螺旋千斤顶设计方案.doc

螺旋千斤顶设计方案

班级 A05机械（2）
姓名 金煊
学号 050101237
指导老师 章海

2007.11

目录
一 千斤顶设计任务分析 3
1.1 千斤顶载荷Q及起重高度L 3
1.2 螺旋传动的特点、结构及材料 3
1.3 千斤顶组成 3
二 千斤顶总体示意图 4
三 各部件参数设定及强度校核 5
3.1 螺母材料、尺寸的选定及校核 5
3.1.1 螺母材料及尺寸的基本参数 5
3.1.2 螺纹牙的强度校核 5
3.1.3 螺纹自锁性校核 6
3.1.4 螺母其他尺寸设定 6
3.1.5 螺母凸缘强度校核 7
3.2 螺杆材料、尺寸的设定及强度校核 7
3.2.1 螺杆材料选取及强度计算 7
3.2.2 螺杆稳定性校核 8
3.3 底座及机架材料的选定及校核 9
3.3.1 底座及机架基本参数与结构的设定 9
3.3.2 底座内外径的设定 9
3.4 托杯的材料及尺寸的设定 10
3.4.1材料及尺寸的设定 10
3.4.2强度校核 10
3.5 手柄材料及尺寸的设定 11
3.5.1 手柄材料及长度的选定 11
3.5.2 手柄直径的选定 11
3.6 其他保险零件的选定 11
3.6.1螺杆及手柄处挡圈及螺杆上端螺钉选取 11
3.6.2 底座与螺母间紧定螺钉得选取 12
四 设计结果（主要参数列表） 13
五 参考文献 14

一 千斤顶设计任务分析
1.1 千斤顶载荷Q和重高度L
已知条件：最大载荷Q=60000KG
起重高度L=180mm
手动
分析已知可得：（1）Q=60KN
（2）因为设计的千斤顶是手动，故对螺纹的精度要求不高。可以采用9级梯形螺纹。
（3）可选用45钢作为千斤顶材料，调质HB=217～255,α=315(课本P362表15-1)
(4)千斤顶的组成:A)螺纹B)螺母:为青铜或球墨铸铁C)底座:HT180灰铸铁E)手柄D)其他保险圈,螺钉等

1.2材料选择
因为设计的千斤顶是手动的，故对螺纹的精度要求不是很高。因此采用9级梯形螺纹，材料为45钢。
1.3千斤顶组成
A 螺母 、 B 螺杆 、C 拖杯 、D 底座（机架）、E 手柄 、F 其他保险零件（垫圈、螺钉等）

二 千斤顶总体示意图

三 各部件参数设定及强度校核
3.1 螺母材料、尺寸的选定及校核
3.1.1 螺母材料及尺寸的基本参数
螺母材料：铸铝青铜（ZCuAl9FeNi4Mn2）。材料耐磨性好，强度高，适用于低速重载的传动。
查表5－12得材料 [P]=18-25MPa 取[P]=20MPa 。
对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取＝1.2～2.5 ，取＝2。
由式5－43，对于梯形螺纹，中径 。
查机械设计手册，选取Tr326螺纹
基本参数（mm）：
3.4 托杯的材料及尺寸的设定
3.4.1材料及尺寸的设定
查机械设计手册，托杯可选用的材料有Q235，Q275或35＃，45＃或铸铁均可。选用Q235钢，毛坯100mm, 。
壁厚，取，斜率，取 。
，
，
托杯高度，
托杯开口宽度。
3.4.2强度校核
对托杯下底面尺寸d0进行强度校核：

查表5－6，钢对钢，
代入数据算得：。故强度合格。
托杯的结构设计：
3.5 手柄材料及尺寸的设定
3.5.1 手柄材料及长度的选定
手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#调质钢均可。现取用Q235钢。
手柄长度的选定：
拧紧力矩T等于螺旋副间摩擦力矩T1和托杯与螺杆上端支撑面的摩擦阻力矩T2之和，
，
其中为接合面的摩擦系数，查表5－5得：＝0.1～0.16，取＝0.15 ，
为支撑面的摩擦半径 ，
人力一般可以取150～250N，考虑到持久耐力性取＝150N，
计算得到手柄有效长度。
手柄实际长度可取。
手柄一端钻M10的螺孔，用于安装挡圈。

3.5.2 手柄直径的选定
由弯曲强度计算
得： 取
整理计算得 ： 取。

3.6 其他保险零件的选定
3.6.1螺杆及手柄处挡圈及螺杆上端螺钉选取
手柄一端可自由拆卸，故只用一个挡圈。直径,螺钉可取M6～M10。现取M10。
螺杆上端挡圈，
螺杆下端挡圈。
其中螺杆两端螺钉都取M10。
3.6.2 底座与螺母间紧定螺钉得选取
底座与螺母间紧定螺钉可以选取M8。适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合。

四 设计结果（主要参数列表）
一 螺母
材料：铸铝青铜（ZCuAl9FeNi4Mn2），
Tr427 螺纹基本参数（mm）： ，
下断尺寸，凸缘，
上断尺寸。
二 螺杆
螺杆材料：40Cr调质钢及以上强度钢，如20CrNi, 40CrNi等，
螺杆尺寸（mm）：
三 底座
底座材料：用HT150－HT200灰铸铁都可，
尺寸：厚度，斜率，
底座内径，底座外径，
机架总高：。
四 托杯
壁厚 ，斜率，
下端尺寸： ， ，
托杯高度，
托杯开口宽度。
五 手柄
手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#调质钢均可，
手柄实际长度可取，手柄直径。
六 其他保险零件
手柄挡圈：直径,螺钉取M10。
螺杆上端挡圈，螺杆下端挡圈，
其中螺杆两端螺钉都取M10。
底座与螺母间紧定螺钉可以选取M8。

五 参考文献

[1] 机械设计第八版 濮良责 纪名刚 2006.05 高等教育出版社。
[2] 机械设计课程设计图册 龚桂义 高等教育出版社。
[3] 机械设计手册 电子版V2.0