1、螺旋千斤頂設計計算說明書院系工程技術學院專業年級2006級機制1班設計者XXXXX指導教師XXXXX成績2020年4月1日螺旋千斤頂設計任務書學生姓名XXX專業年級2006級機械設計制造及其自動化設計題目：設計螺旋千斤預3-設計條件：lx最大起重量尸二65kN；2、最大升距"義40mm。設計工作量：繪制出總裝配圖一張，標注有關尺寸，填寫標題欄及零件明細表；編寫設計計算說明書一份。指導教師簽名：2009年3月15日手柄材料10目錄1螺桿的設計與計算3螺桿螺紋類型擇3選取螺桿材料3確信螺桿直徑4自鎖驗算4千斤頂結構4螺桿強度計算5穩固性計算61.7.1 計算柔度61.7.2 穩固性計算7

2、2螺母設計與計算7選取螺母材料7確信螺母高度K及螺紋工作圈數u72.2.1 求螺母高度72.2.2 螺紋工作圈數u72.2.3 螺母實際高度H，8校核螺紋牙強度82.3.1 螺紋牙的剪切強度和彎曲強度計算8安裝要求92.4.1螺母的相關尺寸算93托杯的設計與計算9托杯的尺寸計算94手柄設計與計算10手柄長度Lp10手柄直徑dp11結構125底座設計126參考文獻141螺桿的設計與計算螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角a=30°,梯形螺紋的內外螺紋以錐面貼緊不易松動。故選梯形螺紋，它的基本牙形按GB/選梯形螺紋2005的規定。選

3、取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。此題選45鋼。選45鋼確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑也。求出左后，按標準選取相應公稱直徑d、螺距p及其它尺寸。兇根據國家規定注中取隹（梯形螺紋）；h二;查教材表, 句取23Mpa兇. a故，&N千斤頂設計計算和說明結果計算及說明a一一d = 40mm查機械設計手冊，d取40mm.p=7mmdi=32mmd 尸 31.5mm則p=7mm,di=d-8=32mmd產di-二二31.5mmd2=36.5mm自鎖驗算ck=36.5mm自鎖條件是-wq式中：為螺紋中徑處升角；啟為當量摩擦角(當量摩擦角啟二arctan5為保證自鎖

4、，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小查教材表，內取=Urctan(np/d2)=arctan(1歡回故，斡p4結構如下圖：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ck的大小根據手柄直徑dp決定，十。為了便于切制螺紋，螺紋上端應設有退刀槽。退刀槽的直徑a應比螺桿小徑出約小0.5mm。退刀槽的寬度可取為。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應有倒角或制成稍小于&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。其中:=10.5mmDim=d=x40=72mmd二二

5、60mm7=-m國二 355MpaQ二Hi+H'=260+63=323mm=10mm螺桿強度計算對受力較大的螺桿應根據第四強度理論校核螺桿的強度。強度計算方法參閱教材公式，w。其中扭矩回=65xl03tan'+)x回式中：為螺紋中徑處升角，口為當量摩擦角。查手冊,45鋼,同二355MPa可二砰查手冊表3-8,di=d-8=32mm故,=Wo二穩定性計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩,為此應按穩定性條件驗算螺桿的穩定性。典/尸之4/=xio-8m4螺桿的臨界載荷總與柔度人有關，九二/；為螺桿的長度系數，與螺桿的端部結構有關，/為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近

6、似取/=+5t+d,/為螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積A二九&74,則3(/為螺桿危險截面的軸慣性矩)當螺桿的柔度兀40時，可以不必進行穩定性校核。計算時應注意正確確定。/=810 3m(1)計算螺桿危險截面的軸慣性矩/和/=335mm四二2F=200GPa940R.二X1O3N1. 7.1計算柔度(2)求起重物后托杯底面到螺母中部的高度/=”+5p+d=240+5x7+x40(3)計算柔度查教材，笈取2(一端固定，一端自由)查手冊表1-6,£取200GPaK-/.1Hi二區一選青銅1.7.2穩定性計算(1)計算臨界載荷尾叫回穩定性計算國一2.螺母設計與計算選取螺母材

7、料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，其內孔澆注青銅或巴氏合金。此題選青銅u = <10u'二確定螺母高度，及螺紋工作圈數U螺母高度'二次2.螺紋工作圈數因考慮退刀槽的影H'= 63mm響，實際螺紋圈數二u+（應圓整）。考慮到螺紋圈數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do螺母高度由下式計算：H=urpo1.1.1 1求螺母高度EH'二夕必=XX1O31.1.2 螺紋工作圈數uu' = u +應圓整,取91.1.3 螺母實際高度H'=u'p=9x7=63mm校核螺紋牙強度一般螺

8、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1-3o必要時還應對螺母外徑上進行強度驗2. 3.1螺紋牙的剪切強度和彎曲強度計算螺紋牙的剪切強度和彎曲強度條件分別為:antaittxvm1|1asnrsu*-3查表，匕二（梯形螺紋）ih二40-60Mpa安裝要求螺母壓入底座上的孔內，圓柱接觸面間的配合常采用兇或兇等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉動，還應裝置緊定螺釘（圖11）,緊定螺釘直徑常根據舉重量選取，一般為612mmo2.4.1螺母的相關尺寸計算查手冊D=d+l=41mm內螺紋小徑Di=d-7=33mmD

9、產D二x41D尸D?<30-40Mpa40-60Mpa合格03=69.7mm圓整D3=70mmDj=91mma=21mmDio=98mmDn=26mmDi3=72mmDi2=69mmr=x70H'=63mma=H73=63/3=21mm3.托杯的設計與計算托杯的尺寸計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結構尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現相對滑動，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。當螺桿轉動時，托杯和重物都不作相對轉動。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，

10、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。國w0（式1-1）合格式中：。許用壓強，應取托杯與螺桿材料的小者。Dio=d二QDn=)d=QDi?二d二或D】jD13-(24)故網w嗎（嗎23Mpa）選Q2354.手柄設計與計算手柄材料常用Q235和Q215。a手柄長度4板動手柄的力K-i矩：二7；+Tia"一“"71=-m則網"2)(式1-式中：K-加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，約為150,100-150No-250N,工作時間較長時為石二m二二1186mmR螺旋副間的摩擦阻力矩,a=65xl03tan+)x區7.托杯與軸端支承面的摩擦力矩，El

11、f 1277mmh石二(Dk+DQ(f查手冊取=(69+26)xx65/4|1CS5ST4X-則網二a手柄計算長度。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呼(50150)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。因此，手柄實際長度國*同+回dp=30mm手柄直徑&把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑dp,其強度條件為（式1-3）故dpN=28.33mmdp取30mm式中：司手柄材料許用彎曲應力,當手柄材料為Q215和Q235時，殍=120Mpa,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（圖16）,并用螺釘或釧合固定。dp圖中尺寸胛=10mmdp+(68)=dP+8=38mm5.底座設計底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）,鑄件的壁厚8不應小于812mm,為了增加底座的穩定性，底部尺寸應大些，因此將其外形制成1：10的斜度。底座結構及尺寸如圖17a一”Hi=260mmD=41D6=78mmD產130mmDe=241.5mm圓整D產242mm圖中Hi=H+(1428)mm=240+20=260mmH-a=63-21=42mmD=d+l(查手冊)=40+1D6=D3+(510)mm=72+6Dz=De+叩8+巴式中：aP底座下枕墊物的許用擠壓應力。對于木材，取