千斤顶课程螺旋千斤顶

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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2012级机制3班设计者吕明浩学号222012322220134指导教师李华英成绩2014年10月1日螺旋千斤顶设计任务书学生姓名吕明浩专业年级2012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=20kN；2、最大升距H=150mm。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：2014年10月1日15螺旋千斤顶设计过程千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯1

2、0，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。15螺旋千斤顶的设计步骤如下：计算项目计算及说明计算结果1.螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型的选择1.2选取螺杆的材料1.3确定螺杆直径螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。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；它的基本牙形按GB/T5796.1

3、—2005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹。螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。在此选用的是55钢。按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。计算过程：滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。（文献：机械设计）由于，所以有；（文献：机械设计）对于等腰梯形螺纹，，有，一般取1.2~3.5,所以此处取1.9因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动

4、，所以两者的材料均选为钢，由查表可知，许用压力[p]取为10MPa。牙形角α=30º的单线梯形螺纹螺杆材料：55钢=1.9[p]=10MPa151.4自锁验算螺杆螺纹中径，根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有：(文献：机械设计手册)公称直径，螺距，螺杆小径，螺杆中径，螺母大径，螺母小径，螺母中径，螺母高度，旋合圈数。自锁条件是y≤jv式中：y为螺纹中径处升角；rv为当量摩擦角（当量摩擦角rv=arctanmv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角

5、小1°）。（文献机械设计）:当量摩擦系数；：摩擦系数；：牙侧角，。摩擦系数由查表可知，，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0..17。至少为，所以有，符合自锁条件。螺杆尺寸：P=10mm螺母尺寸：符合自锁条件151.5结构（见图1―2）螺杆上端用于支承托杯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。由后面的计算可知手柄的直径=25mm，所以。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~

6、0.5mm。。退刀槽的宽度可取为1.5P=15mm。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。1.5P=15mm151.6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式(6.23)，其中扭矩，式中为螺纹中径处升角，为当量摩擦角。对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度：或（文献机械设计）F（N）螺杆所

7、受的轴向压；A（）：螺杆螺纹的危险截面面积；（）：螺杆螺纹段的抗扭截面系数；（mm）螺杆螺纹小径；T（）；[s](MPa)：螺杆材料的许用应力，由前面可知螺杆的材料是55号钢，查表得其屈服强度，所以其许用应力，由于千斤顶的载荷是稳定的，许用应力取最大值有。计算：则有：，符合强度计算的条件。，符合强度计算的条件。151.7稳定性计算2.螺母设计与计算2.1选取螺母材料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=

8、ml/i，m为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l＝H+5P+(1.4~1.6)d，i为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A=pd12/4，则(I为螺杆危险截面的轴惯性矩)，当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。临界载荷，E（MPa）：螺杆材料的拉压弹性模量，;I（）：螺杆危险截面的惯性矩，。该千斤顶一螺母座位