螺旋千斤頂設(shè)計方案

1、<p><b>　　螺旋千斤頂設(shè)計方案</b></p><p>　　班級 A05機械（2）</p><p><b>　　姓名 金煊</b></p><p>　　學(xué)號 050101237</p><p><b>　　指導(dǎo)老師 章海</b></p>

2、<p><b>　　2007.11</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 千斤頂設(shè)計任務(wù)分析3</p><p>　　1.1 千斤頂載荷Q及起重高度L3</p><p>　　1.2 螺旋傳動的特點、結(jié)構(gòu)及材料3</p><p&g

3、t;　　1.3 千斤頂組成3</p><p>　　二 千斤頂總體示意圖4</p><p>　　三 各部件參數(shù)設(shè)定及強度校核5</p><p>　　3.1 螺母材料、尺寸的選定及校核5</p><p>　　3.1.1 螺母材料及尺寸的基本參數(shù)5</p><p>　　3.1.2 螺紋牙的強度校核5</

4、p><p>　　3.1.3 螺紋自鎖性校核6</p><p>　　3.1.4 螺母其他尺寸設(shè)定6</p><p>　　3.1.5 螺母凸緣強度校核7</p><p>　　3.2 螺桿材料、尺寸的設(shè)定及強度校核7</p><p>　　3.2.1 螺桿材料選取及強度計算7</p><p>　

5、　3.2.2 螺桿穩(wěn)定性校核8</p><p>　　3.3 底座及機架材料的選定及校核9</p><p>　　3.3.1 底座及機架基本參數(shù)與結(jié)構(gòu)的設(shè)定9</p><p>　　3.3.2 底座內(nèi)外徑的設(shè)定9</p><p>　　3.4 托杯的材料及尺寸的設(shè)定10</p><p>　　3.4.1材料及尺寸的

6、設(shè)定10</p><p>　　3.4.2強度校核10</p><p>　　3.5 手柄材料及尺寸的設(shè)定11</p><p>　　3.5.1 手柄材料及長度的選定11</p><p>　　3.5.2 手柄直徑的選定11</p><p>　　3.6 其他保險零件的選定11</p><p&

7、gt;　　3.6.1螺桿及手柄處擋圈及螺桿上端螺釘選取11</p><p>　　3.6.2 底座與螺母間緊定螺釘?shù)眠x取12</p><p>　　四 設(shè)計結(jié)果（主要參數(shù)列表）13</p><p>　　五 參考文獻14</p><p>　　一 千斤頂設(shè)計任務(wù)分析</p><p>　　1.1 千斤頂載荷Q和重高

8、度L</p><p>　　已知條件：最大載荷Q=60000KG</p><p>　　起重高度L=180mm</p><p><b>　　手動</b></p><p>　　分析已知可得：（1）Q=60KN </p><p>　?。?）因為設(shè)計的千斤頂是手動，故對螺紋的精度要求不高。可以采用9級梯形螺

9、紋。</p><p>　?。?）可選用45鋼作為千斤頂材料，調(diào)質(zhì)HB=217～255,α=315(課本P362表15-1)</p><p>　　(4)千斤頂?shù)慕M成:A)螺紋B)螺母:為青銅或球墨鑄鐵C)底座:HT180灰鑄鐵E)手柄D)其他保險圈,螺釘?shù)?lt;/p><p><b>　　1.2材料選擇</b></p><p>

10、;　　因為設(shè)計的千斤頂是手動的，故對螺紋的精度要求不是很高。因此采用9級梯形螺紋，材料為45鋼。 </p><p><b>　　1.3千斤頂組成</b></p><p>　　A 螺母 、 B 螺桿 、C 拖杯 、D 底座（機架）、E 手柄 、F 其他保險零件（墊圈、螺釘?shù)龋?lt;/p><p>　　本文由閏土服務(wù)機械外文文獻翻譯成品淘寶店

11、整理</p><p>　　二 千斤頂總體示意圖</p><p>　　三 各部件參數(shù)設(shè)定及強度校核</p><p>　　3.1 螺母材料、尺寸的選定及校核</p><p>　　3.1.1 螺母材料及尺寸的基本參數(shù)</p><p>　　螺母材料：鑄鋁青銅（ZCuAl9FeNi4Mn2）。材料耐磨性好，強度高，適用于低速

12、重載的傳動。</p><p>　　查表5－12得材料 [P]=18-25MPa 取[P]=20MPa 。</p><p>　　對于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故?。?.2～2.5 ，取＝2。</p><p>　　由式5－43，對于梯形螺紋，中徑 。</p><p>　　查機械設(shè)計手冊，選取Tr32

