螺旋千斤顶125

1、螺旋千斤顶设计计算说明书院 系 工程技术学院 专业年级 机械设计制造及其自动化年级 级 设 计 者 * 学号 *指导教师 * 成 绩 2013年 11 月 30 日目录1螺杆的设计与计算41.1 螺杆螺纹类型的选择41.2 螺母、螺杆势头选用41.3确定螺杆直径41.4自锁验算51.5结构见图1-261.6螺杆强度计算61.7稳定性计算71.8再进行螺杆强度校核计算和稳定性校核计算82螺母设计计算92.1选取螺母材料92.2确定螺母高度H及工作圈数u92.3校核螺纹牙强度102.4 计算螺母外径D3112.5 凸缘参数计算112.6配合的选用123托环的设计与计算124手柄的设计计算144.1

2、手柄材料144.2计算手柄长度Lp144.3手柄直径的确定154.4效率计算154.5结构155. 底座设计16.底座尺寸计算165.2.底座材料选择HT20016学生姓名*专业年级机械设计制造及其自动化2011级设计题目： 设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量F = 50kN；2、最大升距H =210 mm。设计工作量：1、 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；2、 编写设计计算说明书一份。指导教师签名： 2013年11月30日计 算 及 说 明结 果1螺杆的设计与计算1.1 螺杆螺纹类型的选择 选择等腰梯形螺纹，牙型角=30,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它

3、的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。1.2 螺母、螺杆势头选用螺旋副在工作时主要承受转矩和轴向拉压力的作用，接触面间有较大的相对滑动，主要失效形式是磨损。综合考虑以上因素，螺旋副选用梯形螺旋传动，螺杆选用综合机械性能较好的45号钢，螺母材料选用耐磨性较好的锡青铜ZCuSn10Pb1。1.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定中径：螺杆螺母的材料选用的为钢青铜，滑动螺旋副的滑动速度低，由教材表512查得滑动螺旋副材料的许用压力p1825。又一般取为1.23.5，根据的选用原则,整体螺母1.22.5，则取=2。当2.5时p可提高20%，则p=23* (1+20%)=27.6Mpa; 由d2

4、0.8可得d2 24.08mm按国家标准GB/T 5796.22005选取公称d=28mm，p=5mm的梯形螺纹对d2标准化 d2=d-2.5=25.5mm; d1=d-5.5=22.5mm1.4自锁验算自锁验算条件是=其中为当量摩擦角；f为摩擦系数；为螺旋副的当量摩擦系数，（钢对青铜的=0.080.09）；b为牙形角（梯形螺纹牙形角b=）。=arctan(0.09/cos15)=5.32y =arctan(np/d2)=arctan(5/(×36)=2.53由此可得y符合自锁条件1.5结构见图1-2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。柄孔径dk的

5、大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。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1.5t。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(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部1.6螺杆强度计算应根据第四强度理论校核螺杆强度查表2-7可得45钢的s=355MPa,所以=71MPa118 .3 MPa,故又F=50kN,A=397.41T=Ftan(+y)×d1/2=87984.5WT=/

6、16=2235.4ca=69.57Mpaca1.7稳定性计算 细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 螺杆的临界载荷与柔度有关 由， 一端固定一端自由故,=H+ H+d =210+50/2+28=263mm i=d1=5.625mm故s=2×277/5.625=98.49>40 故应进行稳定性的校核=12574.18Fcr=EI/(ul)2=91957.03KNFcr / F=1.842.54 故不合理，重新进行选择螺杆小径根据国标GB/T 5796.22005，选择d=32mm ，p=6 ，则d1=25mm ，d2=29mm1.8再进行

7、螺杆强度校核计算和稳定性校核计算1.8.1 进行螺杆强度校核计算应根据第四强度理论校核螺杆强度查表可得45钢的s=355MPa,所以=71MPa118 .3 MPa,故又F=50kN,A=490.625T=Ftan(+y)×d1/2=86170.1WT=/16=3066.4ca=112.93Mpaca71MPa118 .3 MPa,1.8.2稳定性计算 细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 螺杆的临界载荷与柔度有关 由， 一端固定一端自由故,=H+d=210+50/2+32=267.5mm i=d1=6.25mm故s=2×288/6

