螺旋千斤顶设计说明书

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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设计者指导教师成绩2013年12月6日12目录1螺旋千斤顶设计任务书……………………………………………32作业目的……………………………………………………………43螺旋千斤顶的设计…………………………………………………43.1螺杆的设计与计算………………………………………………53.2螺母设计与计算…………………………………………………83.3托杯的设计与计算………………………………………………103.4手柄设计与计算…………………………………………………103.5底座

2、设计…………………………………………………………1112一、螺旋千斤顶设计任务书学生姓名专业年级2011级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量F=30kN；2、最大升距H=170mm。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：年月日12二、螺旋千斤顶的设计千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1―1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确

3、定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。设计的原始数据是：最大起重量F=30kN和最大提升高度H=170mm。螺旋千斤顶的设计步骤如下：12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螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹，基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。1.2选取螺杆材料螺杆材料选择45号钢，查表可知σs=355MPa、σb=600MPa。1

4、.3确定螺杆直径由耐磨性条件确定螺杆中径d2。该螺纹为梯形螺纹，则可知因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，取。查表可知，滑动螺旋副钢—青铜的许用压力代入数据，得根据螺杆中径,按照GB/T5796.2-2005标准，选取螺杆的公称直径，螺距，线数，螺旋副的摩擦系数，螺旋角。1.4自锁验算自锁条件是y≤rv。式中：y为螺纹中径处升角；rv为当量摩擦角（当量摩擦角计算得：查表得：12计算及说明结果rv=arctanmv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。3°15'18″5°19'23″∴1°∴满足自锁条件1.5结构（见图1―2）螺杆

5、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。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp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0.2~0.5mm。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螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公

6、式(5.28)，其中扭矩式中：y为螺纹中径处升角，为当量摩擦角。12计算及说明结果代入数值得：根据第四强度理论校核螺杆的强度：由表5-13取安全系数S=4，则许用应力∴该螺杆满足强度要求1.7稳定性计算细长的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。Fcr/F³2.5~4螺杆的临界载荷Fcr与柔度λs有关，λs=ml/im—螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关L—举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l＝H+5t+(1.4~1.6)dI——螺杆危险截面的惯性半径当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳

7、定性校核。计算时应注意正确确定。危险截面面积A=pd12/4，螺杆危险截面的惯性半径螺杆的长度系数螺杆承受扭矩12计算及说明结果举起重物后托杯底面到螺母中部的高度∴螺杆的柔度螺杆的临界载荷（1）螺杆危险截面的惯性矩（2）联立（1）、（2）两式，并代入数值得：∴，螺杆满足稳定性要求综上可得：所选螺杆材料为45钢，公称直径d=28mm，中径d2=25.5mm，小径d3=22.5mm，螺距t=5mm，线数n=1。2.螺母设计与计算2.1选取螺母材料螺母材料选用青铜：ZCuAl10Fe3，抗拉强度，由教材表5-12可知，滑螺旋副钢—青铜的许用压力

8、。2.2确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u螺母高度∵螺纹实际工作圈数∴螺纹圈数需要调整。螺杆的耐磨性已相当富裕，因此可以通过适当降低螺母高度来调螺杆材料为45钢，d=28mm，d2=25.5mm