螺旋千斤顶设计方案.doc

螺旋千斤顶设计方案 班级 A05机械（2）姓名 金煊学号 050101237指导老师 章海2007.11目录一 千斤顶设计任务分析31.1 千斤顶载荷Q及起重高度L31.2 螺旋传动的特点、结构及材料31.3 千斤顶组成3二 千斤顶总体示意图4三 各部件参数设定及强度校核53.1 螺母材料、尺寸的选定及校核53.1.1 螺母材料及尺寸的基本参数53.1.2 螺纹牙的强度校核53.1.3 螺纹自锁性校核63.1.4 螺母其他尺寸设定63.1.5 螺母凸缘强度校核73.2 螺杆材料、尺寸的设定及强度校核73.2.1 螺杆材料选取及强度计算73.2.2 螺杆稳定性校核83.3 底座及机架材料的选定及校核93.3.1 底座及机架基本参数与结构的设定93.3.2 底座内外径的设定93.4 托杯的材料及尺寸的设定103.4.1材料及尺寸的设定103.4.2强度校核103.5 手柄材料及尺寸的设定113.5.1 手柄材料及长度的选定113.5.2 手柄直径的选定113.6 其他保险零件的选定113.6.1螺杆及手柄处挡圈及螺杆上端螺钉选取113.6.2 底座与螺母间紧定螺钉得选取12四 设计结果（主要参数列表）13五 参考文献14一 千斤顶设计任务分析1.1 千斤顶载荷Q和重高度L已知条件：最大载荷Q=60000KG 起重高度L=180mm 手动分析已知可得：（1）Q=60KN （2）因为设计的千斤顶是手动，故对螺纹的精度要求不高。可以采用9级梯形螺纹。 （3）可选用45钢作为千斤顶材料，调质HB=217255,=315(课本P362表15-1) (4)千斤顶的组成:A)螺纹B)螺母:为青铜或球墨铸铁C)底座:HT180灰铸铁E)手柄D)其他保险圈,螺钉等1.2材料选择因为设计的千斤顶是手动的，故对螺纹的精度要求不是很高。因此采用9级梯形螺纹，材料为45钢。 1.3千斤顶组成A 螺母 、 B 螺杆 、C 拖杯 、D 底座（机架）、E 手柄 、F 其他保险零件（垫圈、螺钉等）本文由闰土服务机械外文文献翻译成品淘宝店整理二 千斤顶总体示意图三 各部件参数设定及强度校核3.1 螺母材料、尺寸的选定及校核3.1.1 螺母材料及尺寸的基本参数螺母材料：铸铝青铜（ZCuAl9FeNi4Mn2）。材料耐磨性好，强度高，适用于低速重载的传动。查表512得材料 P=18-25MPa 取P=20MPa 。对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取1.22.5 ，取2。由式543，对于梯形螺纹，中径 。查机械设计手册，选取Tr326螺纹基本参数（mm）：3.1.2 螺纹牙的强度校核螺母高度工作圈数 计算螺纹根部弯曲强度校核公式由式549：其中对于梯形螺纹,代入得： 查表513： 。 故合适。计算螺纹根部剪切校核由式548：查表513： 。 故合适。3.1.3 螺母其他尺寸设定凸缘尺寸的设定 ：由抗压强度求凸缘外径 由表513得：，则，取。代入得： 。取。 取 。取。螺母结构设计： 3.1.4螺母凸缘强度校核凸缘与底座接触表面的挤压强度： 故合格。其中。凸缘根部的弯曲强度：，故合格。其中。凸缘根部被剪断的情况较少发生，故强度计算从略。3.2 螺杆材料、尺寸的设定及强度校核3.2.1 螺纹自锁性校核螺纹的自锁条件需满足查表512得：f=0.09 梯形螺母故 又 得. 故自锁，安全。3.2.2 螺杆材料选取及强度计算螺杆材料：45钢 调质 。查表151： ，据表513： ，校核螺杆强度，根据第四强度理论求出危险截面计算应力，；其中 ， ， 。代入数据=102.5MPa , =39.4MPa 。得： ，故不太安全。改进方法：1 选用40CrNi调质钢 ；2 增大螺杆尺寸。