螺旋千斤顶设计计算说明书PB12009032-杜文文

1、精密机械设计基础大作业螺旋千斤顶设计计算说明书PB12009032杜文文目录1. 设计题目22. 设计任务23. 设计要求24. 工作原理及结构简图35. 螺杆设计46. 螺母设计77. 手柄设计88. 底座设计99. 托盘设计910. 参考资料10设计题目螺旋千斤顶最大起重量：Qmax=10kN,最大升距：Hmax=200mm二设计任务1. 设计计算说明书一份（10页，3000字）。2. 装配图一张（1号），主要零件图。（螺杆、螺母、支座等）3. 选择螺旋材料，设计螺旋尺寸，校核螺旋自锁条件、强度和稳定性。4. 选择螺母材料，设计螺纹圈数和螺母其它部分尺寸。5. 确定手柄的截面尺寸和长度。6

2、. 要求运动轻便灵活。7. 设计其它部分的结构和尺寸。三设计要求1. 装配图a视图符合国家标准，装配关系正确，结构布置合理，能满足设计要求。b正确标注装配尺寸及轮廓尺寸，主要配合尺寸要标注配合精度。c列出零件明细表及标题栏，提出必要的装配技术要求。2. 零件图a. 零件图表达完整合理，比例合适，尺寸形状与装配图一致。b. 尺寸标注完整合理，标注粗糙度、尺寸公差、材料、热处理和技术要求等。3. 写出设计计算说明书（16开纸10页3000字左右）应包括:a. 设计任务和设计原始数据；b. 结构方案的分析和选择（结构，牙形，材料，强度，失效，安装，工艺，标准化等）；c. 设计计算应参考有关资料按步骤

3、进行，写明计算公式，代入原始数据，写出结果和单位。计算公式和设计参数标明来源1,2.。d. 列出参考资料1,2。四工作原理及结构简图从图中可以看出，千斤顶的工作原理是：通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现将物体有低处向高处的传送的，并使托杯中的物体做直线运动，从而实现我们的传动要求。其中，螺母固定，当手柄旋动的时候，螺杆通过与螺母的螺旋副的运动，螺纹之间产生自锁，使装有重物的托杯往上运动。从其工作原理中可以看出，这对螺杆与螺母螺纹的耐磨性、稳定性等要求较高，同时对底座及其他相应材料的强度也有一定的要求。其机构特点是简单易操作，便宜制造。僵雄T斤顶五螺杆设计1. 材料选择螺杆材料常用Q235Q275

4、40、45、55等。这里我选45钢。2. 螺杆结构选择(1)螺旋传动选择：螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，分为滑动螺旋副，滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单，便于制造，易于自锁，所以螺旋千斤顶选择滑动螺旋副。(2)滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形。其中以梯形和锯齿形螺纹应用最广。本设计中千斤顶的螺纹选择梯形螺纹，并为右旋的方式。因为其内外螺纹以锥面贴紧不易松动，对中性好，并牙根强度高，同时采用单线螺纹，螺纹的自锁性也比较高。3. 螺杆尺寸设计及校核(1)按耐磨性计算螺纹中径利用教材表9-1，由螺旋副材料得许用压强P=1825MPa，取为均值18Mpa;螺距为P;螺纹工作高度

5、为h=0.5P;Z=H/d2;采用整体式螺纹，Z=1.2-2.5，则取Z=1.4;而d2>10KN,Fa=10000N贝V：FP=FP/10000hZp.0.5PZp=：0.53.141.418106千斤顶载荷15.9mm；根据计算得的错误！未找到引用源。选择螺纹及螺杆的尺寸(GB/T5796.2-2005,GB/T5796.3-2005,):螺距(外螺纹)P=4mm公称尺寸d=20mm中径错误！未找到引用源。=18mm外螺纹小径d3=15.5mm;查询机械设计手册(第五版)12篇第一章螺旋传动，依次计算得轴的径向尺寸：D=32mm;D=14mm;D2=30mm;(II卜一托补12-rt

