磨性，螺母选较软的材料锡青铜=360Mpa钢。由手册查45处螺杆选常用的即，提高20%人力驱动p可，ZCuSn10P

2、-1，由上表知钢对青铜低速时对为)?(1825MPa6?30?120%?21.，螺母为整体螺母由于磨损后不能调整间，p=p=25MPa?5?2.?1.2? 隙，可视受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故，此处取。2? 确定螺杆直径4.1.2.pd2，螺距按耐磨性条件确定螺杆中径d2,求出d2后，按标准选取相应的公称直径 及其他尺寸。根据规定对整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，可视受力比较均匀，螺纹工作圈数?。螺杆螺母材料分别取为钢青铜，查表不宜过多，故取，此处取2?5.?1.2?2)25(18?MPa3021.6?120%?，即p=p3.2滑动速度为低速，对人力驱动可提高20%，0.08-0.

3、1由f值p=25MPa，（摩擦系数起动时取大值，校核是为安全起见，应以起动时为准。F=40KN 应取f=0.1,代入? ，则计算d梯形螺纹，h=05p,已知取2?2 F15000 （式4.1 ） mm85613?0.8.?0.8?d2?2?25根据GB/T5796.3-,2005查得取标准 公称直径d=20mm p取标准值p=4mm 小径D=15.5mm 3中径d=D2=18mm 2大径D4=20.5mm =0.336p=1.344mm牙顶和牙底宽4.1.3. 螺纹副自锁性验算： ? 自锁条件是vf ?arctan?arctan?f vv?cos? 式中：为螺纹中径处升角；ff? 为螺纹工作面

4、的牙形斜角），式中 为当量摩擦系数。（； ?f?f? vv0?cos?90sin0? 为当量摩擦角（为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1）.v （取起动时计算用最大值）查教材表 得10.?0f4?snp10?048?4.?arctan?arctan?arctan ?18?3.d14d221f0.0? 915.?arctanarctan? v0?cos15cos000? 故，91?1?4.0484?.v 所以自锁性可保证。 螺杆强度校核4.1.4.螺杆危T的作用。受力较大的螺杆需进行强度计算。螺杆工作时承受轴向力F及转矩险截面上既有压缩应力，又有切应力。因此，校核螺杆强度时，应根据第

5、四强度理论求出? ，强度校核公式为：螺杆危险截面的计算应力ca22?FT?22? ） （式4.13 ?33?CaAW?T式中: F-螺杆所受的轴向压力，N； ?22d?Amm； A-螺杆危险截面的面积；, 14d3?d31mmA?W?,； ,-螺杆螺纹段的抗扭截面系数W1 TT164 ；mm为螺杆螺纹的小径（d）1-?）Mpa； 为螺杆材料的许用应力（- N.mmT- 为螺杆所受转矩（；） 其中扭矩18d?030?2 .M5775.91N?24?15?10.N?tan4408.T?Ftan? v22? 为螺纹中径处螺纹升角；式中：为当量摩擦角。v? 查手册GBT699-1999.45钢的，Mp

6、a?355s ，如下表教材表5-13 滑动螺旋副材料的许用应力 表 项目 /Mpa 许用应力 钢制螺杆?53?/Mpa 为材料的屈服极限, ss螺母 材料? 许用弯曲应力b? 许用切应力T 青铜40-60 30-40 耐磨铸铁 50-60 40 铸铁 45-55 40 钢 ? （1.0-1.2）? 0.6注：静载荷许用应力取大值。 安全系数3-5，取3。 ?355?s Mpa.?33?128 33故有： 222233?104F577?T244?15?10.?Mpa?972?394.Mpa?3.?12833?Ca3232?d20d55.15143.?.?.0215.?11所以得到强度校核满足设计

7、要求。 4.1.5. 螺杆稳定性校核 ?l (1)计算柔度= i螺杆一端固定，一端自由，长度系数=2；螺杆最大受力长度L由起重高度、螺母l1l?1.5d。、铰支头高及螺杆轴向预留余量决定，其中 高Hl22因此，螺杆的工作长度，螺杆危险截面惯性半径mm?36?156120l?l?H?118d i=。1mm54?. 44?L2?156= 40 （式 =4.24） 33.?69 54.i 所以需要校核。 计算临界载荷：(2) 取查手册表1-6，E200GP。?43?4?10?3.14?18d48?M10?0.515093?1（式4.25=） I= 6464229?8?1051509310?03EI.

