螺旋起重器(千斤頂)設(shè)計,螺旋,起重器,千斤頂,設(shè)計 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 螺旋起重器機電工程院（系） 機械設(shè)計制造化及其自動化 專業(yè)班級 10 機制 5 班 學(xué)號 502設(shè)計人 吳迎輝 指導(dǎo)老師 完成日期 2012 年 10 月 日華東交通大學(xué)理工學(xué)院螺旋起重器設(shè)計一．螺旋起重器（千斤頂）簡介螺旋起重器是一種簡單的起重裝置，用手推動手柄即可升起重物。它一般由底座。螺桿。螺母。托杯。手柄和扳手等零件組成。二·螺旋起重器的結(jié)構(gòu)與功能如圖 1---1 所示，螺旋起重器是用人力推動手柄 6 使螺桿 3 旋轉(zhuǎn)上升舉起重物的簡單機械。螺母 4 用緊定螺釘 5 固定于底座 2 上，托杯 9 承受重物壓力，他它與重物之間無相對轉(zhuǎn)動。托杯與螺旋 3 有相對轉(zhuǎn)動，螺桿 3 下端裝有保安擋片 1，以防止螺桿全部旋出螺母。螺旋起重器主要零件是螺桿和螺母，為自鎖性好，宜采用滑動螺旋；最常用的是梯形螺紋。為降低螺旋副磨損又保證必要的強度，螺桿常用碳鋼制造，如Q275.35.45.50 等，對于重要傳動也可用合金鋼，如 40Cr。65Mn.18CrMnTi 等，螺母材料則常用鑄造青銅，如 ZcuSn10Pb1.ZcuAl10Fe3 等，載荷不大時也可采用鑄鐵。三。設(shè)計題目設(shè)計起重量 F=25KN,最大起重高度 H=160mm 的螺旋起重器（千斤頂） 。四。選擇螺母。螺桿材料 螺桿采用 45 鋼調(diào)質(zhì)，由參考文獻（1）查表 7---2 查得抗拉強度 σb=600Mpa，屈服強度 σs=355Mpa。由于速度較低，螺母材料用鋁青銅 ZCuAll0Fe3。五。設(shè)計計算計算及其說明 結(jié)果1.耐磨性計算按耐磨性性條件設(shè)計螺紋中徑 d2，對于梯形螺紋，d2≥0.8√F/螺桿選用 45 鋼，螺母用鋁青銅 ZCuAll0Fe3，由參考文獻[1]表 17--7 查得[p]=18~25MPa ，從表 17---7 注釋中可以查得，人力驅(qū)動可提高約 20%，則[p]=21.6 ~30MPa，取[p]=25MPa。由參考文獻[1]查得，對于整體式螺母系數(shù) =1.2~1.5，取 =2 則代入數(shù)據(jù)，可得[p]=20Mpa=2d2=25.5mm計算及其說明 結(jié)果式中：F──螺桿所受軸向載荷， N; d2──螺紋中徑，mm ； [ p]─—螺旋副材料的許用壓力， MPa。 查參考文獻[1]表 9---2 和表 9---3 取公稱直徑 d =28mm,螺距 P=5 mm, 中徑 d2=25.5 mm, 小徑 d3（d1）=22.5mm,內(nèi)螺紋大徑 D4=106mm。2. 螺桿強度校核螺桿危險截面的強度條件為：σe=式中：F──螺桿所受軸向載荷，F(xiàn) =25 000 N ； d3（d1）──螺紋小徑，mm d3（d1）=22.5 mm ；T1──螺紋副摩擦力矩[σe ]——螺桿材料的許用應(yīng)力， Mpa查參考文獻[1]表 17---2 .得鋼對青銅的當(dāng)量摩擦因數(shù) f’=0.08~0.10, 取 f ’= 0.09， 螺紋副當(dāng)量摩擦角’ = arctanf’ = arctan0.09 = 5.1428 。把已知的值代入 T1 的計算公式中，則得T1=σe=由參考文獻[2]表 5---13 可以查得螺桿材料的許用應(yīng)力[σ]= , =355 Mpa, [ ]=71~118 Mpa，取[ ]=95 Mpa。顯然，σe<[ ]，螺桿滿足強度條件。d=28mmp=5mmd2=25.5mmd1=22.5mmD4=106mm計算及其說明 結(jié)果3.螺母螺紋牙的強度校核螺母螺紋牙剪切強度為：(公式 ) 式中： F──螺桿所受軸向載荷，N, F =25 000 N；d=28;b──螺紋牙根部厚度，梯形螺紋b=0.65P=0.65×5mm=3.25 mm 代入數(shù)值計算得 查參考文獻[2]表 5--13 螺母材料的[ t ]=30~40 Mpa,顯然， t <[ t ] 。 