简单千斤顶设计说明书.doc

简单千斤顶设计说明书
目录
第一章设计题目及材料选择 2
设计要求 2
主要零件的常用材料 2
千斤顶结构示意图 2
第二章螺杆的设计计算 3
3
3
4
4
5
6
第三章螺母的设计计算 6
6
7
7
第四章托杯的设计与计算 8
第五章手柄设计与计算 8
8
8
9
9
第六章底座设计 10
第一章设计题目及材料选择
设计要求
设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。起重量为40000N,起重高度为200mm,材料自选.。传力螺旋传动要求以小的扭矩产生较大的轴向推力,一般为间歇性工作,每次的工作时间较短,工作速度也不高,通常有自锁能力,所以千斤顶设计采用此结构。
主要零件的常用材料
螺杆:45# 钢,采用带有外螺纹的杆件
螺母:青铜,带有内螺纹的构件
底座:灰铸铁 HT200 带1:10斜度
手柄:Q235
千斤顶结构示意图
图1:千斤顶示意图
第二章螺杆的设计计算

选用45#钢,螺杆螺纹类型选择梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角α=300,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动;—86的规定。

滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力,压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此,滑动螺旋的耐磨性计算,主要是限制螺纹工作面上的压力p,使其小于材料的许用压力[p]。假设作用于螺杆的轴向力为F(N),螺纹的承压面积(指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积)为A(),螺纹中径为小(),螺纹工作高度为H(),螺纹螺距为 P(),螺母高度为 D(),螺纹工件圈数为 u=H/P 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为:
令,则代入上式得:
对于梯形螺纹,,则:
式中,为材料得需用压力,单位为,取=20,。代入计算得:
根据梯形螺纹国家标准(GB5796-86),以及螺杆稳定性的初步估算,选取以下参数的梯形螺纹:公称直径d=28螺距P=8;螺纹小径;;
[1]
[2]
由此:螺母高度
查阅有关技术手册知螺杆退刀槽直径;
退刀槽宽度
螺纹工作圈数,满足设计要求。

千斤顶有自锁要求,自锁条件为:
其中
式中:为螺纹升角;为摩擦系数;为牙侧角。
取,代入计算得:
有,故满足自锁条件

螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩T的作用。螺杆危险截面上既有压缩应力;又有切应力。根据第四强度理论求出危险截面的计算应力,其强度条件为:
其中螺杆所受的扭矩,
式中:A —螺杆螺纹段的危险截面面积; (因为,故退刀槽处为危险面);
—   退刀槽直径,
[1],
[2]
—螺杆螺纹段的抗扭截面系数,,
-螺杆材料的许用应力,
强度校核:
,因此满足强度要求。

对于长径比大的受压螺杆,当轴向压力F大于某一临界值时,螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此,在正常情况下,螺杆承受的轴向力F必须小于临界载荷,则螺杆的稳定性条件为:
式中:——螺杆稳定性的计算安全系数;
      -螺杆稳定性安全系数,对于传力螺旋(如起重螺杆等),=~
     ——螺杆的临界载荷;
[1]
计算螺杆柔度:,此处,μ为螺杆的长度系数,设计时取μ=2 为螺杆的工作长度,当螺杆一端以螺母支承时,则以螺母中部到另一端支点的距离,作为工作长度;为螺杆危险截面的惯性半径,
;
图2:螺杆结构示意图
所以,
故应用欧拉公式计算临界载荷:
式中:E——螺杆材料的拉压弹性模量,;
      I——螺杆危险截面的惯性矩,
代入数据计算得:
所以:,满足稳定性要求。

螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7,因此需要加大直径。手柄孔径的大小根据手柄直径dp决定,dk≥dp十