8、14.?200?因此：F=（式4.26） KN?104.343?C ?22?l3?1075?2?148.3F10343?104.CS=4 9562.?6 3F15?10稳定性满足设计要求。 4.2螺母的设计计算 14.2.1 选取螺母材料 螺母选较软的材料锡青铜由上表3.1选取材料为 ZCuSn10P-1。 H及螺纹工作圈数确定螺母高度U 24.2.1 ?Hd?2?18?H36?mm 螺母高（式 ：4.2） 2H36 （式4.3螺纹工作圈数z：） 9?z? P451.u?u应圆整）考虑到螺纹圈数越多载（考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数=10.5u 。11取u不宜取大，此次设计u荷分布越不均匀，

9、故所以螺母的实际高度 mm?44?11?H?U4P34.2.1 校核螺纹牙强度 ?；由上表查得青铜螺母螺纹牙许用弯曲应力 ,MPa?40?60?；许用剪切应力 Mpa40?30?梯形螺纹螺纹牙根宽度mm； 6?2.?0.65?4?b0.65p梯形螺纹螺纹牙工作高度。则： mm4?2p?0.5?h?0.5弯曲强度校核： 3Fh3?15000?2?,Mpa?18.803 合格 （式4.5） 22?Dzb3.14?20.5?11?2.64剪切强度校核： F15000?.134?MPa?3，合格 （式4.6） 22?Db11?3.14?20.5z?2.64式中：螺母螺纹大径，mm. D4Z螺母螺纹工作

10、圈数。 44.2.1 螺母外部尺寸计算 （1）计算确定D 3螺母悬置部分受拉伸和扭转联合作用，为计算简单，将F增大30%，按拉伸强度计算得： 1.3F= （式4.10） 22?)(D?D43 4式中，为螺母材料的许用拉伸应力，可取=0.83，由上表取 b=50Mpa，因此=0.83 。故=41.5Mpabb15000F22 （式4.11） Dmm941.66?31?20.5.166.?D?34?41.5=32 mm 取D3a ）确定D和（25H可求： 及a=1.4）D=按经验公式D（1.335 3D=（1.31.4）32=41.6-44.8mm 取D=44 mm （式4.12） 15H36 （

11、式4.13=） a=mm?12 33 ）校核凸缘支承表面的挤压强度，强度条件为：（315000?F44Mpa?.95?204.14） =（式?pp 222232443.14?DD?35 满足设计要求。 4）校核凸缘根部弯曲强度：（?4D/F?D321.5?15000?44M3?（式 ）=4.15MPa?66?18.1p 22?Wa1412D6/?32?3.3 满足设计要求。 ）校核凸缘根部剪切强度，强度条件为：（5F （式= 4.16） ?aD3=35Mpa 式中，螺母材料的许用切应力15000F? 故：= ）（式4.17MPa?12.44? ?12323a.14?D?3 满足设计要求。 手柄

12、设计计算4.3 4.3.1 拖杯与手柄的结构： 确定手柄长度，则手柄上的工作转矩为：33?dD?21?00?fF?tand =+T）LT=F =T4.18（式?2HH1 ?c222d32?D?00 mm）；T2分别为螺纹副摩擦力矩及拖杯与接触面摩擦力矩（N、式中：T1 =0.15；f拖杯与支承面的摩擦系数，fcc确定，由经验公式托杯底座与支承面接触部分外径（mm）Dd)1.86D?(1.?00 mm；取32D?0为手作用在手柄上d=16mm,FH托杯底座与支承面接触部分径（mm），取d00 N）；的力（ ）。手柄有效长度（ LmmH ；取F=200N如一人连续工作，手作用力通常取F=15020

13、0N,HH33?16?1232?1505.?18?tan.2.98?4?15000 ）（式=因此，200 L4.19 ?H 221632?23?=230mm 取L得：L=228.62mm HH 确定手柄直径d4.3.2 k =360MPa，选手柄材料为45钢，S?s 。=160 Mpa=140许用弯曲应力180 Mpa，取?b b21.5 手柄的弯曲强度条件为：LLFF?）（式 =4.20?HHHH? b? bW3d k32315?200?230?11.12mm, 取d=12mm （式4.21） 因此，dKK?160 4.4托杯的设计计算 托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制

14、成，取材料为Q235。其结构尺寸见图。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，另一方面还需要验算接触面间的 压力强度。F? pp?22?)?D(D11124料许用压强，应取托杯与螺杆材式中：p p的小者。 取p。；Q235:p= 225MPa 45钢：p=570MPa 杯杯杆20=49mm D=(2.42.5)d =2.45?1020=14mm d=0.7D=(0.60.8）?11

15、20=36mm =(1.71.9)d=1.8D?13 - (24)=36-4=32mm =DD1312d=1.8*20=36mm h=（1.51.8）1 故 3F1032? ?pp?23MPa?49?.22?22(D?D)3.14(0.032?0.014)111244满足设计要求 ?=10mm； =13mm；沟纹宽度，=812mm此处取1.5=10mm；杯底厚度为 1.3托杯厚度?/2=5mm；托杯高度为1.8*d=1.8*20=36mm沟纹深度为； 为保证托杯可以转动，螺杆顶端的垫片与托杯底部留有间隙，间隙值为34mm，因承受力不 。3mm大，故取值为4.5底座的设计 底座材料常用铸铁HT1

