机械设计千斤顶设计.docx

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机制081胡凯雷3080611009
5—11设计简单千斤顶的螺纹和螺母的主要尺寸。起
重量为20000N,起重高度为150mm,材料自选。
解：1.、螺杆的设计与计算
选用材料。
螺杆材料选用45号钢，&=300M=—1==
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螺杆的长度系数:按一端自由,一端固定考虑,取
卩=2
螺杆的柔度：九=巴=兰兰=

因此本例螺杆40v九＜100，为中柔度压杆,其失稳时的临界载荷s
按欧拉公式计算得


64
(2x215y

20
=>—
所以满足稳定性要求.
2、螺母的设计与计算
选取螺母材料螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金，次选青铜。此螺母要兼作支撑，因选9=,所以
H=9d==
2
：z=—=54=
P5
螺纹圈数最好不要超过10圈,因此宜作调整.
一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距P,而本螺杆直径的选定以抗压强度计算结果为准,耐磨性已相当富裕,所以可适当减低螺母高度.
现取螺母高度H=50mm,则螺纹圈数z=10，满足要求.
(2)螺纹牙的强度计算.
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根据教材表5—13,对于青铜螺母卜]=30—40MPa,这里取
k]=30MPa，由教材式(5--50)得螺纹牙危险截面得剪切应力为
F
T=—
兀Dbu
20000

=<
[t]
满足要求.
螺母螺纹根部一般不会弯曲折断,通过可以不进行弯曲强度校核.
安装要求
螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用H8或H8等配合。为了安
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装简便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6〜12mm
螺母的相关尺寸计算
a*=(-L4)Da
查手册D=d+1=25mm内螺纹小径D1=d-7=17mmD3=(~)D
=
D4=(〜)D3
=
H=54mm
a=H/3=54/3=18mm
3、托杯的设计与计算
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成。
为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。
当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
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p=F<p］（式1-1）
兀（D：2—D?
4
式中：［p］——许用压强，应取托杯与螺杆材料［p］的小者。
D10=（~）d
=
D11=(~)d=
D13=(~)d=
D12=D13-(2~4)
故p=-<[p]
兀(D2—D2)
1211_
4
=20000
(—)
4
4、手柄设计与计算
.1、手柄材料
常用Q235和Q215。
2、手柄长度L
P
板动手柄的力矩
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一”一I~
K气=T1+T2
则L=Ti+-(式
pK
1-2)
式中：K——加于手柄
臂力，间歇工作时，约为
作时间较长时为100〜
—
i
———
丄—，
Di]j——t
D19
-Dts-(2*1)m)Pm-
上一个工人的
150〜250N，工
150N。
T——螺旋副间的摩擦阻力矩，
T=Ftan®+p)-d2。
1v2=20x103tan(°+°)-3
2
t2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩，
T2=(D12+D11)fF/4。()
=(40+16)
则L=T1+TpK
=+
230
手柄计算长度L是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头p
部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上Di3+(50〜150)mm。2
手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。
因此，手柄实际长度L'=L+2+55
pp2
3、手柄直径d
p
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径d，其强度条