螺旋千斤顶大作业说明书模板.doc

螺旋千斤顶设计说明书 天津大学仁爱学院 机械设计制造及其自动化4班 李瑞琦机械设计课程螺旋千斤顶设计说明书 学生姓名 李瑞琦 学院名称 天津大学仁爱学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 6012201176 目录一、设计目的1二、 设计题目及数据2三、 计算内容及步骤21、 螺杆的设计与计算22、 螺母的设计与计算53、 螺杆稳定性验算64、 托杯的设计与计算65、 手柄设计与计算86、 底座设计107、 千斤顶的效率11附：总装配图机械设计大型作业编号01螺旋千斤顶作业任务书 姓名 杨楠 专业 机械设计制造及其自动化 年级 12级 班级 4班 设计完成日期 2014 年 11月 1 日指导教师 王喆 一、题目：螺旋千斤顶原始数据:题目设计方案12345678910最大起重量F（KN）20253035404550556065最大起升高度H（mm）150160170180190200210220230240二、机构简图图1三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。四、参考资料 螺旋千斤顶设计指导书螺旋千斤顶设计说明书一、 设计目的1、 熟悉螺旋千斤顶的工作原理和设计与计算的方法；2、 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养学生独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识解决材料的选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等方面的问题；3、 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。二、题目及方案1 题目： 螺旋千斤顶2 设计方案：最大起重量F（KN）最大起重高度H（mm）55220三、计算内容及步骤计 算 及 说 明结 果1. 螺杆的设计与计算1）螺纹牙形螺纹的牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8。螺纹的径向间隙很小，在强度计算时不予考虑。2） 材料螺杆的材料常用Q255、35、45钢等，螺杆材料用45钢。3） 螺纹直径螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即式中为螺杆许用压应力由参考文献1 表16-3得=查参考文献2 表3-14得s=353 MPa;取安全系数s=4经验公式求得螺距查参考文献3 附表4 选取P=8mm则螺纹牙高度故螺杆直径则可知螺杆 中径 小径4） 自锁验算理论上自锁条件为，式中为螺纹中径处升角；为当量摩擦角。由于影响的因素较多，其值不稳定，为自锁可靠，实际应满足的自锁条件为 式中为螺纹中径处升角；为当量摩擦角；螺纹中径处升角由参考文献1 查表16-2得=0.15；又 则 ，符合自锁条件。5） 结构螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，结构见图2；手柄孔径根据手柄直径确定，为了便于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比小约0.20.5mm，取退刀槽直径为；退刀槽的宽度取为1.5P=12mm；为了便于螺杆旋入螺母，螺杆端部应有倒角或制出稍小于的圆柱形凸台；为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆的下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。图26） 螺杆的强度校核 螺杆的强度条件为：即。故螺杆满足强度条件2. 螺母的设计与计算1） 材料参考文献1，选用螺母的材料为ZCuAl10Fe3Mn2；2） 螺纹圈数和螺母高度螺纹圈数Z和螺母高度H 螺母的螺纹圈数通常根据螺纹牙间压力条件求出，即式中，为螺纹中径；h为螺纹牙高度；p为螺纹牙表面许用压力，由参考文献1表16-2取； 考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数为ZZ1.5=9.10+1.5=10.6圆整取Z=11螺母高3） 螺母的其他尺寸螺母其它尺寸见图3。其中；取；取。取图34） 螺母与底座的配合螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合常采用H8/r7或H8/n7。这里选取H8/r7；为了安装简便，应在螺母下端和底座孔上端加工出倒角；为了防止螺母转动，还应安置紧定螺钉，其直径取M8.3. 螺杆的稳定性验算计算螺杆柔度时，螺杆最大受压长度l可按将重物举到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度计算，即；查参考文献1表16-4， 因为45号钢属于优质碳素结构钢，故不必校核其稳定性，满足稳定性要求4. 托杯的设计与计算托杯用来承托重物，可用铸钢铸成（ZG35或ZG45），也可用碳钢模锻制成（Q235），这里选取材料为Q235；其结构尺寸见图4。 图4其中；取取为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板。直径的配合可取H11/a11。当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，托杯底部与螺杆的接触面间有相当滑动。为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，其许用压力可取为P=1520MPa，由此可确定托杯直径为取P=20MPa，则选取5. 手柄设计与计算1） 材料手柄的材料常用Q235和Q255；这里选用Q235。2） 手柄长度扳动手柄的转矩（图5）必须克服螺纹副的螺纹力矩和螺杆与托杯间的摩擦力矩，即，则式中，K为施加于手柄上的臂力，间歇工作时约为150250N。在有润滑的条件下，摩擦系数0.050.08。取1200mm手柄计算长度是螺杆中心到人手施力点的距离。考虑螺杆头部尺寸及手握长度，取手柄实际长度mm，但不应超过千斤顶的最小高度，当所需长度超过千斤顶最小高度时，使用时可在手柄上另加套管。图53） 手柄直径手柄直径 把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定直径，其强度条件为 则， 式中，为材料的许用弯曲应力，对于Q235和Q255的手柄，120MPa。=取 图64） 手柄结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉或铆钉固定，其结构见图6。6. 底座设计底座常用铸铁（HT100或HT150），铸件的壁厚不应小于810mm。为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此，可按1：5的锥度设计，如图7所示。图中；;取=88mm; 取=90mm;式中，为底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取22.5MPa 图77、千斤顶的效率 （一般0.3）矩形螺纹配合：H8/h8螺杆材料： 45钢s=353 MPa螺距P=8mm;螺纹牙高度h=4mm;螺杆直径d=40mm；中径；小径；符合自锁条件退刀槽直径：31.84mm；宽度：12mm满足强度条件螺母材料为: 青铜D=68mma=29mm;圆柱面配合H8/r7螺钉直径M8=324mm 满足稳定性托杯材料为Q235=1200mm=1297mm参考文献1陈东祥. 机械制图及CAD基础 M. 北京: 机械工业出版社,20042中国机械工程学会中国机械设计大典编委会.机械设计大典.西科学技术出版社3张策. 机械原理与机械设计(第二版)M. 北京: 机械工业出版社- 11 -