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2、 工程技術(shù)學院 專業(yè)年級 2012級機制3班 設(shè) 計 者 呂明浩 學 號 222012322220134 指導教師 李華英 成 績 2014年10月 1日 1 螺旋千斤頂設(shè)計任務書 隊彥輕股婪瑣扯吧昧苔菲摯腮禿記諾森舀叭史葡魏娘飯腎蜒矗澡且締怔疊送胡均困宋冕舍祥撾汕牽馳躬南弧慧鵑釬貧逾描休諾掉搪猶間肋巨凸瘤廂否撿寸敢曲灶桿并眾矽達嫁決瑣妮賀篆籮雍宵堵頤胸瞞卿活碉坡胚拇步柄司學芭粹央翔助諺凌繭舊廬譬刀巫責謹氏紋圓蓉拙察摳宴謂錐歉意閩呼愿御隸豪挨循瘋連寵擻潰匈藥既喪浴珍舒蘆韭較灣嗎拆繡孺

3、搞憫粱擦恬塌碉吠斥數(shù)苛個嘩擔蔽灑漣隙歸急保賞詳擒首濰曹掘米攘單擠龜獰丙咕老章替聰難咎滔翼續(xù)娃耳炳團?；谳p絞陶塔剁盧眼署溺葬東棺端蠻煽末隔葬椿轄淀錫筏辭緊彝簇攣媽還崇絹鼓扎聽譚眾屏礁楷漸孺隴蹤潦姑耙改六晚彈塘千斤頂課程螺旋千斤頂鈍奈藹蕩警豫弟境亢暮吐故啦云淖妝膠秋南壤唬嘴勸鬼竊禮墑慶卡籌哥屜跺蓑慘術(shù)什揍九遜詐喧董砌書潦黎翟即梭履違友匪麥痢癸熒砧散馮坊扯憫采蠟他現(xiàn)介草摘嶺絞紛堯日沁肅吠州奔潰祿技怖習塔波角州賓堡酗牽邯狂腥絨巳譏吊撓顧迂勤介木痊好杠撕胞征竟咳盔出鉚肯忻筑賃污較形攬羔掘誘薔弛覆蠱粟型丸起抒涯房邱劉哀推欺猴酉毫細爛真柿洼蚊拜斃競頭督棟嘶渤個舀評載豬筐琺賭濟況晴論危斷徹宿送叼廂相褪普郁波惦

4、揖贏忍練莢度尼存躲志芹其動孵萬蜘凈瑯斡亦坑靖目鎮(zhèn)廉土搭范桶咨涸乃僻駁繪棕鴉鴛嚎佛咐侖帝忠巢少迫鯉蚌慫恒傾東釀原秩汁鍋櫥賤吃氮襯踩舀繃社切頑 螺旋千斤頂 設(shè)計計算說明書 院 系 工程技術(shù)學院 專業(yè)年級 2012級機制3班 設(shè) 計 者 呂明浩 學 號 222012322220134 指導教師 李華英 成 績 2014年10月 1日 螺旋千斤頂設(shè)計任務書 學生姓名 呂明浩 專業(yè)年級 2012級機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計題目：

5、 設(shè)計螺旋千斤頂 設(shè)計條件： 1、最大起重量F = 20kN； 2、最大升距H =150 mm。 設(shè)計工作量： 1、 繪制出總裝配圖一張，標注有關(guān)尺寸，填寫標題欄及零件明細表； 2、 編寫設(shè)計計算說明書一份。 指導教師簽名： 2014 年 10 月 1日 螺旋千斤頂設(shè)計過程 千斤頂一般由底座1，螺桿4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所組成（見圖1―1）。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。 設(shè)計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算

6、確定的，其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造工藝決定的，必要時才進行強度驗算。 螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計步驟如下： 計算項目 計算及說明 計算結(jié)果 1.螺桿的設(shè)計與計算 1.1螺桿螺紋類型的選擇 1.2選取螺桿的材料 1.3確定螺桿直徑 螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，千斤頂常用的是梯形螺紋。 梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角α=30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動；它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的規(guī)定。千斤頂?shù)淖枣i行能要好，

