千斤顶课程设计

1、课程设计报告书课程名称：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：录笫1章 螺纹千斤顶的设计报告书2设计题目2设计数据2设计要求2设计目的3第2章 螺杆的设计与计算4螺杆螺纹类型的选择4选取螺杆材料4确定螺杆直径4自锁验算5>螺杆部件的尺寸设计与强度校核5第3章螺母设计与计算7选择螺母材料7确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u7螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算7第4章 托杯的设计与计算9托杯的尺寸计算9第5章手柄的设计10手柄材料10手柄长度Lp 10手柄直径dp 10第6章底座设计12设计小结13参考文献14附图15第1章螺旋千斤顶设计报告书设计题

2、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&手柄7等零件所组成（见图1）。螺杆在固定螺母中症转，并上下升降，把底座上的重物举起或放落。设计数据表1设计数据起重重量起重高度40kN200mm设计要求装配图一张设计说明书一份作业目的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題，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 的问題。3熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。第2章 螺杆的设计与计算螺杆螺纹类型的选择类型说明：螺纹有矩(方)形、梯形

3、与锯齿形。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角a=30° , 梯形螺纹的內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。它的基本牙形按一一86的规定。 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。确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出迅后，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4)=&

4、lt;,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=23MPao= 0.8(因梯形螺纹，螺纹牙的工作高度h=所以IFPI 40x10出 > =0.8 = 0.8x Jm = 23.6mm'#兀力0刃 ”列卩V 2x23x 10查机械设计手册，公称直径d取24mm,则螺距P=2mm0 外螺纹小径£ = d 7 = (24 - 7) nun = 11mm内螺纹小径D = 一 6 = (24 6)mm = 18/nm螺母螺纹大径内.外螺纹中径(r=il +1 = 25mmcl2 = D-

5、= 一 0.5P = 24 - 0.5 x2 = 23mm自锁条件是WWp',式中为螺纹中径处升角；p为当疑摩擦角(当量摩擦角Parctanf.为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1 °。故,查书中表0 = arctan/?' = arctari0.0 = 5.14°0 = 158。“ 一1。= 414。=arctan5-12, f二'，取 f=,。'1x2.3.14x23= 1.58°所以自锁性可以保证。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。手柄孔径山的大小根据手柄直径 d决定，dd

6、p十。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径出应比螺杆 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 于山的圆柱体。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捞圈，拶圈 用紧定螺钉固定在螺杆喘部。升角，Pf为当量摩擦角。其中，退刀槽宽度为1.5/ = 1.5/7 = 3/n/nD2 =(1.7 1.9) = 1.8x 24mm = 43.2mm查手册知:45钢,0 «=355Mpat= = MPu = 128.33MP"(1.4 1 6) = 1.5 = 1.5x 24mm = 36mm 强度校核：对受力较大的螺

7、杆应根据第四 强度理论校核螺杆的强度。即 »E=厲刁获其中，扭矩4-40xlO>x(an(1.585.!4-)xx0>-54.2r中：2为螺纹中径处故,所以，应该取大型号的螺纹，查机械16xS4.2*叫"F + 3x<_ 心沽'314x07x10 r 3Ux<l7xl° 设计手册，公称直径d取30mm,则螺距pr外螺纹小径di二d-7二23mm；内螺纹小径D】二d-6=24mm；内、外螺纹中径ch二D：二二;螺母螺纹大径d'=d+l=31mm。4x40x10*V 3J4x<23xl« |退刀槽宽度为。校正后有

8、:»:*3职一）2=ICUMPa <a-l28.3W丹即满足设计要求。第3章螺母设计与计算.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H丄他TJf螺纹工作圈数"=下考虑退刀槽的影响，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11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'=u'p。 螺母高度H'：.螺纹工作圈数u：H =（pd2 =l

