千斤顶课程设计书螺旋千斤顶.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 2220********** 指导教师李华英成绩 201 4年 10月 1日 1 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: 1、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; 2、编写设计计算说明书一份。指导教师签名: 2014 年10月1日 2 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。 3 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 1. 螺杆的设计与计算 螺杆螺纹类型的选择 选取螺杆的材料 确定螺杆直径螺纹有矩形、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=30 o, 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=30 o 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 d 2 。求出 d 2 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] 。][ 22phH d FP hu d FA Fp??????(文献:机械设计) 由于 2d H??, 所以有][ 2ph FP d???;( 文献: 机械设计) 对于等腰梯形螺纹,?,有][ 2p Fd??,?一般取 ~, 所以此处?取 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=30 o的单线梯形螺纹螺杆材料: 55钢?= [p]=10MPa 4 自锁验算螺杆螺纹中径 mm d 955 . 25 10 20000 2???, 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 mm d 32 ?, 螺距 mm P 10 ?, 螺杆小径 mm dd 21 11 1???, 螺杆中径 mm mm dd 955 . 25 27 5 32 5 2??????,螺母大径 mm dD 33 1 32 1?????, 螺母小径 mm dD 22 10 32 10 1?????, 螺母中径 mm dD 27 22??, 螺母高度 mm dH3. 51 27 2?????, 旋合圈数(圈) 圈 10 )(6 13 .5????P Hu 。自锁条件是?≤? v 式中: ?为螺纹中径处升角; ? v 为当量摩擦角(当量摩擦角? v =arctan ? v, 为保证自锁, 螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小 1°)。?????f f arctan cos arctan ???( 文献机械设计) ?f : 当量摩擦系数; f : 摩擦系数; ?:牙侧角, ???15 2/??。摩擦系数 f 由查表可知, 17 .0~ ?f ,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 。?????? 26 .7 25 14 .3 10 1 arctan arctan 2d nP ??????? 98 .9 97 .0 10 .0 arctan cos arctan ????f?至少为?8 ,所以有????? 98 .9 88 .7 ???,符合自锁条件。螺杆尺寸: P=10mm mm d 32 ? mm d 21 1? mm d 27 2?螺母尺寸: mm D33 ? mm D 22 1? mm dD 27 22?? mm ?6?u???15 2/?? 17 .0?f??26 .7??? 98 .9 ??符合自锁条件 5 结构(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 d k 的大小根据手柄直径 d p决定, d k≥d p十 。由后面的计算可