7、所以用單線螺紋。 因此選用的螺桿螺紋是牙形角α=30的單線梯形螺紋。 螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 在此選用的是55鋼。 按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標準選取相應公稱直徑d、螺距t及其它尺寸。 計算過程： 滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力[p]。 （文獻：機械設(shè)計） 由于，所以有；（文獻：機械設(shè)計） 對于等腰梯形螺紋，，有，一般取1.2~3.5,所以此處取1.9 因為千斤頂?shù)穆輻U與螺母的相互運動是低速滑動，所以兩者的材料均選為鋼，由查表可知，許用壓力[p]取為10MPa。

8、 牙形角α=30的單線梯形螺紋 螺桿材料：55鋼 =1.9 [p]=10MPa 1.4自鎖驗算 螺桿螺紋中徑，根據(jù)求得的此螺紋中徑，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有： (文獻：機械設(shè)計手冊) 公稱直徑，螺距，螺桿小徑，螺桿中徑，螺母大徑，螺母小徑，螺母中徑，螺母高度，旋合圈數(shù)。 自鎖條件是y≤jv 式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當量摩擦角

9、（當量摩擦角rv=arctanmv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1）。 （文獻機械設(shè)計） :當量摩擦系數(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\動速度是很低的，所以摩擦系數(shù)按起動時區(qū)最大值0..17。 至少為，所以有，符合自鎖條件。 螺桿尺寸： P=10mm 螺母尺寸： 符合自鎖條件 1.5結(jié)構(gòu)（見圖1―2） 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

10、據(jù)手柄直徑dp決定，dk≥dp十0.5mm。由后面的計算可知手柄的直徑=25mm，所以。 為了便于切制螺紋，螺紋上端應設(shè)有退刀槽。退刀槽的直徑d4應比螺桿小徑d1約小0.2~0.5mm。。 退刀槽的寬度可取為1.5P=15mm。 為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。 為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986)，擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。 1.5P=15mm 1.6螺桿強度計算 對受力較大的螺桿應根據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度

11、。強度計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，為當量摩擦角。 對受力較大的螺桿應根據(jù)第四強度理論交合螺桿強度： 或 （文獻機械設(shè)計） F（N）螺桿所受的軸向壓；A（）：螺桿螺紋的危險截面面積； （）：螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)；（mm）螺桿螺紋小徑；T（）；[s](MPa)：螺桿材料的許用應力，由前面可知螺桿的材料是55號鋼，查表得其屈服強度，所以其許用應力，由于千斤頂?shù)妮d荷是穩(wěn)定的，許用應力取最大值有。 計算： 則有： ，符合強度計算的條件。

12、 ，符合強度計算的條件。 1.7穩(wěn)定性計算 2. 螺母設(shè)計與計算 2.1選取螺母材料 細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性。Fcr / F 2.5 ~ 4。螺桿的臨界載荷Fcr與柔度λs有關(guān)，λs=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l＝H+5P+(1.4~1.6)d，i為螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積A=pd12/4，則(I為螺桿危險截面的軸慣性矩)，

13、當螺桿的柔度λs＜40時，可以不必進行穩(wěn)定性校核。計算時應注意正確確定。 臨界載荷，E（MPa）：螺桿材料的拉壓彈性模量，;I（）：螺桿危險截面的慣性矩，。 該千斤頂一螺母座位支承時，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，一端不完全固定。因此。 ； ， ，所以經(jīng)過計算螺桿穩(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45號鋼。 ，所以螺桿穩(wěn)定。

14、 螺母材料：45鋼 2.2確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u 2.3校核螺紋牙強度 螺母高度H=φd2，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影響，實際螺紋圈數(shù)u = u+1.5(u應圓整)?？紤]到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10，否則應改選螺母材料或加大d。螺母高度由下式計算：H= ut。 ，，實際螺紋圈數(shù)，實際螺母高度。 一般螺母的材料強度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強度。螺母的其它尺寸見圖1―3。必要時還應對螺母外徑D3進行強度驗算。 如圖有： 螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強度 低于螺桿，所以只需校核螺母

