螺旋千斤頂大作業(yè)說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 王# 學(xué)院名稱 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 學(xué) 號(hào) 30092013# 2011年 11 月 28 日機(jī)械設(shè)計(jì)大型作業(yè)編號(hào)10螺旋千斤頂作業(yè)任務(wù)書 姓名 王# 專業(yè) 熱動(dòng) 年級(jí) 09 班級(jí) 2 設(shè)計(jì)完成日期 2011 年 11 月 28 日指導(dǎo)教師 一、題目：螺旋千斤頂原始數(shù)據(jù):題目設(shè)計(jì)方案12345678910最大起重量F（KN）20253035404550556065最大起升高度H（mm）150160170180190200210220230240二、機(jī)構(gòu)簡圖三、工作量1、總裝配圖一張；2、計(jì)算說明書一份。四、參考資料螺旋千斤頂設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

2、目 錄一、1.2.二、1.2.計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果螺旋千斤頂主要零件：螺桿、螺母、托杯、手柄和底座。設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：最大起重F=65KN、最大升起高度H=240mm。螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)步驟如下：1.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算：（1）螺紋的牙型 選用矩形螺紋，采用內(nèi)徑對(duì)中，配合選H8/h8，在計(jì)算強(qiáng)度時(shí)不考慮螺紋的徑向間隙。（2） 螺桿的材料選用45鋼現(xiàn)代工程材料成型與機(jī)械制造基礎(chǔ) 孫康寧 P80（3） 螺桿直徑螺桿工作時(shí)，同時(shí)受壓力與扭矩的作用，因此它的計(jì)算可近似按緊螺紋栓聯(lián)接的計(jì)算公式估算出螺紋內(nèi)徑，即： 查式中螺桿的屈服極限=353MPa，由于45鋼是塑性材料，取安全因數(shù)n=4，得許用壓應(yīng)力=88

3、.25MPa，取整數(shù)=88MPa。材料力學(xué) 王世斌 亢一瀾 P19、P28將上述數(shù)據(jù)帶入得螺桿的直徑為d10.03497m，取d1=35mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式P=d1/4，取P=8mm。參考梯形螺紋標(biāo)準(zhǔn)，螺紋牙型高，得h=4mm。d圓整為整數(shù)后，d=44mm,d1=d-P=(44-8)mm=36mm。（4） 自鎖驗(yàn)算在考慮眾多因素后，實(shí)際應(yīng)滿足的自鎖條件為： 由 其中n=1，p=8mm，=38mm得tan=0.06701, =3.834°機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 范順成 P135當(dāng)量摩擦角=arctan ，在有潤滑油情況下=0.1，得=4.574°3.834°<4.574&

4、#176;驗(yàn)證結(jié)束，達(dá)到自鎖條件。（5） 結(jié)構(gòu)手柄孔徑根據(jù)手柄直徑?jīng)Q定，。根據(jù)后面手柄部分的計(jì)算得到=31mm，所以=31.5mm。退刀槽的直徑比小約0.20.5mm，取值為35.5mm。退刀槽的寬度取為1.5P=12mm。（6） 螺桿的強(qiáng)度校核用第四強(qiáng)度理論來校核,扭矩T=Ftan(+)d2/2,代入數(shù)據(jù)得 T=204.6N m。=68.8MPa<88MPa，符合該壓力下的強(qiáng)度要求。2. 螺母的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）材料螺母的材料選擇青銅ZCuAl9Fe4Ni4Mn2螺紋圈數(shù)Z與高度，螺母的圈數(shù)通常是根據(jù)螺紋牙間強(qiáng)度條件求出，即： 式中：螺紋中徑=38mm，螺紋牙高度h=4mm，許用壓強(qiáng)p=

