螺旋千斤顶课程设计说明书4

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1、螺旋千斤顶课程设计计算说明书院系机械工程系专业年级设计者指导教师2011年5月15日千斤顶的设计设计螺旋千斤顶，已知轴向载荷F=30000N，起重高度为l=250mm，方案图1所示。1千斤顶结构图1.选择材料螺杆选材料为45钢，由手册查σ=355Mpa；螺母材料为ZCuSn10P1，由表1.3查得[p]=20Mpa；取单头右旋梯形螺纹，α=30º，β=15º，整体螺母。2.耐磨性计算(1)取Ф=2(2)计算d2d2≥0.8=0.8×=21.9mm由计算出的d2查手册确定螺纹的标准值为d=38mm，d2=34.5mm,d1=3

2、0mm，D=39,P=7mm(3)计算螺母高HH=Фd2=2×34.5=69mm(4)计算旋合圈数zz===9.86<10(5)校核螺纹副自锁性λ=arctan=arctan=arctan=4.25º由表查得fv=0.10,ρv=arctan0.10=5.71º,λ≤ρv,满足自锁条件。1）螺母螺纹牙强度校核由表1.4查得青铜螺母螺纹牙许用弯曲应力[σь]=40～60Mpa、许用剪切应力[τ]=30～40Mpa；梯形螺纹螺纹牙根宽度b=0.65P=0.65×7=4.55mm；梯形螺纹螺纹牙工作高度h=0.5P=0.5×7=3

3、.5mm。(1)弯曲强度校核σь===17.15≤[σь]合格(2)剪切强度校核τ===6.37≤[τ]合格2）螺杆强度校核(1)由表查得螺杆许用应力[σ]===71Mpa(2)螺杆所受转矩T=Ftan(λ+ρν)=30000×tan(4.25º+5.71º)=90877N·mm(3)σca===51.82≤[σ]合格3.螺母外部尺寸计算a)计算D3螺母悬置部分受拉伸和扭转联合作用，为计算简单，将F增大30%，按拉伸强度计算得σ=≤[σ]式中，[σ]为螺母材料的许用拉伸应力，可取[σ]=0.83[σb]，由表取[σb]=50

4、Mpa，因此[σ]=0.83[σb]=41.5Mpa。故D3≥==52.16mm取D3=54mmb)确定D0和a按经验公式D0=（1.3～1.4）D3及a=确定。D0=（1.3～1.4）×54=70.2～75.6mm取D0=74mma===23mm取a=23mmc)校核凸缘支承表面的挤压强度，[σp]=(1.5-1.7)[σb],取[σb]=50Mpa所以[σp]=75-80Mpa,强度条件为σp==4.55≤[σp]合格d)校核凸缘根部弯曲强度σp===5.02Mpa≤[σb]=50Mpa合格e)校核凸缘根部剪切强度，强度

5、条件为τ=≤[τ]式中，螺母材料的许用切应力[τ]=35Mpa故τ==7.7Mpa≤[τ]合格4.手柄设计计算拖杯与手柄的结构a)确定手柄长度手柄上的工作转矩为T=FHLH=T1+T2=式中，T1、T2分别为螺纹副摩擦力矩及拖杯与接触面摩擦力矩（N·mm）；fc=0.15为拖杯与支承面的摩擦系数；D0为托杯底座与支承面接触部分外径（mm），由经验公式D0=（1.6～1.8）d确定，取D0=70mm；d0为托杯底座与支承面接触部分内径（mm），取d0=24mm,FH为手作用在手柄上的力（N）,如一人连续工作，手作用力通常取FH

6、=150～200N,取FH=180N；LH为手柄有效长度（mm）。故180LH=得LH=634.5mm取LH=650mmb)确定手柄直径dk选手柄材料为45钢，σS=355MPa,许用弯曲应力=237～178Mpa，取[σb]=200Mpa。手柄的弯曲强度条件为σb=因此，dK≥3=18.13mm,dK=20mm。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（图1―6），并用螺钉或铆合固定。令dk=dp图中尺寸：dk=6.7mmdk+(6~8)=dk+8=26.7mm托杯其他部分尺寸为托杯高h=(0.

7、8～1)Do=56～70mm取h=56mm铰支头高h1=(1.8～2)dK=36～40mm取h1=36mm5.螺杆稳定性校核(1)计算柔度γ=螺杆一端固定，一端自由，长度系数μ=2；螺杆最大受力长度L由起重高度l、螺母高H、铰支头高h1及螺杆轴向预留余量△决定，因L=l+H+h1+△=250+58+36+12=356mm；螺杆危险截面惯性半径i==7.5mm。γ===95(2)计算临界载荷I===39740.6mm4因为γ=95≥85～90，因此FC===159221N=5.3≥S=3.5—5.0合格6.底座设计底座材料常用

8、铸铁（HT150及HT200），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。座结构及尺寸如图1―7图中H1=l+（14～28）mm=250+20=270mmH-a=69-23=46mmD=d+1(查手册)=38+1=39mmD6=