13、6螺紋</p><p><b>　　基本參數(shù)（mm）：</b></p><p>　　3.1.2 螺紋牙的強度校核</p><p><b>　　螺母高度</b></p><p><b>　　工作圈數(shù) </b></p><p>　　計算螺紋根部彎曲強度校核公

14、式由式5－49：</p><p><b>　　其中對于梯形螺紋,</b></p><p><b>　　代入得： </b></p><p>　　查表5－13： 。 故合適。</p><p>　　計算螺紋根部剪切校核由式5－48：</p><p>　　查表5－13： 。 故

15、合適。</p><p>　　3.1.3 螺母其他尺寸設(shè)定</p><p>　　凸緣尺寸的設(shè)定 ：由抗壓強度求凸緣外徑 </p><p>　　由表5－13得：，則，取。</p><p><b>　　代入得： 。取。</b></p><p><b>　　取 。</b></

16、p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　螺母結(jié)構(gòu)設(shè)計： </b></p><p>　　3.1.4螺母凸緣強度校核</p><p>　　凸緣與底座接觸表面的擠壓強度：</p><p><b>　　故合格。</b></p>

17、<p><b>　　其中。</b></p><p>　　凸緣根部的彎曲強度：</p><p><b>　　，故合格。</b></p><p><b>　　其中。</b></p><p>　　凸緣根部被剪斷的情況較少發(fā)生，故強度計算從略。</p><

18、;p>　　3.2 螺桿材料、尺寸的設(shè)定及強度校核</p><p>　　3.2.1 螺紋自鎖性校核</p><p>　　螺紋的自鎖條件需滿足</p><p>　　查表5－12得：f=0.09 梯形螺母</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　又 得. 故自鎖，

19、安全。</p><p>　　3.2.2 螺桿材料選取及強度計算</p><p>　　螺桿材料：45＃鋼 調(diào)質(zhì) 。</p><p><b>　　查表15－1： ，</b></p><p>　　據(jù)表5－13： ，</p><p>　　校核螺桿強度，根據(jù)第四強度理論求出危險截面計算應(yīng)力，</p&

20、gt;<p><b>　??；</b></p><p>　　其中 ，， ， 。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)=102.5MPa , =39.4MPa 。</p><p>　　得： ，故不太安全。</p><p>　　改進方法：1 選用40CrNi調(diào)質(zhì)鋼 ；2 增大螺桿尺寸。</p>&

21、lt;p>　　選用改進方法1 采用40CrNi調(diào)質(zhì)鋼 ，</p><p>　　由表15－1： 毛坯尺寸<100mm , ,,安全。</p><p>　　故確定采用40CrNi調(diào)質(zhì)鋼及以上強度鋼。</p><p>　　3.2.3 螺桿穩(wěn)定性校核</p><p>　　查表5－14： 螺桿的長度系數(shù)在一端固定，一端自由時為 。</

22、p><p><b>　　螺桿工作長度： </b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　螺桿的柔度： </b></p><p>　　代入得： < ,為中柔·度桿，故不能用歐拉公式計算。</p><p><b

23、>　　由經(jīng)驗公式得： </b></p><p>　　查經(jīng)驗公式直線公式的系數(shù)得： ，</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： 。</b></p><p>　　由螺桿的穩(wěn)定性條件 </p><p>　　其中對于傳力螺旋 。符合螺桿穩(wěn)定性條件。</p><p>　　螺桿兩斷各鉆

24、M10的螺孔，用于安裝擋圈。</p><p>　　螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計： </p><p>　　3.3 底座及機架材料的選定及校核</p><p>　　3.3.1 底座及機架基本參數(shù)與結(jié)構(gòu)的設(shè)定</p><p>　　查機械設(shè)計手冊，工程材料選用金屬材料性能與特性，用HT150－HT200灰鑄鐵都可，適用于重載低速等情況?？估瓘姸?80MPa,

25、抗彎強度240MPa 。</p><p>　　機架厚度與斜度：厚可取 ，取。</p><p><b>　　斜率可取 ，取 。</b></p><p>　　3.3.2 底座內(nèi)外徑的設(shè)定</p><p>　　底座內(nèi)徑 ，L＝起重高度180；</p><p><b>　　計算得： ，可取&

26、lt;/b></p><p>　　底座外徑D6通過擠壓強度求出： </p><p>　　由表5－6得到，當(dāng)接觸表面為混凝土?xí)r，取，</p><p><b>　　求得： </b></p><p>　　機架總高：螺母下沿（69-26mm）+(10~20mm),取.</p><p>　　機架及底座