5、20MPa。所以 Z6.8螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙危險(xiǎn)截面的抗剪強(qiáng)度條件為：=35MPa，得Z4.1螺紋牙危險(xiǎn)截面的抗彎強(qiáng)度條件為：=50MPa，得Z1.6機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) 張策 P81對(duì)于矩形螺紋b=0.5P，在條件Z10的條件下，取Z=7?？紤]到退刀槽的影響，實(shí)際螺紋圈數(shù)為：=8.5所以得到螺母的高度：=68mm。（2） 螺母其他尺寸（如圖）：D=1.7d=74.8mm，D1=1.3D=97.2mm，a=H/3=22.7mm(3)螺母與底座的配合螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱面的配合采用H8/n7，為了方便安裝，應(yīng)在螺母下端和底座孔上端制出倒角，緊固螺釘?shù)闹睆饺8。3. 螺桿穩(wěn)定性驗(yàn)算計(jì)算螺

6、桿柔度時(shí)，螺桿最大受壓長度l可按將重物舉到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度計(jì)算，即： 式中d為大徑，d=34mm，得l=240+68/2+1.5×44=374mm由穩(wěn)定性驗(yàn)算公式材料力學(xué) 王世斌 亢一瀾 P117、248查表得45鋼的彈性模量E=209GPa，由慣性矩公式I=，得I=3.14式中為滿足條件的軸向壓力將上述數(shù)據(jù)帶入公式得=462KN,Fcr/F=462/65=7.1>4,滿足條件，裝置穩(wěn)定。4.托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算杯用來承托重物，此次計(jì)算選用碳鋼Q235模煅制成，尺寸如圖所示，為了使其與重物接觸良好，防止重物滑動(dòng)，在托杯表面制出切口和溝紋。直徑的配合取H11/

7、a11。托杯的許用壓強(qiáng)可取為，由此可確定托杯直徑，即：取=0.644=26.4mm，得72.7mm，取=73mmD3=2.4d,取整后為106mm。5.手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算（1） 材料選用Q235（2） 手柄長度扳動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)矩必須克服螺紋副的螺紋力矩T和螺桿與托杯間的摩擦力矩T，即： KLpT+T Lp(T+T)/K式中K為一個(gè)工人加于手柄上的臂力，間歇工作時(shí)約為150250N，這里取K=250N。 T1=204.6Nm T=(D2+D4) F/4在加潤滑油的情況下，摩擦系數(shù)=0.06將以上的數(shù)據(jù)帶入公式得1.2m手柄計(jì)算是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離?？紤]桿頭尺寸及人手握的長度，手柄的實(shí)際長度還應(yīng)該

8、加上mm,最終得到千斤頂?shù)氖直枰拈L度為1313mm。（3） 手柄直徑把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定直徑，其強(qiáng)度條件為： 式中為材料的許用彎曲應(yīng)力，對(duì)于Q235手柄，=120MPa。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得30.1mm，取=31mm。（4） 結(jié)構(gòu)手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端應(yīng)加上擋環(huán)（如圖），并用螺釘或鉚釘固定。6. 底座設(shè)計(jì) 底座這里選用HT150，鑄件壁厚選用=10mm。為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此，可按照1：5的錐度設(shè)計(jì)。圖中： H1=H+20=260mm,D5=D+5=79.8mm，取整為80mm，D6= D5+H/5=127.8mm，取整為12

9、8mm，式中為底座下枕墊物的許用應(yīng)力。對(duì)于木材，取=2MPa。將以上數(shù)據(jù)帶入公式得=240.24mm，最終取=240mm。D8D1,取D8=100mm。7.千斤頂?shù)男视晒?FP/2(T+T) 帶入數(shù)據(jù)得=0.27。原始數(shù)據(jù)F=65KNH=240mm選用矩形螺紋螺桿材料選用45鋼螺桿小徑d1=36mm螺桿公稱直徑d=44mm螺距P=8mm螺紋牙高度h=4mm螺紋中徑處升角=3.834°當(dāng)量摩擦角=5.574°符合自鎖條件手柄孔徑dk=31.5mm退刀槽直徑為30.5mm寬度為12mm扭矩T=204.6N m螺桿強(qiáng)度校核符合要求螺母材料選擇青銅ZCuAl9Fe4Ni4Mn2螺紋