江蘇大學(xué)機(jī)械原理與設(shè)計(jì)之螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(共13頁(yè))

1、題目(tm)：螺旋(luxun)千斤頂起重量Q= 30 KN起重(q zhn)高度H= 290 mm手柄操作力P= 250 N作業(yè)任務(wù)： 1，設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份 2，設(shè)計(jì)計(jì)算裝配圖一張（1:1） 班 級(jí) 流體1201 學(xué) 號(hào) 3120707021 姓 名 俞彬彬 完成日期 2014/12/1 指導(dǎo)教師 陳修祥 評(píng)分 一.作業(yè)(zuy)目的 1. 學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)過(guò)程，了解簡(jiǎn)單機(jī)械裝配體的設(shè)計(jì)方法。如：初步學(xué)會(huì)對(duì)零件和部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技能，包括(boku)尺寸協(xié)調(diào)，分析結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，考慮經(jīng)濟(jì)性，工藝性以及滿(mǎn)足使用要求等； 2. 學(xué)習(xí)材料的選擇，熟悉并運(yùn)用(ynyng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)手冊(cè)； 3. 鞏

2、固并加深對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法的領(lǐng)會(huì)，并加以實(shí)踐運(yùn)用。二螺旋千斤頂簡(jiǎn)介 1. 結(jié)構(gòu)形式和工作原理 如圖1為一螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式，各零件的名稱(chēng)如圖所示。螺母與螺桿為主要零件，螺母5與底座8可用H8/k7配合并用緊定螺釘6與底座8作相對(duì)固定，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，螺桿7在作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作上下運(yùn)動(dòng)，以舉起或放下重物，托杯1坐落在螺桿的凸臺(tái)上直接頂住重物，它的作用是使重物不隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，為防止螺桿旋出螺母，在螺桿下端裝有一個(gè)擋環(huán)9。 圖1 為了防止螺桿因重物的重壓而自行下落，起重螺旋必須具有(jyu)足夠的自鎖能力 為了減少螺桿與螺母的螺紋(luwn)牙工作面間的摩擦與磨損，以及減少托杯底面與螺桿支

3、承面間的摩擦與磨損，工作時(shí)應(yīng)在這些滑動(dòng)面間加潤(rùn)滑劑。2. 受載情況(qngkung) 圖2 圖2表示螺旋千斤頂中螺桿所受軸向力和轉(zhuǎn)矩示意圖。根據(jù)使用習(xí)慣，手柄操作力P和摩擦力矩T1和T2的方向應(yīng)與圖中標(biāo)示的方向相反。目 錄1螺桿(lu n)和螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算-11.1螺旋(luxun)副的計(jì)算-11.1.1螺桿(lu n)螺紋類(lèi)型的選擇-11.1.2選取螺桿材料-11.1.3計(jì)算-11.1.4自鎖驗(yàn)算 -21.2螺桿的計(jì)算-21.2.1螺桿強(qiáng)度-21.2.2穩(wěn)定性計(jì)算(j sun)-31.3 螺母(lum)的計(jì)算-31.3.1螺母(lum)的基本參數(shù)-31.3.2螺紋牙強(qiáng)度-4 1.3.3螺母體

4、強(qiáng)度-42托杯設(shè)計(jì)-53底座設(shè)計(jì)-64 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算-64.1手柄材料-64.2手柄長(zhǎng)度Lp -75 螺旋千斤頂?shù)男?76 參考文獻(xiàn)-87附A4裝配圖1螺桿(lu n)和螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算(F=30KN,H=290mm)1.1螺旋(luxun)副的計(jì)算1.1.1螺桿螺紋(luwn)類(lèi)型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)。故選梯形螺紋。1.1.2選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。選45鋼。1.1.3計(jì)算根據(jù)國(guó)家規(guī)定=1.22.5，取=1.4（梯形螺紋）；螺紋牙的工作高度h=0.

