千斤顶课程设计螺旋千斤顶.doc

螺旋千斤顶
设计计算说明书
院系工程技术学院
专业年级 2012级机制3班
设计者吕明浩
学号 0134
指导教师李华英
成绩
2014年10月 1日
螺旋千斤顶设计任务书
学生姓名
吕明浩
专业年级
2012级机械设计制造及其自动化
设计题目: 设计螺旋千斤顶
设计条件:
1、最大起重量F = 20kN;
2、最大升距H =150 mm。
设计工作量:
绘制出总装配图一张,标注有关尺寸,填写标题栏及零件明细表;
编写设计计算说明书一份。
指导教师签名: 2014 年 10 月 1日
螺旋千斤顶设计过程
千斤顶一般由底座1,螺杆4、螺母5、托杯10,手柄7等零件所组成(见图1―1)。螺杆在固定螺母中旋转,并上下升降,把托杯上的重物举起或放落。
设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的,其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的,必要时才进行强度验算。
螺旋千斤顶的设计步骤如下:
计算项目
计算及说明
计算结果




螺纹有矩形、梯形与锯齿形,千斤顶常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角α=30º,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动;它的基本牙形按GB/—2005的规定。千斤顶的自锁行能要好,所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹。
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是55钢。
按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后,按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。
计算过程:
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]。
(文献:机械设计)
由于,所以有;(文献:机械设计)
对于等腰梯形螺纹,,有,~,
因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动,所以两者的材料均选为钢,由查表可知,许用压力[p]取为10MPa。
牙形角α=30º的单线梯形螺纹
螺杆材料:55钢
=
[p]=10MPa

螺杆螺纹中径,根据求得的此螺纹中径,查表GB/—2005和表GB/—2005有:
(文献:机械设计手册)
公称直径,螺距,螺杆小径,螺杆中径,螺母大径,螺母小径,螺母中径,螺母高度,旋合圈数。
自锁条件是y≤jv
式中:y为螺纹中径处升角;rv为当量摩擦角(当量摩擦角rv=arctanmv,为保证自锁,螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°)。
(文献机械设计)
:当量摩擦系数;:摩擦系数;:牙侧角,。
摩擦系数由查表可知,,由于千斤顶的运动速度是很低的,所以摩擦系数按起动时区最大值0..17。
至少为,所以有,符合自锁条件。
螺杆尺寸:
P=10mm
螺母尺寸:
符合自锁条件
(见图1―2)
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dk的大小根据手柄直径dp决定,dk≥。由后面的计算可知手柄的直径=25mm,所以。
为了便于切制螺纹,螺纹上端应设有退刀槽。~。。
=15mm。
为了便于螺杆旋入螺母,螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出,在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986),挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。
=15mm

对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公式(),其中扭矩,式中为螺纹中径处升角,为当量摩擦角。
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度:
或(文献机械设计)
F(N)螺杆所受的轴向压;A():螺杆螺纹的危险截面面积; ():螺杆螺纹段的抗扭截面系数;(mm)螺杆螺纹小径;T();[s](MPa):螺杆材料的许用应力,由前面可知螺杆的材料是55号钢,查表得其屈服强度,所以其许用应力,由于千斤顶的载荷是稳定的,许用应力取最大值有。
计算:
则有:
,符合强度计算的条件。
,符合强度计算的条件。

2. 螺母设计与计算

细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳,为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。Fcr / F ³ ~ 4。螺杆的临界载荷Fcr与柔度λs有关,λs=m l/i,m为螺杆的长度系数,与螺杆的端部结构有关,l为举起重物后托杯底面到