8、.25=92.16>40 故应进行稳定性的校核=19165.04Fcr=EI/(ul)2=135996.8KNFcr/F=2.722.54.0，所以满足稳定条件最后确定螺纹相关参数为：d=32mmd2=28mmd1=25mmp=6mm=5.32y=2.53(1.41.6)d=44.851.2mmi=6.25mmI=19165.04Fcr=135996.8KN2螺母设计计算2.1选取螺母材料 选择青铜2.2确定螺母高度H及工作圈数u螺旋高度   H=.d2 ，计算得螺旋高度为   H=58mm，螺母的螺纹工作圈数<=10，计

9、算得螺纹工作圈数为u=8.33圈，所以先 u9圈。螺纹牙的高度h的计算 h=0.5p=32.3校核螺纹牙强度 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。 由D=32mm D2=29mm 剪切强度条件为：查表得：故故符合剪切强度条件；弯曲强度条件为： l=1.5查表得=32.72MPa故 符合弯曲强度条件。2.4 计算螺母外径D3如图13，螺母悬垂部分受拉、扭，强度公式为<=从而可得D3> 式中螺母许用拉力可按下式计算0.83,由教材表513有，4060MPa，取40MPaD3>=56.21mm圆整取D357mm2.5 凸缘参数计算2.5.1 凸缘尺寸计算由经验公式

10、D4（1.21.3）D3D4=1.3X57=74.1 mm, 取D475 mm由经验公式a=19.33mm圆整取a=20mm2.5.2 凸缘支承面挤压强度巴验算由经验公式=(1.51.7) =(1.51.7)40=(6068)MPa=26.81MPa<所以安全。2.5.3 凸缘根部剪切强度验算=50000/(5719.33)=14.47MPa<=40MPa,所以安全。2.6配合的选用采用配合 为了安装简便，需在螺母下端和底座孔上端作出倒角。选择紧定螺钉GB/T 73-1985的M815材料:青铜H58D=32mm D2=29mm=32.72MPaD357mmD475 mma=20m

11、m40MPa3托环的设计与计算 受力不大故托环材料选择Q235钢模锻制成其结构如图1-4所示当螺杆转动时，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。许用压强 p=225MPa P=27.64MPa 选择合理选择Q2354手柄的设计计算4.1手柄材料 选择Q215钢4.2计算手柄长度Lp 扳动手柄的力矩：T=K·Lp=T1+T2则 又T1=Ftan(+)=86.17KNT2=(D12+D11)Ff/4D12,D11和其他结构尺寸见图34，其值：D11=(0.60.7)d=(0.60

12、.7)32=19.222.4mm，取D11=20mmD13=(1.71.9)d=(1.71.9)32=54.460.8mm ，取D13=55mmD12=D13-(24)mm=5153mm ，取D12=52mm T2= T2=(D12+D11)Ff/4=(52+20)500.09/4=81N.m所以=m =0.8358m手柄实际长度：Lp=683+100=683+100=810mm，取为380mm4.3手柄直径的确定把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径，强度条件为 故查表所以取由于手柄长度不超过千斤顶 因此取Lp=380mm4.4效率计算=28.57%4.5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 手柄材料 选择Q215钢Lp=380mmD11=20D12=52mmD13=55mmT2=81N.mLp=380mm=28.57%5. 底座设计.底座尺寸计算 由图可知：H1=(H+20)mm=(210+20)mm=230mmD6=(D3+8)mm=(54+8)mm=62mmD7=D6+=62+230/5=108mmD9=1.4D3=1.457mm=79.8mm,圆整取D9=80mm 因为所以D8= =209.57mm圆整为209mm=810mm=H-a=58- 20mm=38mm 斜度K