滿足剪切度條件。螺母螺紋牙根部的彎曲強度條件為： σb=式中：l──彎曲力臂，l=其他參數(shù)同上。 代入數(shù)值計算得σb=查參考文獻 21]表 5--13 得螺母材料的許用彎曲應(yīng)力 [σ b]= 40~60 Mpa.取 [σb]=50 Mpa.4.自鎖條件校核因 ψ=3.57 ， p =4.74 ，因此 ψ< 滿足自鎖條件。5.螺桿的穩(wěn)定性校核螺桿的柔度值λ=式中：l──螺桿的最大工作長度，取螺母中部到另一端支點間的距離，則 l= l 退刀槽指螺桿與手柄座相接觸處的尺寸，查手冊知 l 退刀槽 = 9 mmH 螺母= =1.9*25.5mm=48.45mm假設(shè)手柄直徑為 ds=16.4 mm,由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗公式 h1=(1.8~2)ds =29.52—32mm,取 h1=32 mm，則 l = 160+25+32+10=227 mm ──長度系數(shù)，對千斤頂，可看作一端固定、一端自由，取d1──螺紋小徑，mm, d1=22. 5 mm；代入以上數(shù)值得Λs=ul/p p=d1/4因此,滿足穩(wěn)定性要求。 6.螺母外徑及凸緣設(shè)計螺紋外徑 D≈1.5d=1. 5×28 mm=42 mm。螺紋凸緣外徑 D1≈1.4 D2 mm=67mm,取 D1=67 mm。 螺紋凸緣厚 a=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×48.4 mm =9.68—14.52mm，取 a=10 mm 。7. 手柄設(shè)計加在手柄上的力需要克服螺紋副之間相對轉(zhuǎn)動的阻力矩和托杯支撐面間的摩擦力矩。設(shè) p1 為加在手柄上的力，取 p1=230N，L 為手柄長度，則 P1L= T1 + T2 式中：T1 ──螺旋副螺紋牙間的摩擦力矩， Nmm，T1= ； T2──螺桿與托杯底面間的摩擦力矩， Nmm T2= D2=(1.6~1.8) d = (1.6~1.8)×28mm=47.6mm,取D2=50mm;D3=(0.6~0.8) d = (0.6~0.8)×28mm=10.08—22.4mm,取 D3=20mm;h1=38mmλ=59.5Fc=145計算及其說明 結(jié)果F──螺桿所受軸向載荷，N L──手柄的長度，mm。托杯選鑄鐵，手柄選 Q215，摩擦因數(shù) f＝0.08，代入計算得T2=L=d 手柄≥查教材可得：[ ]= ，查參考文獻[1]表 10.1，對于 45 鋼， = 205 Mpa 則[ ]=102.5~136.7 MPa,取 [ ]=110 MPa。代入數(shù)值計算得 d 手柄 ≥取手柄直徑 d=28 mm 。8.底座設(shè)計螺桿下落到地面，再留 20~30 mm 的空間，底座鑄造起模斜度 1:10，厚度為 10 mm。D5 有結(jié)構(gòu)設(shè)計確定，D5=103 mm。D4=1.4 D5=1.4 ×103 = 144.2 mm，取 D4 = 144 mm。結(jié)構(gòu)確定后校核地面的擠壓應(yīng)力：底面材料選擇鑄鐵 HT100，由參考文獻 [1]表 7---6 可知，當(dāng)鑄件壁厚=30~50 mm 時， =80 MPa,[ ]=(0.4~0.5)×80Mpa=(32～40)Mpa.顯然， ，滿足設(shè)計要求。六。設(shè)計總結(jié)通過這次機械課程設(shè)計，我知道了螺旋起重器（千斤頂）的構(gòu)成與工作原理。學(xué)到了許多關(guān)于機械方面的知識，使我以后的學(xué)習(xí)方便與輕松，提高我們學(xué)習(xí)應(yīng)變能力，使我們以后工作更輕松。。七。繪制螺旋起重器（千斤頂）的零件圖。 （見 3 號圖紙）參考文獻【1】洪家娣 ，李明，黃興元主編 機械設(shè)計指導(dǎo)書。 南昌：江西高校出版社，2006.7【2】 濮良貴，紀名剛主編，機械設(shè)計，西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室 編著2006.5