27、結(jié)構(gòu)設(shè)計： </p><p>　　3.4 托杯的材料及尺寸的設(shè)定</p><p>　　3.4.1材料及尺寸的設(shè)定</p><p>　　查機械設(shè)計手冊，托杯可選用的材料有Q235，Q275或35＃，45?；蜩T鐵均可。選用Q235鋼，毛坯100mm, 。</p><p>　　壁厚，取，斜率，取 。</p><p>

28、;<b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　托杯高度，</b></p><p><b>　　托杯開口寬度。</b></p><p><b>　　3.4.2強度校核</b></p&

29、gt;<p>　　對托杯下底面尺寸d0進行強度校核：</p><p>　　查表5－6，鋼對鋼，</p><p>　　代入數(shù)據(jù)算得：。故強度合格。</p><p><b>　　托杯的結(jié)構(gòu)設(shè)計： </b></p><p>　　3.5 手柄材料及尺寸的設(shè)定</p><p>　　3.5.1

30、 手柄材料及長度的選定</p><p>　　手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#調(diào)質(zhì)鋼均可?，F(xiàn)取用Q235鋼。</p><p><b>　　手柄長度的選定：</b></p><p>　　擰緊力矩T等于螺旋副間摩擦力矩T1和托杯與螺桿上端支撐面的摩擦阻力矩T2之和，</p><p><b>　　，<

31、;/b></p><p>　　其中為接合面的摩擦系數(shù)，查表5－5得：＝0.1～0.16，?。?.15 ，</p><p>　　為支撐面的摩擦半徑 ，</p><p>　　人力一般可以取150～250N，考慮到持久耐力性?。?50N，</p><p>　　計算得到手柄有效長度。</p><p><b>

32、;　　手柄實際長度可取。</b></p><p>　　手柄一端鉆M10的螺孔，用于安裝擋圈。</p><p>　　3.5.2 手柄直徑的選定</p><p><b>　　由彎曲強度計算 </b></p><p><b>　　得： 取</b></p><p>　　整

33、理計算得 ： 取。</p><p>　　3.6 其他保險零件的選定 </p><p>　　3.6.1螺桿及手柄處擋圈及螺桿上端螺釘選取</p><p>　　手柄一端可自由拆卸，故只用一個擋圈。直徑,螺釘可取M6～M10?，F(xiàn)取M10。</p><p><b>　　螺桿上端擋圈，</b></p><p&

34、gt;<b>　　螺桿下端擋圈。</b></p><p>　　其中螺桿兩端螺釘都取M10。</p><p>　　3.6.2 底座與螺母間緊定螺釘?shù)眠x取 </p><p>　　底座與螺母間緊定螺釘可以選取M8。適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)常拆卸的場合。</p><p>　　四 設(shè)計結(jié)果（主要參數(shù)列表）</p

35、><p><b>　　一 螺母</b></p><p>　　材料：鑄鋁青銅（ZCuAl9FeNi4Mn2），</p><p>　　Tr427 螺紋基本參數(shù)（mm）： ，</p><p><b>　　下斷尺寸，凸緣，</b></p><p><b>　　上斷尺寸。<

36、;/b></p><p><b>　　二 螺桿</b></p><p>　　螺桿材料：40Cr調(diào)質(zhì)鋼及以上強度鋼，如20CrNi, 40CrNi等，</p><p>　　螺桿尺寸（mm）： </p><p><b>　　三 底座</b></p><p>　　底座材料

37、：用HT150－HT200灰鑄鐵都可，</p><p><b>　　尺寸：厚度，斜率，</b></p><p>　　底座內(nèi)徑，底座外徑，</p><p><b>　　機架總高：。</b></p><p><b>　　四 托杯</b></p><p>&

38、lt;b>　　壁厚 ，斜率，</b></p><p><b>　　下端尺寸： ， ，</b></p><p><b>　　托杯高度，</b></p><p><b>　　托杯開口寬度。</b></p><p><b>　　五 手柄</b>

39、</p><p>　　手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#調(diào)質(zhì)鋼均可，</p><p>　　手柄實際長度可取，手柄直徑。</p><p><b>　　六 其他保險零件</b></p><p>　　手柄擋圈：直徑,螺釘取M10。</p><p>　　螺桿上端擋圈，螺桿下端擋圈，</

40、p><p>　　其中螺桿兩端螺釘都取M10。</p><p>　　底座與螺母間緊定螺釘可以選取M8。</p><p><b>　　五 參考文獻</b></p><p>　　[1] 機械設(shè)計第八版 濮良責(zé) 紀(jì)名剛 2006.05 高等教育出版社。</p><p>　　[2] 機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊 龔桂