选用改进方法1 采用40CrNi调质钢 ，由表151： 毛坯尺寸100mm , ,安全。故确定采用40CrNi调质钢及以上强度钢。3.2.3 螺杆稳定性校核查表514： 螺杆的长度系数在一端固定，一端自由时为 。 螺杆工作长度： ，螺杆的柔度： 代入得： ,为中柔度杆，故不能用欧拉公式计算。由经验公式得： 查经验公式直线公式的系数得： ，代入数据得： 。由螺杆的稳定性条件 其中对于传力螺旋 。符合螺杆稳定性条件。螺杆两断各钻M10的螺孔，用于安装挡圈。螺杆结构设计： 3.3 底座及机架材料的选定及校核3.3.1 底座及机架基本参数与结构的设定查机械设计手册，工程材料选用金属材料性能与特性，用HT150HT200灰铸铁都可，适用于重载低速等情况。抗拉强度180MPa,抗弯强度240MPa 。机架厚度与斜度：厚可取 ，取。斜率可取 ，取 。3.3.2 底座内外径的设定底座内径 ，L起重高度180；计算得： ，可取底座外径D6通过挤压强度求出： 由表56得到，当接触表面为混凝土时，取，求得： 机架总高：螺母下沿（69-26mm）+(1020mm),取.机架及底座结构设计： 3.4 托杯的材料及尺寸的设定3.4.1材料及尺寸的设定查机械设计手册，托杯可选用的材料有Q235，Q275或35，45或铸铁均可。选用Q235钢，毛坯100mm, 。壁厚，取，斜率，取 。，托杯高度，托杯开口宽度。3.4.2强度校核对托杯下底面尺寸d0进行强度校核：查表56，钢对钢，代入数据算得：。故强度合格。托杯的结构设计： 3.5 手柄材料及尺寸的设定3.5.1 手柄材料及长度的选定手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#调质钢均可。现取用Q235钢。手柄长度的选定：拧紧力矩T等于螺旋副间摩擦力矩T1和托杯与螺杆上端支撑面的摩擦阻力矩T2之和，其中为接合面的摩擦系数，查表55得：0.10.16，取0.15 ，为支撑面的摩擦半径 ，人力一般可以取150250N，考虑到持久耐力性取150N，计算得到手柄有效长度。手柄实际长度可取。手柄一端钻M10的螺孔，用于安装挡圈。3.5.2 手柄直径的选定由弯曲强度计算 得： 取整理计算得 ： 取。3.6 其他保险零件的选定 3.6.1螺杆及手柄处挡圈及螺杆上端螺钉选取手柄一端可自由拆卸，故只用一个挡圈。直径,螺钉可取M6M10。现取M10。螺杆上端挡圈，螺杆下端挡圈。其中螺杆两端螺钉都取M10。3.6.2 底座与螺母间紧定螺钉得选取 底座与螺母间紧定螺钉可以选取M8。适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合。四 设计结果（主要参数列表）一 螺母材料：铸铝青铜（ZCuAl9FeNi4Mn2），Tr427 螺纹基本参数（mm）： ，下断尺寸，凸缘，上断尺寸。二 螺杆螺杆材料：40Cr调质钢及以上强度钢，如20CrNi, 40CrNi等，螺杆尺寸（mm）： 三 底座底座材料：用HT150HT200灰铸铁都可，尺寸：厚度，斜率，底座内径，底座外径，机架总高：。四 托杯壁厚 ，斜率，下端尺寸： ， ，托杯高度，托杯开口宽度。五 手柄手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#调质钢均可，手柄实际长度可取，手柄直径。六 其他保险零件手柄挡圈：直径,螺钉取M10。螺杆上端挡圈，螺杆下端挡圈，其中螺杆两端螺钉都取M10。底座与螺母间紧定螺钉可以选取M8。五 参考文献1 机械设计第八版 濮良责 纪名刚 2006.05 高等教育出版社。2 机械设计课程设计图册 龚桂义 高等教育出版社。3 机械设计手册 电子版V2.0