16、50及HT200，选用HT150。铸件的壁厚不应小于812mm，取=15mm。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。 底座结构及尺寸如图 S=（1.52）=1.5*15=22.5mm D3=42mm D5= D3+2=42+2*15+4=72mm D6=D3=42mm D7=D6+2* =52+ =96mm D8=1.35D7=1.35*96=130mm 4.6安装要求HH88等配合。为了安装简便，螺母压入底座上的孔，圆柱接触面间的配合常采用或rn77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

17、螺钉直径常根据举重量选取，一般为612mm。 2.4.1 螺母的相关尺寸已得：螺纹小径D= 16mm 1D= 1.5d =1.520=30mm 3D= 1.4D =1.430=42mm 34H=44mm;； a=18mm 第五章 螺旋千斤顶图形的绘制 要绘制螺旋千斤顶的装配图，首先应当选定绘图比例和图幅后布置视图，先确定各视图的位置，画出主要轴线、中心线及基准线。然后开始画底图，按照“先主后次”的原则，沿装配轴线按装配关系依次画出底座螺套螺旋杆绞杠顶垫等零件。底图完成后，检查加深图线，还要进行尺寸标注，编注零件序号，填写明细栏、标题栏等，完成全图。 同时要了解千斤顶的工作原理：千斤顶是利用螺旋

18、传动来顶举重物的一种起重或顶压工具，常用于汽车修理及机械安装中。工作时，重物压于顶垫之上，将手炳穿入螺旋杆上部的孔中，旋动手炳，螺旋杆在螺套中靠螺纹做上、下移动，从而顶起或放下重物。螺套镶在底座里，用螺钉定位，磨损后便于更换。顶垫套在螺旋杆顶部，其球面形成传递承重之配合面，由螺钉锁定，使顶垫相对螺旋杆旋转而不脱落。 螺旋千斤顶的轴测图 4.1 图 因此由螺旋千斤顶的工作原理可知，千斤顶的装配主干线是螺旋杆，为了清楚的表达千斤顶的外部装配结构，则绘制了千斤顶的全剖视图。 在主视图上，千斤顶的7个零件所处的位置及装配关系、各零件的主要形状均已表达AA表达清楚。清楚，只有螺旋杆上与绞杠配合的孔没有表

19、达充分，故采用剖面图 所以螺旋千斤顶的装配图如下： 图4.2 螺旋千斤顶的装配图 第六章 使用千斤顶的注意事项 1.无论哪种千斤顶都不准超负荷使用，以免发生人身或设备故障。 2.千斤顶使用前，应检查各零件是否灵活可靠，有无损坏，油液是否干净，油阀、活塞、皮碗是否完好。 3.千斤顶工作时，要放在平整坚实的地面上，并要在其下面垫枕木、木板或钢板来扩大受压面积，防止塌陷。 4.千斤顶安放位置要摆正，顶升时，用力要均匀；卸载时，要检查重物是否支撑牢固。 5.几台千斤顶同时作业时，要动作一致，保证同步顶升和降落。 6.螺旋千斤顶和齿条千斤顶，在任何环境下都可使用。而液压千斤顶在高温和低温条件下不准使用。

20、 7.螺旋千斤顶和齿条千斤顶，应在工作面上涂上防锈油，以前少磨损避免锈蚀。液压千斤顶应按说明书要求，定时清洗和加油。 8.螺旋千斤顶和齿条千斤顶的部要保持清洁，防止泥砂、杂物混入，增加阻力，造成过度磨损，降低使用寿命。同时转动不分要添加润滑油进行润滑。 9.液压千斤顶的储液器要保持洁净，如产生渣滓或液体混浊，都会使活塞顶升受到阻碍，致使顶杆伸出速度缓慢，甚至发生事故。 10.液压千斤顶不准作永久支承。如必须做长时间支撑时，应在重物下面增加支承部件，以保证液压千斤顶不受损坏。 11.齿条千斤顶放松时，不得突然下降，以防止其部机构受到冲击而损坏，或使摇把跳动伤人。 12.各种千斤顶要定期进行维修保

21、养。存放时，要将机体表面涂以防锈油，把顶升部分回落至最低位置，并放在库房干燥处，妥善保管。 第七章 设计总结 这次的毕业设计是大学四年中的最后一个环节，是对四年的学习生活中所学知识的一个汇总和概括，使我们每个人都能了解自己学到了什么，理解多少，会运用多少，还有多少知识不了解，需要进一步加深理解。 在校期间，开设有机械制图及AUTOCAD、机械设计、机械制造等课程，这些课程对我们搞好这次毕业设计有很大的帮助，综合运用好这些课程，加之我们平时的知识积累和老师的极大帮助和指导，为这次毕业设计提供了非常有利的保障。 即将毕业的我，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦，如机器损坏或零件老化等一系列问题时，这时就要靠自己以前所学的知识和积累的经验去解决它。随着科学技术的高度发达，一些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格低廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行机械设计能力的培养；善于利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神，加强环境保护意识，做到清洁生产和文明生产，以最大限度的获得企业效益和社会效益 所以，在以后的工作中，需要