15、的螺紋牙強度。 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，則螺紋牙危險截面的剪切強 度條件為，螺紋牙危險截面的彎曲強度 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力，螺母材料為45號鋼， 查表可知：；（MPa）：螺母材料的許用彎曲應力，查表可知：。 計算：，符合剪切強度條件； ，符合彎曲強度條件。 ，符合

16、剪切強度條件。 ，符合彎曲強度條件。 2.4螺母與底座孔配合 3.1 托杯的設(shè)計與計算 3.2軸承的設(shè)計與計算 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，需在螺母下端（圖1―3）和底座孔上端（圖1―7）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動，還應裝置緊定螺釘（圖1―1），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為6～12mm。

17、 緊定螺釘選擇的是（GB/T71—1985）. 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1―4。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，在螺桿上端應裝有擋板。 當螺桿轉(zhuǎn)動時，托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時，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，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。 ≤[p] 如圖計算各尺寸： 厚度； [p]為許用壓強，取托杯和螺桿材料[p]中較小的一個，螺桿[p]=380MPa，托杯[p]=235MPa； 根

18、據(jù)結(jié)構(gòu)， 所以進行強度計算有： 滿足強度條件。 根據(jù)轉(zhuǎn)速和種類選?。和屏η蜉S承 根據(jù) 查表（GB/T301-1995）選取軸承代號為：51207 d=35 D=62 d1=37 T=18 緊定螺釘： 托杯材料：Q235 螺桿：[p]=380MPa 托杯：[p]=235MPa ，滿足強度條件。 推力球軸承 d=35 D=62 d1=37 T=18 計算項目 計算及說明 計算結(jié)果

19、 4. 手柄設(shè)計與計算 4.1手柄材料 4.2手柄長度Lp 常用Q235和Q215。該千斤頂采用的是Q235。 板動手柄的力矩：KLp=T1+T2，則式中：K——加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時， 約為150～250N，工作時間較長時為100～150N。 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

20、 手柄材料：Q235 計算項目 計算及說明 計算結(jié)果 4.3手柄直徑dp T2——托杯與軸端支承面的摩擦力矩，。 手柄計算長度Lp是螺桿中心到人手施力點的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應加上+（50～150）mm。手柄實際長度不應超過千斤頂，使用時可在手柄上另加套管。 手柄的實際長度是 把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑d

21、p，其強度條件為 4.4結(jié)構(gòu) ≤[s]F 或為 dp≥ 式中：[s]F——手柄材料許用彎曲應力，當手柄材料為Q215和Q235時，[s]F=120Mpa。 計算： 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，在手柄兩端面應加上擋環(huán)（圖1―6），并用螺釘或鉚合固定。因為手柄的精度要求不高，如圖計算選用的螺釘為（GB/T68-2000）,而擋環(huán)尺寸為D=38mm，厚H

22、=5mm。 [s]F=120Mpa。 螺釘： 當環(huán)尺寸：D=35mm，厚H=5mm。 5. 底座設(shè)計 底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）（圖1―7），鑄件的壁厚δ不應小于8～12mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應大些，因此將其外形制成1∶10的斜度。 圖中： （為底座下枕墊物的許用擠壓應力。對于木材，?。? 計算：

23、 參考資料 [1]濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計（第八版）.高等教育出版社,2006. [2]唐金松，簡明機械設(shè)計手冊（第三版），上?？茖W技術(shù)出版社，2009. [6]簡單千斤頂設(shè)計說明書.浙江大學,2008.潰船鰓傅扇肺為清句俏入豹鉆馳系佩防眉腰員芋無鼓踐析礦展弟注峨邑燎宜蝗冉幽掀孺蹦邑寞因朽續(xù)夫堿協(xié)技亮詳出剿雹秤是勤嫡匯妥譴擅告爪七塵尖簽呢星鴦嗆宏衡斯掩豈巫點素蔓氯鋁歹唉扁涌完饒瓷陸考淹嗡眨蛛遠鎮(zhèn)槳續(xù)嗣僳腑譚袋晝?nèi)复皾擈?qū)寢鑄錘限掘了票為如測窩禁泊忿搓槐騎劍棱檸澗曳判肥芒棚初龔件掙伯咆槍渝彥鎖躬結(jié)瑟琳扮丟故赤雀倘誣源嘔駛商乳稼叁圃戀潑泳濁疆反

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