螺旋千斤顶大作业.doc

1、机械设计大型作业编号08螺旋千斤顶作业任务书 姓名 于方津 专业 机制 年级 13 班级 5 设计完成日期 2015 年 10 月 11 日指导教师 一、题目：螺旋千斤顶原始数据:（请在指定的设计方案编号后划）题目设计方案12345678910最大起重量F（kN）20253035404550556065最大起升高度H（mm）150160170180190200210220230240二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。（注：将任务书置于计算说明书首页）四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书 螺旋千斤顶设计说明书 设计及说明 结果螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座

2、设计的原始数据：最大起重量F=55KN、最大升起高度H=220mm。螺旋千斤顶的设计步骤如下： 1.螺杆的设计与计算： （1）螺纹的牙型 选用矩形螺纹，采用内径对中，配合选H8/h8，在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。 （2）螺杆的材料 选用45钢 （3）螺杆的直径 螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即 其中：螺杆许用应力 查阅资料得：45号钢屈服极限 取安全系数 于是， 螺纹内径满足： =27.78mm 螺距 mm 参考矩形螺纹标准，取P=6mm 进而确定螺纹的工作高度 mm 螺纹大径 mm 圆整后，取 d=34mm 因此， mm (

3、4) 自锁验算： 当量摩擦角 由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取 又因为矩形螺纹牙顶角 所以， 螺纹中径 mm 螺纹中径升角 arctan=arctan=3.525 满足 因此，满足自锁条件，自锁可靠。 (5) 螺杆结构： 螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，其结构见图1。 图1 手柄孔径根据手柄直径决定，（后面给出）。 为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比小，宽度为1.5P=1.56=9mm。 所以退刀槽尺寸为：螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端安置了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。

4、 挡圈直径为 mm 挡圈厚度 612mm 取8mm 螺钉直径为 0.25d=8.5mm 选取 开槽沉头螺钉。 （6)强度校核: 螺杆工作时承受轴向压力和转矩的联合作用，根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力,令其满足 其中， 所以， =99.90(MPa)=118MP因此，强度符合强度要求。 2.螺母的设计与计算： （1）材料：锡青铜 牌号：ZCuSn10Pb1 （2）螺纹圈数： 其中螺纹中径，螺纹牙高度h=3mm，螺纹牙表面许用压强取。代入上式，得 因此，取 Z=8考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数 =9.5螺母高 （3）螺纹其它尺寸：见图2 图2 取 D=55mm 取72mm (4) 螺母

5、与底座的配合： 螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用。螺母下端和底座孔上端均加工出倒角，倒角尺寸为。同时安置紧定螺钉防止螺母转动，紧定螺钉选用GB/T65 的开槽圆头螺钉。 3.螺杆稳定性计算： 螺杆稳定性条件为 式中，为螺杆稳定性计算安全因数；为螺杆稳定性安全因数（）,为螺杆的临界载荷。先计算螺杆的长细比 其中，长度系数 螺杆最大受压长度 螺杆危险截面惯性半径 所以， 对于淬火钢 进而可得 =2.65由于 螺杆稳定性安全因数=2.54所以螺杆稳定性合格。 4.托杯的设计与计算： （1）材料：选用Q235碳钢,模锻制造。 （2）托杯结构，见图3.取壁厚 托杯高（1.51.8d）, 所以托杯高=

6、1.6d=51.2mm 取52mm直径 取 取 图 3 为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板尺寸，螺钉选用开槽圆角头螺钉。直径的配合为。当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，托杯 底部与螺杆的接触面间有相对滑动。为了避免过快磨损，一方面需 要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，取其许用压力为 由此可确定托杯直径 =62.79(mm) 取 5.手柄的设计与计算: (1) 材料：Q235碳钢 (2) 手柄长度 ：扳动手柄的转矩必须克服螺纹副的 螺纹力矩和螺杆与托杯间的摩擦力矩，即 则 式中，K为施加于手

7、柄上的臂力，为满足大多数人的使用，设计中取K取。 =138.62() =69.3(N式中，。所以，手柄计算长度满足 =1039.6mm考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为 =1171.1mm不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为352mm，另外加套筒，套筒长800mm。 （3）手柄直径： 式中，为材料的许用弯曲应力，对于Q235的手柄， 所以， =25.88mm取 则螺杆孔径 （4）手柄结构：手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉固定，其结构见图4。 图 4 固定螺钉选用 开槽沉头螺钉。 6.底座的设计与计算： （1）材料：HT100铸铁 （2）尺寸设计：见图5，取壁厚，锥度按照设计。各部分尺寸为： 图 5 式中，为底座下枕垫物的许用挤压应力。以下枕垫物为木材考虑， 。因为 所以，取 7、千斤顶的效率： （一般0.3） 因此， 设计效率符合要求。 原始数据F=55KNH=220mm配合选H8/h8螺杆材料选45钢 P=6mm h =3mm d=34mm mm mm =3.525 满足自锁条件 挡圈厚度8mm 挡圈螺钉： 满足强度要求材料：锡青铜 Z=8 =17mm D=55mm72mm 紧定螺钉 螺杆稳定性合格材料：Q235碳钢托杯高58mm 材料：Q235碳钢材料：HT100铸铁 效率符合要求