6、a：3nflh4一雇嗪i5-WfrHJJa(o.rt-o.s)jl.wIDs-由培却10mmXgDDhp<L82)</6(0.S-0.3WJ.Ji.WWflt»汁鼻畴宦J-(L5-2M用H乃鴨曲恤承第宓图12-1-2螺杆轴向尺寸设计(参考图12-1-2)工作行程为200mm则轴向从上依次取：I仁12mm;h=26mm;螺母高度H=Z*d2=25.2mm取26mm;此时螺母螺纹圈数Z=H/P=6.5;则轴的螺纹部分长度I2200+24mm取230mm螺纹退刀槽取2mm螺杆轴端螺钉为标准件，取M610,(3) 螺纹自锁校核自锁条件是v，式中：为螺纹升角；v为螺旋副当量摩擦角，

7、v=arctanfv,当螺旋副材料为钢对青铜时取f0.080.10,n=1;fv1-155f0.104;=arctan(n*P/d2)=arctan(1*4/3.14/18)4.05°v=arctan0.1045.94=4.05°5.94°，所以满足自锁条件(4) 螺杆强度校核由机械设计手册(第五版)表12-1-3，螺纹摩擦力矩:45号钢屈服极限S355Mpa;Mti=1/2*d2*Ftan(+v)=o.5X8X10000Xan(4.05°+5.94°)=15853Nmn;带入表12-1-2中式4:ca4Fd12T0.2d1对45号钢:ca35

8、5488.75MPa88.75Mpa64又螺杆的稳定性安全系数Ss为：2.5-4，则:符合强度要求。(5) 稳定性校核在正常情况下，螺杆承受的轴向力F必须小于临界载荷卩“。则螺杆稳定性条件为:41010323.1415.52。备64.56MPaFcrTSs又临界载荷可按欧拉公式计算，即2ElaL2化简为：Facd34同时，md：42mm，取m2.5104;Fac36075N3.6SsFsc3607510000由上式可知，本设计满足螺杆的稳定性设计。六螺母设计1螺母材料选择为铸锡青铜则：许用应力b4060Mpa,3040Mpa;其挤压许用应力为:1.4b5684Mpa，取其平均值为70Mpa；拉

9、伸许用应力为:0.832b32.2849.92Mpa，取其平均值为41.1Mpa。2. 螺母尺寸设计：根据图12-1-2:H=26mm;D2=30mm；D3=42mm；b=6mm;内螺纹大径D4=20.5mm；D1=16mm；3. 强度校核(1)螺纹牙强度校核梯形螺纹的螺纹牙根部宽度b0.65P0.6542.6mm青铜螺母的考虑剪切强度FDqbZ3040MPa101033.1420.51032.6103辰9.19MPa，所以满足条件(2)螺母凸缘拉伸强度校核拉伸应力:1.2F4D；d21.21000030.56Mpa，满足条件-(30103)2(20103)24螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度

10、:F22(D3D2)431010-42103230103214.7MPa满足条件;七手柄设计1.手柄材料由于螺旋千斤顶是手动产生力矩,普通碳素钢即可满足强度要求，这里手柄材料选择Q235,许用弯曲应力120Mpa；2. 由前面知道，驱动螺旋运动的驱动力矩T1=Mt1=1/2*d2*Ftan(+V)=0.5x18X10000Xtan(4.05+5.94°)=15853Nmm同时考虑托杯与螺杆间的摩擦力矩D3D1322；1T21FfD2D其中f取0.1-0.12；则T21101030.13333214而通常人手施加的力Fb取100N故手柄长度L(T1T2)Fb(1585312087)10

11、0279.4mm，取280mm3. 手柄直径设计考虑手柄弯曲应力：32d13(材料力学第6章)d1汽913.3mm,取15mm4. 锁定手柄的球状螺钉为方便手持，球直径取25mm螺钉M48;八底座设计1. 材料底座需要较好的抗压强度，选用灰口铸铁即可2. 尺寸设计由于该千斤顶为最大起重10KN壁厚一般取8-10mm取10mm斜度取1:10；底座下底D5取80mm则各部分尺寸可以计算得到：D41.4D598mm，取112mm螺母凸缘直径D3=42mn底座上底宽度取60mn则底座高度底座厚度S(1.52)15mm;HdD5D3斜度SHb(8060)1015266235mm；九托盘设计1. 材料托盘相对比较薄，需要承受较大的弯曲应力及压应力，且与载重接触面间摩擦很大，需要有较低缺口灵敏性，因此选择铸钢ZG230-450;2. 尺寸由前面的参数的托盘参数：厚度1取8mmD仁14mmh=D=32mm底面直径Df二螺杆D直径除去倒角，取30mm为了增加稳定性，斜度取1:4，则支撑面直径DwDf2h446m