千斤顶课程设计

1、课课 程程 设设 计计 报报 告告 书书课程名称：_千斤顶课程设计 _班级：_ _ _学号：_ _姓名：_ _ _，学期：_ _指导教师：学院：完成日期：录第第 1 1 章章螺纹千斤顶的设计报告书螺纹千斤顶的设计报告书 . 2 2设计题目设计题目 . 2 设计数据设计数据 . 2设计要求设计要求 . 2设计目的设计目的 . 3第第 2 2 章章螺杆的设计与计算螺杆的设计与计算 .4 4螺杆螺纹类型的选择螺杆螺纹类型的选择 . 4选取螺杆材料选取螺杆材料 . 4确定螺杆直径确定螺杆直径 . 4自锁验算自锁验算 . 5 螺杆部件的尺寸设计与强度校核螺杆部件的尺寸设计与强度校核 . 5第第 3 3

2、章章 螺母设计与计算螺母设计与计算 .7 7选择螺母材料选择螺母材料 . 7确定螺母高度确定螺母高度 hh及螺纹工作圈数及螺纹工作圈数 u u . 7. .螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算 . 7第第 4 4 章章托杯的设计与计算托杯的设计与计算 .9 9. .托杯的尺寸计算托杯的尺寸计算 . 9第第 5 5 章章手柄的设计手柄的设计 .1010 手柄材料手柄材料 . 10手柄长度手柄长度 lplp. 10手柄直径手柄直径 dpdp. 10第第 6 6 章章底座设计底座设计.1212设计小结设计小结.1313参考文献参考文献.1414附图附图. .1515：

3、第第 1 1 章章螺旋千斤顶设计报告书螺旋千斤顶设计报告书设计题目设计题目设计用于起重的螺旋千斤顶。千斤顶一般由底座 1、螺杆 3、螺母 5、底座 8，手柄 7等零件所组成(见图 1)。 螺杆在固定螺母中旋转， 并上下升降， 把底座上的重物举起或放落。图 1设计数据设计数据表 1 设计数据起重重量/起重高度40kn200mm设计要求设计要求装配图一张设计说明书一份作业目的作业目的1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法;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，强度计算和刚度计算， 制造工艺与装配工艺等方面的问题。3

4、.熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。第第 2 2 章章螺杆的设计与计算螺杆的设计与计算螺杆螺纹类型的选择螺杆螺纹类型的选择类型说明:螺纹有矩(方)形、 梯形与锯齿形。 梯形螺纹牙型为等腰梯形， 牙形角 =30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。 矩形螺纹牙根强度低， 锯齿形螺纹牙为不等腰梯形，加工成本高。选择结果:从实用性考虑，选梯形螺纹。它的基本牙形按86 的规定。选取螺杆材料选取螺杆材料常用材料举例说明:螺杆材料常用 q235、q275、40、45、55 等。选择结果:考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，故此处选最常用的45 钢。？. .确定螺杆直径确定螺杆直径按耐磨

5、性条件确定螺杆中径d2。 求出 d2后， 按标准选取相应公称直径d、 螺距 p 及其它尺寸。根据规定，对于整体螺母，由于磨损后不能调整问隙，为使受力比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多，故取 =之间，此处取 =。为确定滑动螺旋传动的许用强度，这里我取螺杆螺母材分别为钢对青铜，滑动速度为低速。查书中表可知p=1825mpa,这里取p=23mpa。故d2fpf 0.8hpp（因梯形螺纹，螺纹牙的工作高度h=）所以fpf40103d2 0.8 0.8m 23.6mm6hpp22310查机械设计手册，公称直径d 取 24mm,则螺距 p=2mm。外螺纹小径内螺纹小径螺母螺纹大径d1 d 7 (24 7)mm

6、 17mmd1 d 6 (24 6)mm 18mm内、外螺纹中径d =d 1 25mmd2 dz d 0.5p 240.52 23mm（. .自锁验算自锁验算自锁条件是 ，式中: 为螺纹中径处升角;为当量摩擦角(当量摩擦角=arctanf，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1。查书中表5-12，f=,取 f=,。 np 12 arctan1.583.1423d2 arctan0.09 5.141.58-1 4.14故， arctan所以自锁性可以保证。螺杆部件的尺寸设计与强度校核螺杆部件的尺寸设计与强度校核$尺寸设计:螺杆上端用于支承底座并在其中插装手柄。手柄孔径dk的大小根据手柄

7、直径d 决定，dkdp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ds应比螺杆小径 dp约小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 d1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，挡圈用紧定螺钉固定在螺杆喘部。其中，退刀槽宽度为1.5t 1.5p 3mmd2 (1.71.9)d 1.824mm 43.2mm升角，为当量摩擦角。查手册知：45 钢，s=355mpa,s3 4(1.41.6)d 1.5d 1.524mm 36mms3355mpa 128.33mpa3强度校核：对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。即

