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 处螺杆选常用的45钢。由手册查c =360Mpa为了提高耐磨性，螺母选较软的材料锡青铜为ZCuSn10P-1,由上表知钢对青铜低速时，对人力驱动p可提高20%,即p= (18 25) 120% 21.6 30MPa，p=25MPa，螺母为整体螺母由于磨损后不能调整间隙，

2、可视受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故1-2 2-5，此处取24.1.2. 确定螺杆直径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 d2,螺距p 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，螺纹工作圈数不宜过多，故取 1.2 2.5，此处取2。螺杆一一螺母材料分别取为钢一一青铜，查表3.2滑动速度为低速，对人力驱动p可提高20%，即p= (18 25) 120% 216 30MPa，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。由f值0.08-0.1, 应取f=0.1,代入F=40KN梯形螺纹，h=05p,

3、已知取 2，则计算d2d20.8-0.81500013.856mm(式 4.1)、.2 25根据GB/T5796.3-,2005查得取标准公称直径d=20mmp取标准值p=4mm小径 D3=15.5mm中径 d2=D2=18mm大径 D4=20.5mm牙顶和牙底宽=0.336p=1.344mm4.1.3. 螺纹副自锁性验算:自锁条件是arcta n fvarctancos式中： 为螺纹中径处升角;fv为当量摩擦系数。（fv sn而，式中 为螺纹工作面的牙形斜角）；cosv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10.）查教材表得f0.10 （取起动时计算用最大值）arcta

4、 nd2丄 np丄14, coarcta narcta n4.048d23.14 18v arcta n cosarctan0.1 05.910cos15故， 4.048°v 104.910所以自锁性可保证。4.1.4. 螺杆强度校核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T的作用。螺杆危 险截面上既有压缩应力，又有切应力。因此，校核螺杆强度时，应根据第四强度理论求出 螺杆危险截面的计算应力 ca，强度校核公式为：Ca:AWt（式 4.13）式中：f螺杆所受的轴向压力，N；A螺杆危险截面的面积；A d；,mm2 ；4WT-螺杆螺纹段的抗扭截面系数,WT器 Ad1,m

5、m3 ；4d1为螺杆螺纹的小径（mm）;-为螺杆材料的许用应力（Mpa）;T为螺杆所受转矩（N.mm）； 其中扭矩d18T Ftanv 2 15 103N tan 4.408° 5.91°2 2式中： 为螺纹中径处螺纹升角；v为当量摩擦角。查手册 GBT699-1999.45 钢的 s 355Mpa ,教材表5-13，如下表安全系数3-5,取3。故有：I22生3 TCa. d123 0.2d：所以得到强度校核满足设计要求4.1.5.螺杆稳定性校核(1)计算柔度丫 =一l"is 355128.33Mpa334 15 1033.14 15.523 224.577 10

6、30.2 15.5394.972Mpa128.33Mpa表滑动螺旋副材料的许用应力项目许用应力/Mpa钢制螺杆s/3 5 ,s为材料的屈服极限/Mpa螺母材料许用弯曲应力 b许用切应力T青铜40-6030-40耐磨铸铁50-6040铸铁45-5540钢(1.0-1.2)0.6注：静载荷许用应力取大值。螺杆一端固定，一端自由，长度系数卩=2;螺杆最大受力长度L由起重高度11、螺母高H铰支头高及螺杆轴向预留余量12决定，其中l21.5d因此，螺杆的工作长度|i H 120 36 156mm，螺杆危险截面惯性半径di i= 1844.5mm 。L 2 156丫十右69.33 >40（式 4.2

7、4 ）所以需要校核。(2) 计算临界载荷：查手册表1-6，E取200GP因此:Fc=41=2=空2EIl2643 418 10643.142 200 109FC 104.343 103F 15 103840.515093 10 M0.515093 102 148.75 106.9562 > S=4（式 4.25 ）104.343KN （式 4.26 ）螺纹工作圈数z:z节36 9（式 4.3）稳定性满足设计要求。4.2螺母的设计计算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确定螺母高度H '及螺纹工作圈数U（式 4.2 ）螺母高 H ':

8、H ' d22 18 36mm考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数 u u 1.5=10.5 ( u应圆整)考虑到螺纹圈数越多载荷分布越不均匀，故u不宜取大，此次设计u取11所以螺母的实际高度H U P 11 4 44mm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许用剪切应力30 40Mpa ；梯形螺纹螺纹牙根宽度b 0.65p 0.65 4 梯形螺纹螺纹牙工作高度h 0.5p0.5 4 弯曲强度校核：3Fh3 15000 2D4zb23.14 20.5 11 2.62 剪切强度校核：F15000z D4b211 3.14 20.5 2.6240 60MPa,；2.6 mm2mm。

9、则:18.803Mpa,合格 （式 4.5）3.134MPa，合格（式 4.6）式中：D4 螺母螺纹大径，mm.Z螺母螺纹工作圈数。螺母外部尺寸计算(1)计算确定D3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(T =2 < (T (式 4.10 )(D3 D4 )4式中，(7 为螺母材料的许用拉伸应力，可取c =0.83 (T b，由上表取c b=50Mpa，因此c =0.83 c b=41.5Mpa。故3> 1.66 FD421.6615°°°41.520.5231.94mm（式 4.11 ）取 D3=32