5、5P；查教材表2-4-9，p取21Mpa故，d2 = =25.49mm查機(jī)械制圖附表2-3，d取30mm，P=6mm螺母高度，取36mm螺母的螺紋工作圈數(shù)，所以z取6圈螺紋牙的工作高度根據(jù)(gnj)教材（2-4-36）的校核(xio h)式 ，滿(mǎn)足條件1.1.4自鎖驗(yàn)算(yn sun)自鎖條件是v，式中：為螺紋升角；v為螺旋副當(dāng)量摩擦角，v=arctan，當(dāng)螺旋副材料為鋼對(duì)青銅時(shí)取=0.09（為保證自鎖，螺紋升角至少要比當(dāng)量摩擦角小11.5）=arctan(nP / d2)=arctan（16/3.1436.5）4.0v=arctan0.095.14故，=4v-1，所以滿(mǎn)足自鎖條件1.2螺桿的

6、計(jì)算1.2.1螺桿強(qiáng)度螺旋千斤頂工作時(shí)，螺桿受軸向壓力F和轉(zhuǎn)矩T的作用，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。強(qiáng)度計(jì)算方法參閱教材公式(2-4-39)， 式中為螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa），其中扭矩式中：為螺紋升角，v為當(dāng)量摩擦角。查手冊(cè)，45鋼，=355MPa查機(jī)械制圖附表2-3，d1=23mm ，故 滿(mǎn)足(mnz)強(qiáng)度要求1.2.2穩(wěn)定性計(jì)算(j sun)細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作(gngzu)時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。起重高度H=290mm，螺桿危險(xiǎn)剖面的慣性半徑螺桿的工作長(zhǎng)度查教材，取2(一端固定，一端自由)螺桿的柔度因?yàn)椋耘R界載荷穩(wěn)定性計(jì)算1.3螺母的計(jì)

7、算1.3.1螺母的基本參數(shù)，取53mm，取75mm螺紋(luwn)牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度螺母材料(cilio)選用青銅1.3.2螺紋(luwn)牙強(qiáng)度，內(nèi)螺紋大徑D=31mm，z=6梯形螺紋的螺紋牙根部寬度青銅螺母的剪切強(qiáng)度，所以滿(mǎn)足條件螺紋牙受力彎曲力臂青銅螺母，選取彎曲強(qiáng)度，符合強(qiáng)度條件 1.3.3螺母體強(qiáng)度螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，可取，選取41.5MPa螺母外徑（校核），所以取30mm螺母材料的許用擠壓應(yīng)力螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度，所以(suy)滿(mǎn)足條件螺母凸緣根部(n b)的彎曲強(qiáng)度所以(suy)滿(mǎn)足條件2托杯設(shè)計(jì)托杯用來(lái)

8、承托重物，一般用鑄鋼或鑄鋼材料。為了使托杯與重物良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，在托盤(pán)表現(xiàn)制有切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)安有擋圈。由于托杯在起重時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過(guò)快磨損，一方面要加注潤(rùn)滑劑，另一方面還需限制接觸面間比壓，許用壓力可取1520 ，滿(mǎn)足條件3底座(dzu)設(shè)計(jì)底座(dzu)常用鑄鐵鑄造，壁厚一般不應(yīng)小于812mm，為穩(wěn)定(wndng)起見(jiàn)，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）選擇12mm H1=H+（1428）mm =290+20=310mmD6=D3+（510）mm =53+6=59mmD7=D6+=59

9、+=121mmD8=，取184mm式中：p聯(lián)接(lin ji)結(jié)合面材料的許用擠壓應(yīng)力。當(dāng)聯(lián)接結(jié)合(jih)面材料為木頭時(shí)，取p=2MPa。4 手柄設(shè)計(jì)(shj)與計(jì)算4.1手柄材料1常用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235和Q275。4.2手柄長(zhǎng)度Lp螺旋副間的摩擦阻力矩?cái)嗝婺Σ亮厥街袨橥斜撞颗c螺旋端面間的摩擦系數(shù)，可取螺旋驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)力作用半徑（即手柄的計(jì)算長(zhǎng)度）手柄的實(shí)際長(zhǎng)度，因?yàn)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，可以用段手柄外加套筒。所以L取500mm手柄的直徑，式中為手柄材料的許用彎曲應(yīng)力，可取=120MPa，所以取22mm5 螺旋千斤頂?shù)男?式中：分子(fnz)上P為螺距(luj)，分母上P為人手(rnshu)作用力6 參考文獻(xiàn)