螺旋千斤顶设计说明书.doc

机械设计课程
《螺旋千斤顶》设计说明书
学生姓名
学院名称
专业
学号
2011年 11 月 20 日
机械设计
大型作业
编号
03
螺旋千斤顶作业任务书
姓名专业年级班级
设计完成日期 2011 年 11 月 20 日
指导教师
一、题目:螺旋千斤顶
原始数据:
题目
设计方案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
最大起重量F(KN)
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
最大起升高度H(mm)
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
二、机构简图
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
目录
一、螺纹的设计与计算


3. 螺纹直径



二、螺母的设计与计算

’


三、螺杆稳定性验算
四、托杯设计与计算
五、手柄的设计与计算




六、底座设计
七、千斤顶的效率
计算及说明
结果
螺旋千斤顶主要零件:螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。
设计的原始数据:最大起重F=30KN、最大升起高度H=170mm。
螺旋千斤顶的设计步骤如下:
螺杆的设计与计算:
(1)螺纹的牙型
选用矩形螺纹,采用内径对中,配合选H8/h8,在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。
螺杆的材料
选用Q255-——《现代工程材料成型与机械制造基础》孙康宁 P80
螺杆直径
螺杆工作时,同时受压力与扭矩的作用,因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径,即:

查式中螺杆的屈服极限=255MPa,由于Q255是塑性材料,取安全因数n=2,得许用压应力=,取整数=130MPa。
——《材料力学》王世斌亢一澜 P19、P28
原始数据
F=30KN
H=170mm
配合选H8/h8
螺杆的材料选Q255
,取=21mm。
根据经验公式,得P=5mm。
参考梯形螺纹标准,螺纹牙型高h=,得h=。
d圆整为整数后,取=26-5=21mm。
自锁验算
在考虑众多因素后,实际应满足的自锁条件为:

由 n=1,p=5mm,==
得tan= Ψ= ——《机械原理与机械设计》张策 P38
当量摩擦角=arctan ,在有润滑油情况下=,得=
Ψ<-1,验证结束,左边小于右边,达到自锁条件。
——《机械原理与机械设计》张策 P71
结构
手柄孔径根据手柄直径决定,。
根据后面手柄部分的计算得到=22mm,所以=。
退刀槽的直径比小,取值为19mm。
=。
螺杆的强度校核
对Q255进行压应力校核,Q255许用弯曲应力=120MPa,从后面的计算中得到数值,如下公式:
<120MPa,符合该压力下的强度要求。
螺母的设计与计算
(1)材料
螺母的材料选择Q235
螺纹圈数Z与高度,螺母的圈数通常是根据螺纹牙间强度条件求出,即:
螺杆直径取21mm
符合自锁条件

螺杆的强度校核符合要求
螺母的材料选择Q235
式中:螺纹中径=,螺纹牙高度h=,[p]=13Mpa,

螺纹牙的强度计算
螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为:=98MPa,
螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为:=400MPa,
式中,a为弯曲力臂,l=(D-D2)/2
得——《机械原理与机械设计》张策 P437
对于矩形螺纹b=,在条件Z10的条件下,取Z=6。
考虑到退刀槽的影响,实际螺纹圈数为:=
所以得到螺母的高度:=。
螺母其他尺寸(如图):=,=
=

螺母与底座的配合
螺母压入底座上的孔内,圆柱面的配合采用H8/n7,为了方便安装,应在螺母下端和底座孔上端制出倒角,紧固螺钉的直径取M8。
螺杆稳定性验算
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:

式中d为大径,d=26mm,得l=170++=