10、 mm(2) 确定D5和a按经验公式D5= (1.31.4 ) D3及a=H可求：3D5= (1.3 1.4 ) x 32=41.6-44.8mm 取 D=44 mmH 36a= = 12mm3 3(3) 校核凸缘支承表面的挤压强度，强度条件为：4 150002 23.14443220.95Mpa < ° p（式 4.12 ）（式 4.13 ）（式 4.14 ）满足设计要求。(4) 校核凸缘根部弯曲强度:MpWF D D3 /41 32D3a2/61.5 15000 44 323.14 32 12218.66MPa （式 4.15 ）满足设计要求(5) 校核凸缘根部剪切强度，强

11、度条件为:T =- < T D3a式中，螺母材料的许用切应力t =35Mpa故：T =.F1500012.44MPa D3a3.14 32 12（式 4.16 ）（式 4.17）满足设计要求4.3手柄设计计算拖杯与手柄的结构：确定手柄长度，则手柄上的工作转矩为：T=FH_h=T1+T2= F d2 tan2（式 4.18）2 f D； d；3 fc Df df式中：T1、T2分别为螺纹副摩擦力矩及拖杯与接触面摩擦力矩（ Nmm；c拖杯与支承面的摩擦系数，f c=o.15 ;Do-托杯底座与支承面接触部分外径（mm，由经验公式Do （1.6 1.8）d确定,取 Do 32 mmdo托杯底座

12、与支承面接触部分内径（mm ,取do=16mm,FH为手作用在手柄上的力（N）;Lh手柄有效长度（mm。如一人连续工作，手作用力通常取 Fh=150200N,取Fh=200N2 0.15驾竺3 322 162（式 4.19）1因此，200 Lh= 1500018 tan 2.984.52得：LH=228.62mm 取 LH确定手柄直径dk选手柄材料为45钢，c s=360MPa许用弯曲应力 b=140 180 Mpa,1.5 2取c b=160 Mpa。手柄的弯曲强度条件为:c b=FHLHWFhLhbd；32（式 4.20）3因此，dK> J 200 23016011.12mm,取 d

13、K=12mm（式 4.21 ）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F2 2(D12D11)4式中：P许用压强，应取托杯与螺杆材p的小者Q235:p杯=225MPa；45 钢:p杆=570MPa 取pDio=(2.42.5)d =

14、2.45 20=49mmDii=(0.60.8) d=0.7 20=14mmD13=(1.71.9)d=1.8 20=36mmD12=D13 - (24)=36-4=32mmh1=( 1.51.8) d=1.8*20=36mm故PGTG 二Du jDl3F(D： D：)432 1032249.23MPa p3.14(0.0320.014 )4满足设计要求托杯厚度 =812mm,此处取 =10mm；杯底厚度为1.3 =13mm；沟纹宽度1.5 =10mm；沟纹深度为 /2=5mm；托杯高度为1.8*d=1.8*20=36mm ；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34m

15、m，因承受力不大，故取值为3mm。4.5底座的设计底座材料常用铸铁HT150及HT200,选用HT150铸件的壁厚S不应小于812mm, 取8=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1 : 10的斜度。底座结构及尺寸如图S= (1.52)S =1.5*15=22.5mmD3=42mmD5= D3+2 S=2+2*15+4=72mmD6=D3=42mmD7=D6+2* =52+ =96mmD8=1.35D7=1.35*96=130mm4.6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 虫 或巴 等配合。为了安装简便,7门7需在螺母下端（图13）和底座孔上端（图

16、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1 1），紧定螺钉直径常根据 举重量选取，一般为612mm。螺母的相关尺寸已得：内螺纹小径 D1= 16mmD3= 1.5d =1.5 2g30mmD4= 1.4D3 =1.4 30=42mmH'=4mm;D4ftp-4D3a=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一螺套一螺旋杆一绞杠一顶垫等零件。底图完成后， 检查加深图线，还要进行尺寸标

17、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。图4.1螺旋千斤顶的轴测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 千斤顶的内外部装配结构，贝燈制了千斤顶的全剖视图。在主视图上，千斤顶的7个零件所

18、处的位置及装配关系、各零件的主要形状均已表达清楚，只有螺旋杆上与绞杠配合的孔没有表达充分，故采用剖面图A- A表达清楚。所以螺旋千斤顶的装配图如下:白Eb.ISOn!UJ 剖反AA8 kii一ItIO孔rrh1176i.不m工表直淸理涂鴻； 乙績件不得有刑昵* r矶等民陌;3a479ri-t&1千斤顶，比例材料圈号扫田20QS.1E济源职业技术学院图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

19、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。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内部要保持清洁，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，

20、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，以防止其内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

21、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，需要继续学习和加深。在此我非常感谢闫海仙老师在设计过程中 对我的指导和帮助，在此向闫老师致以