螺旋千斤顶设计计算说明书.doc

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1、题目：螺旋千斤顶起重量Q=25KN起重高度H=200mm手柄操作力P=250N作业任务：1.设计计算说明书一份2.设计装配图一（1:1）班级学号完成日期2011年11月19日指导教师评分目录设计任务与设计说明1、螺旋副的设计计算1.1、耐磨性的计算1.2、自锁性校核2、螺杆的设计计算2.1、螺杆强度计算2.2、螺杆稳定性计算3、螺旋副的计算3.1、螺杆的计算3.2、螺母的计算4、拖杯设计计算5、底座设计计算6、手柄设计计算6.1手柄长度设计计算6.2手柄直径设计计算7、螺旋千斤顶的效率计算设计任务与设计说明设计任务书：设计一螺旋千斤顶，该千斤顶要求最大起重重量为25，最大起重高度为250，手

2、柄操作力矩为200，且要求工作安全可靠，成本不得过高。设计简单说明：该千斤顶采用螺旋传动的工作方式，最大起重高度为250，手柄操作力200，工作稳定可靠，满足自锁条件，使用安全，选材合理、加工方便、生产成本较低。计算容计算及说明计算结果1、螺旋副的设计1.1耐磨性的计算（其额定中径）1.2自锁性校核螺旋副在工作时主要承受转矩和轴向拉压力的作用，接触面间有较大的相对滑动，主要失效形式是磨损。综合考虑以上因素，螺旋副选用梯形螺旋传动，螺杆选用综合机械性能较好的45号钢，螺母材料选用耐磨性较好的锡青铜ZCuSn10Pb1。耐磨性的计算（其额定中径）螺杆中径其中Q为轴向力；[P]为材料许用压力;对于

3、整体式螺旋螺母取1.2～2.5计算得：螺杆中径按国家标准[GB/T5796.2—2005]选取公称直径d=28mm，p=5mm的梯形螺纹。螺旋高度计算得螺旋高度为=51mm螺母的螺纹工作圈数计算得螺纹工作圈数为10.2圈（略大于10，不予考虑）螺纹牙的工作高度h的计算h=0.5p（梯形螺纹）自锁性校核：升角的校核其中为当量摩擦角；为摩擦系数；为螺旋副的当量摩擦系数，（钢对青铜的=0.08～0.09）；为牙螺纹中径：d=28mmp=5mm=51mm10.2圈h=2.5mm2、螺杆的设计计算2.1螺杆强度计算2.2螺杆稳定性计算形角（梯形螺纹牙形角=）。由以上计算可得以上结果满足：且满足自锁条件

4、。螺杆不仅受到轴向压力，还要受到螺纹副摩擦产生的摩擦扭矩，故其强度校核如下：式中为最大工作载荷；A为螺杆危险截面面积（），T为螺杆所受转矩；对于起重，；为螺杆螺纹段的抗扭剖面模量，；为螺杆材料的许用拉应力，通常，对于所选材料45号钢。由以上计算可得临界载荷的计算：该螺杆结构简图如图1所示图1计算得：满足自锁条件螺杆强度达标计算容计算及说明计算结果3、螺母的计算3.1螺纹牙强度在螺杆的结构简图中此处取临界载荷的计算柔度（将螺旋千斤顶简化为悬臂梁后取）计算得为大柔度杆大柔度杆的临界载荷公式为计算得稳定性条件（一般取）计算得（满足计算要求）螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，故只需校核螺母螺纹牙的强度，螺

5、母结构如图2所示。图1在螺母结构图中（螺纹大径）（满足计算要求）算容计算及说明计算结果3.2螺母体强度剪切强度对于锡青铜材料取计算得满足剪切强度弯曲强度（为螺纹牙受弯力臂；对于锡青铜取40~60）计算得满足弯曲强度条件螺母外径的确定即式中可取，即；计算得，取螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度计算式中取计算得满足挤压条件螺母凸缘根部的弯曲强度计算计算得螺母凸缘被简短的情况及少发生，可不必校核。满足剪切强度满足弯曲强度条件满足挤压条件满足根缘弯曲条件计算容计算及说明计算结果4、拖杯设计计算选取铸铁材料来做托重物的拖杯，拖杯各部分的结构尺寸参见图3，在杯口上表面有切口和沟纹；以使得拖杯与重物见接触良

6、好，防止重物间出现相对滑动，在螺杆上端有防止拖杯从螺杆底端部脱落的挡圈。图3在上述拖杯结构图中取取取取取接触面间比压（取）计算得满足接触条件。满足接触条件计算容计算及说明计算结果5、底座设计计算6、手柄计算6.1手柄长度设计计算选用铸铁为底座材料，壁厚取10mm；为加稳定性，底座斜面制成1:10的斜度。底面尺寸根据支撑材料的挤压强度计算。底座结构视图如图4所示图4在底座结构简图中取220取确定地面大直径当结合面为木材时取计算得选取为手柄材料，手柄长度按如下式子确定：螺旋驱动力矩220计算容计算及说明计算结果6.2手柄直径设计计算7、螺旋千斤顶的效率计算为螺纹副的摩擦力矩；计算得为端面摩擦力矩

7、，对于环形端面，取；计算得为驱动力作用半径（手柄的计算长度）（P为手柄驱动力，取P=250N）；计算得手柄实际长度计算得手柄直径计算：式中为材料许用弯曲应力，取；计算得，取螺旋千斤顶的效率按下式计算：式中分子P为螺距，分母P为人手力。经计算满足所给围