8、4f 16t ca3323d1d12222其中，扭矩d23t f tan(） 40103tan(1.585.14)103 54.2n m22式中： 为螺纹中径处故，4401031654.22()23(）=201.4mpa 128.33mpa3 23.14(1710 )3.14(17103)3所以，应该取大型号的螺纹，查机械设计手册，公称直径d 取 30mm，则螺距p=;外螺纹小径 d1=d-7=23mm;内螺纹小径 d1=d-6=24mm;内、外螺纹中径 d2=d2=;螺母螺纹大径d=d+1=31mm。退刀槽宽度为。校正后有:(4401031654.22)23(）=104mpa 128.33m

9、pa3.14(23103)23.14(23103)3即满足设计要求。第第 3 3 章章螺母设计与计算螺母设计与计算. .选择螺母材料选择螺母材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。此设计中铸铝铁青铜，承应上面的选择。.确定螺母高度 h及螺纹工作圈数 u螺母高度螺纹工作圈数h =d2u hp考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u=u+(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d。螺母高度由下式计算:h=up。螺母高度 h:螺纹工作圈数 u:则h =d21.828.25mm 50.85mm

10、u h 50.8514.5p3.5u u1.514.51.515因此，螺母实际高度 h=up=. .螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算一般螺母的材料强度低于螺杆， 故只校核螺母螺纹牙的强度。 教材上知，螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：fdbz3fhdb2zb查书中数据有：b=,(梯形螺纹)，h=。查表知青铜的b取 30-40mpa,取 40-60mpaf4010318.06mpa dbz3.14311030.653.510310故有3fh3401030.53.5103 38.68mpa b2db z3.14311030.653.5103210查表得d4

11、(1.61.8)d =1.731mm 52.7mmd3 (1.31.4)d21.352.7mm 68.51mma h 50.85mm 16.95mm33第第 4 4 章章托杯的设计与计算托杯的设计与计算. .托杯的尺寸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。这里我取材料为ht100。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。为了防止底座从螺杆端部脱落， 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

12、触面间的压力强度。p fd122d1124p式中：p许用压强，应取底座与螺杆材料p的小者。查手册可知：ht100：p1=130mpa45 钢：p2=570mpa;即取p1=130mpa自定义d10 (2.4 2.5)d 2.4530mm 73.5mmd11 (0.6 0.7)d 0.6530mm 19.5mmd13 (1.71.9)d 1.830mm 54mmd12 d13(2 4) 543mm 51mm取整：故p f40 103 23.1 mpap2d12 d110.0512 0.0222d10 74mmd11 20mm44第第 5 5 章章手柄的设计手柄的设计手柄材料手柄材料常用 q235

13、 和 q215。此设计中选择 q235。手柄长度手柄长度 lplp扳动手柄的力矩：则：lpt1t2kk lpt1t2式中 k加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150250n，工作时间较长时为 100150n。234010 tan(1.58 5.14)10t1螺旋副间的摩擦力矩。t ftan(）d223354.2n mt2托杯与轴端支撑面的摩擦力矩（f 查手册取） 。则：t2 (d12 d11) ff / 4 (5120)0.0640/ 4 42.6jlpt1t254.2+42.6（k取250n） =mm=387.2mmk250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

14、部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上d13(50 150)mm2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，设计手柄的实际长度取整lp =470mmlp =lp+54+55=387.2+27+55=469.2mm2手柄直径手柄直径 dpdp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:fklp0.1dp3f取dp3klp0.1f32000.3872mm 18.61mm0.1120106dp=20mm。式中：f手柄材料许用弯曲应力。手柄材料为 q235，f=120mpa。第第 6 6 章章底座设计底座设计底 座材 料常 用铸铁 (ht150 及 ht2

15、00)， 本 设计 采用铸 钢zg230-450， 铸件的壁厚不应小于 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。计算尺寸：h1 l (14 28)mm 200 20mm 220mmh a 52.524mm 28.5mmd d d 1301mm 31mmd6 d3(5 10)mm 68.51mm6mm 75mmdh17 d65 75mm2205mm 119mm3d4q d244010383p2106(68.5110 )2mm 173.7mm式中： f底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取f=2。设计小结设计小结这次课程设计， 是现代机械设备中应用

16、较广泛的一种伸缩传动装置。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的。设计数据总汇:1） 、螺杆材料选 45 钢;螺纹公称直径 d 取 30mm,螺距 p=;相关尺寸 :退刀槽宽度为， d13=54mm,h1+h=，外螺纹小径d=d-7=23mm;内螺纹小径 d2=d-6=24mm;内、外螺纹中径 d2=d2=;螺母螺纹大径 d=31mm。2） 、螺母材料选用铸铝铁青铜;螺纹工作圈数 u取 15;螺母实际高度 h=;螺母的相关尺寸:d3=，d4=;3） 、托杯材料为ht100，相关尺寸为:d10=，d11=，d13=54mm，d12=51mm