螺旋千斤頂課程設(shè)計(jì)

1、螺旋千斤頂課程設(shè)計(jì)姓名：班別：學(xué)號：指導(dǎo)老師：<1.題目要求12.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算22.1螺桿螺紋類型的選擇22.2選取螺桿材料22.3確定螺紋直徑22.4自鎖驗(yàn)算32.5結(jié)構(gòu)42.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算52.7穩(wěn)定性計(jì)算53. 螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算63.1選取螺母材料63.2確定螺母高度H¢及螺紋工作圈數(shù)u73.3校核螺紋牙強(qiáng)度73.4螺母與底座孔配合94. 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算95. 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算105.1手柄材料105.2手柄長度Lp105.3手柄直徑dp125.4結(jié)構(gòu)126. 底座設(shè)計(jì)131.題目要求2.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1螺桿螺紋類型的選擇2.2選取螺桿材料2.3確定螺紋直徑2.4

2、自鎖驗(yàn)算2.5結(jié)構(gòu)2.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算2.7穩(wěn)定性計(jì)算3. 螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1選取螺母材料3.2確定螺母高度H¢及螺紋工作圈數(shù)u3.3校核螺紋牙強(qiáng)度3.4螺母與底座孔配合4. 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算5. 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1手柄材料5.2手柄長度Lp5.3手柄直徑dp5.4結(jié)構(gòu)6. 底座設(shè)計(jì)一、選擇方案數(shù)據(jù)方 案數(shù)據(jù)項(xiàng) 目設(shè) 計(jì) 方 案12345678910最大起重量Q（KN）16202529343944495459最大起升高度l（mm）150160170180190200210220230240這里選擇的是Q=34KN，l=190mm機(jī)構(gòu)簡圖: 螺紋有矩形、梯形和鋸齒形，常用的是梯形螺紋

3、。梯形螺紋牙形為等腰梯形，牙形角=30°，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。這里選擇梯形螺紋。千斤頂轉(zhuǎn)速較低，單個(gè)作用面受力不大，所以選用45號鋼。按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距t及其它尺寸。,由于，所以有對于等腰梯形螺紋，對于梯形螺紋，其設(shè)計(jì)公式為： 由于螺旋千斤頂是工作在低速狀態(tài)下，所以螺桿-螺母材料選擇鋼-青銅，查機(jī)械設(shè)計(jì)第九版97頁，表5-12，取許用應(yīng)力Mpa,摩擦系數(shù)f=0.09。對于整體螺母，為使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，可取，這里取1.5則，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊取中徑 ，公稱直徑d=28mm，螺距P=5mm，螺桿小

4、徑, 螺母大徑，螺母小徑，螺母中徑。自鎖條件是yjv式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當(dāng)量摩擦角（當(dāng)量摩擦角rv=arctanmv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°）。:當(dāng)量摩擦系數(shù)；：摩擦系數(shù)；：牙側(cè)角，。摩擦系數(shù)由查表可知，由于千斤頂?shù)倪\(yùn)動速度是很低的，所以摩擦系數(shù)按起動時(shí)區(qū)最大值0.09。符合自鎖條件。螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7，因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp十0.5mm。由后面的計(jì)算可知手柄的直徑=23mm，所以dk =24mm。為了便于切制螺紋，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽。由螺距P=5mm,查表得退刀槽的直徑d4

5、 =21mm退刀槽的寬度可取為1.5P=7.5mm。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986)D=36mm H=5mm，擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。對受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度。強(qiáng)度計(jì)算方法參閱教材公式(6.23)，其中扭矩，式中為螺紋中徑處升角，為當(dāng)量摩擦角。對受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論交合螺桿強(qiáng)度：或F（N）螺桿所受的軸向壓；A（）：螺桿螺紋的危險(xiǎn)截面面積； （）：螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)；（mm）螺桿螺紋小徑；T（）；s(MPa