9、8x2&25mm = 50.85/n/n= 14.5Hf 50.85u =p 3.5u = “ +1.5 = 14.5 + 1.5 = 15因此，螺母实际高度ir=u,P=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：查书中数据有：b=,（梯形螺纹），h=。查表知青铜的旧取 30-40Mpa,取 40-60MPa故有一 =40x10= 1 &06AfP“ < r3Fh尿r bl承T bz 3.14x31x10 5xO.65x3.5xlO 'xlO1-3«.6KA/

10、Pu<<7k3x4O)d()'xO.5x3.%H)'3.14x31x10 ,x(O.65x3.5xlO 3" xIO£)j =(1.3 1.4)D2 = 1.3x52.7n?/n = 68.5 bnn?第4章 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。这里我取材料为HT100o 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

11、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。S（久-%严】4式中：P一一许用压强，应取底座与螺杆材料8的小者。查手册可知：HT1OO： pi=130Mpa45 钢：p2=570Mpa；即取p i=130Mpa自定义Dul = (2.4 2.5)d = 2.45x30"“ = 13.5mmDtl = (0.6 0.7 M = 0.65 x 30mm = 19.5/ww=(1.7 - 1.9)J = 1.8x30mm = 54mm= Do 一(2 4) = 54 3mm = 5 imm取整:£)()= 74mmDn = 20mmDig故40x10&#

12、39;(0.0512 -O.O22)第5章手柄的设计手柄材料常用Q235和Q215o此设计中选择Q235。手柄长度Lp扳动手柄的力矩:ffl：式中K加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150、250N,工作时间较长时为100'150N。T1螺旋副间的摩擦力矩。WianW + ”)*亦*1曲】.58。+5.】4»診0亠54“5T2托杯与轴端支撑面的摩擦力矩(f查手册取)。则:7； =(£>12+Dh)x ；F/4 = (51+ 20)x0.06x40/4 = 42.6/“牛(K贬2彎%®72叭手柄计算长度匚是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头

13、部尺寸 及工人握手距离，手柄实际长度还应加上身+ (50 150)劲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54亍 55皿72+27+55=469.2讪取整时=470mm手柄直径dp把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径d”，其强度条 件为:(200x0.387,0.Ixl20xl06dpz=20rnino 式中:o手柄材料许用弯曲应力。手柄材料为Q235, oF=120Mpao第6章底座设计底座材料常用铸铁(HT150及HT200),本设计采用铸钢ZG230-450,铸件的壁厚6不应小于8 12mm,为了增加底座的稳定性, 底部尺寸应大些，因此将

14、其外形制成1:10的斜度。计算尺寸：H、= / + (14 28)? = 200 + 20 = 220mmH a = 52.5 24mm = 28.5mm£)= ' = +1 = 30 + mm = 3 mrnD6 = £)3 + (5 10)" = 68.5+= 75mmH220U + - = 75/w/n +mm = 119mm76 55式中：oh底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取设计小结这次课程设计，是现代机械设备中应用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

15、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二；相关尺寸：退刀槽宽度为，D沪54mn),Hi+H二，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僅31伽。2)、螺母材料选用铸铝铁青铜；螺纹工作圈数f 取15；螺母实际髙度H二;螺母的相关尺寸:D产，D产;3)、托杯材料为 HT100,相关尺寸为：Dio=, Dn=, D沪54mm, D12=51mm；4).手柄材料选 Q235,设计手柄的实际长度Lp'二470mm；手柄直径dP=20mm；5).底座 材料铸钢ZG230-450,铸件的壁厚§取10mm；相关尺寸:HF220mm, D=d'=31mm, H-a=28mm, D6=75mm,D7=l 19mm, D8=o 其他数据可由图中 计算可得。参考文献1 濮良贵陈国定吴立言机械设计（第九版）M北京：高等教育出版社，.2 吴宗泽.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社,20063 大连理工大学工程画教研室机械制图M 北京：高等教育出版社,2003ui *r Z1 1