螺旋千斤顶(设计计算说明书)

1、设计计算说明书设计任务书1设计任务书1.1设计题目：设计螺旋千斤顶（参考下图a）1.2原始数据最大起重量F45kN最大升程H200mm1.3设计工作量1.3.1绘制出总装配图一张（参考下图b），标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。1.3.2编写设计计算说明书一份（包括封面、目录、设计任务书、计算内容和设计步骤、参考资料等）。13(a)计算内容和设计步骤2计算内容和设计步骤2.1螺杆的设计与计算2.1.1螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹，牙型角«=30?，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。2.1.2选取螺杆材料选择45钢。2.1.

2、3确定螺杆直径按耐磨性条件确定中径d2对于梯形螺纹，其设计公式为:材料:45钢d32mmd229mmd125mmP6mmd20.8.F/p对于整体式螺母，为使受力分布均匀1.22.5;，螺纹工作圈数不宜过多，宜取此处取1.5,许用压力P2Mpa从滑动螺旋传动的许用压强表中查得:人力驱动时，P可提高20%故P201200024Mpa带入设计公式，得d224.5mm按国家标准选择公称直径和螺距为：Dd32mmd2d329mmd2d725mmP6mmDis"(L7,9)d2.1.4自锁验算自锁验算条件是varctanf/cosarctan0.08/cos15°4.73oarcta

3、nnp/d2arvtan6/293.77°v且螺纹中径处升角满足比当量摩擦角小1°,符合自锁条件。2.1.5结构设计根据图1-2进行螺母的结构设计(1)螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dk>dp十0.5mm。(2)为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1约小0.20.5mm。退刀槽的宽度可取为1.5P,取d4d10.528.5mm。(3)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。(4)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(G

4、B/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。2.1.6螺杆强度计算螺杆受力较大，应根据第四强度理论校核螺杆的强度强度计算公式为:caF/A3T/W其中T为扭矩TFtanvd2/2查表可得s360MPa/3120MPa已知F45kN，又TFtanvd2/297.52Nm22A1/4d2490.625mm33Wd；3066.4mm3代入校核公式，得ca107MPaca满足强度要求。2.1.7稳定性计算为此应按稳定性条件278mm细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳,验算螺杆的稳定性。Fcr/F2.54螺杆的临界载荷Fcr与柔度s有关其中s丨/i取2lH5t

5、1.5d(20051.53.2)mmiI/A1/2d125/4mm6.25mm其中l为螺杆危险截面的轴惯性矩。将以上数据代入柔度计算公式，得s22786.2588.9640需进行稳定性校核。实际应力的计算公式为Fcr2EI/l2其中1i1Ai2-d2d314004E210GPa将上述数据代入公式得Fcr210309.4kNFcr/F2.54螺杆满足稳定性要求2.2螺母设计计算2.2.1选取螺母材料选择青铜材料:青铜2.2.2确定螺母高度H'及工作圈数U'H'd21.52943.5mmu'H'/t43.567.25mm考虑退刀槽的影响，取实际工作圈数为u&

6、#39;u1.57.251.58.75'应当圆整，又考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故宜大于10，故取u'9H'54mmH'u't9654mm2.2.3校核螺纹牙强度螺母的其它尺寸见图13，螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。(1)剪切强度校核已知Dd32mmD2d229mm剪切强度条件为：F查表得：3040MPa，b0.65P0.656mm3.9mm则剪切强度为45000320.653.9912.76MPa符合剪切强度条件;（2）弯曲条件校核弯曲强度条件为:3FhDb2b查表得b4060MPa,h0

7、.5P0.56mm3mm则弯曲强度为34532=29.44Mpa323.929b符合弯曲强度条件。0s-(L61.SJDD#=(J,3-l.OD3H/3血1叩dPi4-【扎卜2.5)d2.2.4配合H（1）采用一8配合。7（2）为了安装简便，需在螺母下端（图13）和底座孔上端（图17）做出倒角。（3）为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，查表选择紧定螺钉GB/T711985M612。2.3托环的设计与计算2.3.1托杯材料的选择选择托环材料为Q235钢。选择Q2352.3.2结构设计结构尺寸见图14。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，应在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防

8、止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。2.3.3接触面强度校核查表得Q235钢的许用压强为P225MPa为避免工作时过度磨损，接触面间的压强应满足F22(D12D")4D110.6d0.632mm20mmD102.5d80mmD131.8d58mmD12D134mm54mm根据图1-4，取相关尺寸为:45(542202)416.3MPa接触面压强满足要求，选材合理。2.4手柄的设计计算2.4.1手柄材料的选择选择手柄材料为Q235钢材料:2.4.2计算手柄长度Lp扳动手柄的力矩：KLpT1T2，则Q235T1T2LpK取K200N又T1Ftan(v)d297.51Nm2T2(D

9、12Dii)fF/4(19.266)0.08345/466.6NmT1T297.5166.6Lpkm820.55mm200Lp350mm手柄实际长度为:dp30mmLp820.5558100950mm2由于手柄长度不超过千斤顶,因此取Lp350mm,使用时在手柄上另加套筒。2.4.3手柄直径dp的确定把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径Dp，强度条件为KLp0.1d3f得设计公式为dp3亠V0.1f已知F120MPadp3200962mmV0.112025.11mm取dp30mm2.4.4结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环，并用螺钉固定，选择开槽沉头螺钉GB/T67M8162.5底座设计2.5.1选择底座材料材料：HT200斜度：K丄10选择底座材料为HT200，其p2MPa2.5.2结构设计由图1-7可得底座的相应尺寸:H1220mmD662mmD7106mmD8200mm10mmHi(H20)mm(20020)mm220mmD7H1D615(62220)mm5106mm4F