6、)：螺桿材料的許用應(yīng)力，由前面可知螺桿的材料是45號鋼，查表得其屈服強(qiáng)度，所以其許用應(yīng)力，由于千斤頂?shù)妮d荷是穩(wěn)定的，許用應(yīng)力取最大值有。計(jì)算：則有： ，符合強(qiáng)度計(jì)算的條件。細(xì)長的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。Fcr / F ³ 2.5 4。螺桿的臨界載荷Fcr與柔度s有關(guān)，s=m l/i，m為螺桿的長度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，l為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取lH+5P+(1.41.6)d=229.5mm，i為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，若危險(xiǎn)截面面積A=pd12/4，則(I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩)，當(dāng)螺桿的柔度s40時(shí)，可

7、以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意正確確定。E（MPa）：螺桿材料的拉壓彈性模量，E=210Gpa;I（）：螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，。該千斤頂一螺母座位支承時(shí)，作不完全固定支承，另一端有徑向和軸向約束，為固定支承，所以端部職稱情況是一端固定，一端自由。因此。臨界載荷 : 所以經(jīng)過計(jì)算螺桿穩(wěn)定。螺母材料一般可選用青銅，對于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金。該千斤頂螺母材料采用青銅。螺母高度H=d2（H應(yīng)圓整為整數(shù)）螺紋工作圈數(shù)，考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10。螺母高度由下式計(jì)算：，取整u=8實(shí)際螺母高度。一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只校核螺母螺紋

8、牙的強(qiáng)度。螺母的其它尺寸見圖13。必要時(shí)還應(yīng)對螺母外徑D3進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。如圖有：螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，股只需校核螺母的螺紋牙強(qiáng)度。假設(shè)螺母每圈螺紋 所承受的平均壓力為，并作用再螺紋中徑為直徑的圓周上，則螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為，螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為。式中：b（mm）：螺紋牙根部的厚度，對于梯形螺紋;l(mm):彎曲力臂，；（MPa）螺母材料的許用切應(yīng)力，螺母材料為45號鋼，查表可知：， 螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表可知：計(jì)算：，符合剪切強(qiáng)度條件；，符合彎曲強(qiáng)度條件。螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問的配合常采用或等配合。為了安裝簡便，需在螺母下

9、端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖11），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。緊定螺釘選擇的是（GB/T711985）.托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動，在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時(shí)，托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時(shí)，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。p如圖計(jì)算各尺寸：厚度；p為許用壓強(qiáng)，取托

10、杯和螺桿材料p中較小的一個(gè)，螺桿p=380MPa，托杯p=235MPa；，所以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算有：滿足強(qiáng)度條件。常用Q235和Q215。該千斤頂采用的是Q235。板動手柄的力矩：K·Lp=T1+T2，則式中：K加于手柄上一個(gè)工人的臂力，間歇工作時(shí)，約為150250N，工作時(shí)間較長時(shí)為100150N。T1螺旋副間的摩擦阻力矩，T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩， T2 = (D12+D11) f F/4。 手柄計(jì)算長度Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實(shí)際長度還應(yīng)加上+（50150）mm。手柄實(shí)際長度不應(yīng)超過千斤頂，使用時(shí)可在手柄上另加套管。手柄的實(shí)際長度是

11、把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑dp，其強(qiáng)度條件為：sF 或?yàn)?dp式中：sF手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q215和Q235時(shí)，sF=120Mpa。計(jì)算：所以手柄的直徑。手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)（圖16），并用螺釘或鉚合固定。因?yàn)槭直木纫蟛桓?，如圖計(jì)算選用的螺釘為（GB/T68-2000）,而擋環(huán)尺寸為D=38mm，厚H=5mm。底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）（圖17），鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成110的斜度。圖中:（為底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對于木材，取，這里取2Mpa）計(jì)算：牙形角=30的單線梯形螺紋螺桿材料：45鋼p=20MPa=1.5螺桿尺寸：P=5mm螺母尺寸