螺旋千斤顶的设计

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1、之螺旋千斤顶小组成员：胡书明（组长）（1608100312）、何克锦（1608100311）何姜雄（1608100310）、韩雨（1608100309）专业班级：车辆工程103班12目录第一章千斤顶的概述第二章螺杆的设计与计算第一节：设计要求及草图第二节：设计千斤顶的工作原理第三节：螺杆的设计第四节：自锁验算第五节：螺杆强度及稳定性验算第三章螺母的设计与计算第一节：螺母材料的选择第二节：螺母的高度及工作圈数的确定第四章托杯的设计第五章手柄的设计第六章千斤顶底座的设计12第一章：千斤顶的概述千斤顶

2、是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋千斤顶和液压千斤顶3种。千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备。它有机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升速度慢。第二章：螺杆的设计与计算第一节：设计要求及草图附图112序号12345678910名称

3、托杯壳体螺母壳体圆锥齿轮1圆锥齿轮2螺杆1螺杆2手柄棘轮机构固定螺母根据设计要求，螺旋千斤顶所支撑的重物有40KN，支撑上升高度为160mm,根据课本p96面，还要进行对螺杆的耐磨性、强度及稳定性进行校核。第二节：设计千斤顶的工作原理如附图1，为考虑手柄为单方向工作，特在手柄头部采用了摩擦式棘轮机构，与圆锥齿轮1顶部的正方体磨合，通过手臂的力，带动齿轮1的转动，然后带动齿轮2转动，齿轮2与螺杆1是一体的，而螺杆1与固定螺母相接，螺杆1与固定螺母的螺纹采用的是螺纹升角为0°，以将螺杆1绕其中心线转

4、，带动螺杆2的旋转，在通过壳体螺母的固定，使螺杆2带动托杯上升，来达到千斤顶的效果。第三节：螺杆的设计1:螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形和锯齿形螺纹，常用螺纹是梯形螺纹，梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30度，本方案采用梯形螺纹。2：螺杆材料的选择表1滑动螺旋副材料的许用压力【p】及摩擦系数12螺杆-螺母材料滑动速度（m/min）许用压力/Mpa摩擦系数f钢-青铜低速18~250.08~0.10≦3.011~186~127~10>151~2淬火钢-青铜6~1210~130.06~0.08钢

5、-铸铁<2.413~180.12~0.156~124~7钢-钢低速7.5~130.11~0.17综合考虑螺杆运行速度不大，由表1可选用螺杆-螺母的材料为钢—铸铁，具体选用螺杆材料为45号钢，许用应力[δ]=355Mpa，许用压力为13~18Mpa，摩擦系数为0.12~0.15。3：螺杆直径的确定按耐磨性条件确定螺杆中径设作用于螺旋轴向力为F，螺纹承压面积为A，螺纹中径为d2，螺纹工作高度为h，螺纹螺距为P，螺母高度为H，螺纹工作圈数为u=H/P，则螺纹工作面上的耐磨条件为P=F/A=FP/πd2

6、hH≦[p]上式课作为校核计算用。为导出设计计算公式，令Φ=H/d2则H=Φd2带入整理后可得d2≧12对于矩形和梯形螺纹，h=0.5p，则按设计要求的知，F=40kn，Φ的范围1.2~2.5，顾取Φ=2，[p]的范围13~18Mpa，取[p]=15Mpa。带入上述公式得d2≧29.212mm。由此分析螺杆的最小中径d2≧29.212mm。表2梯形螺纹基本尺寸（GB/T5796.2----2003摘录）公称直径中经小径螺距线数导程牙型角α螺杆134312761330°螺杆260545191930

7、°注：表2参考机械设计课程设计手册p41，表3-7和表3-8。单位为mm第四节：自锁验算螺纹升角：当量摩擦角：螺纹是否满足自锁现象要求：12n=1、p=6mm、=31mm。,f取0.15，螺杆1：螺杆2：n=1、p=9mm、f取0.15，都满足：。所以满足自锁标准。第五节：螺杆强度及稳定性验算1：螺杆强度的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。（1）螺杆1的校核，螺纹危险截面面积A：螺杆所受转矩T：T=F*tan(ψ+φv)d2/2=40000kn*tan（3.5254+8.82

8、7）*0.031/2≈135.718N·m螺杆所受的应力：≈17.5386Mpa≤[δ]=355Mpa。12（2）螺杆2的的校核，螺纹危险截面面积A：螺杆所受转矩T：T=F*tan(ψ+φv)d2/2=40000kn*tan（3.068+8.827）*0.054/2≈227.493N·m螺杆所受的应力：≈4.506Mpa≤[δ]=355Mpa。螺杆1和2都符合强度校核。2：稳定性校核长螺杆除了要校核强度外，还应校核稳定性，首先分清是弹性失稳还是非弹性失稳。因此，应计算柔度（长细比）。由一般公式：