课程设计--螺旋千斤顶设计

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1、螺旋千斤顶设计专业：机械工程及其自动化班级：机自1007班学号：1姓名：陈学宇起重量：10KN起重高度：350mm2012.10.3113目录第一章设计题目及材料选择21.1设计要求21.2主要零件的常用材料21.3千斤顶示意图2第二章螺杆的设计计算32.1螺杆材料及牙型选择32.2耐磨度的计算32.3验证螺纹的自锁条件42.4螺杆强度的校核42.5稳定性计算52.6螺杆其他结构设计6第三章螺母的设计计算73.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u73.2校核螺纹牙强度73.3螺母的其他设计要求8第四章托

2、杯的设计与计算9第五章手柄的设计和计算105.1手柄的材料105.2手柄的长度105.3手柄直径d手柄105.4手柄结构11第六章底座的设计126.1底座的材料126.2底座数据计算12参考文献：1313第一章设计题目及材料选择1.1设计要求设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。起重量为10000N，起重高度为350mm，材料自选.。1.2主要零件的常用材料（1）螺杆材料选择：45号钢，采用带有外螺纹的杆件（2）螺母材料选择：青铜，带有内螺纹的构件（3）底座材料选择：灰铸铁HT100，带1

3、：10斜度（4）托杯材料选择：Q235（5）手柄材料选择：Q2151.3千斤顶示意图13第二章螺杆的设计计算2.1螺杆材料及牙型选择选用45号钢，螺杆螺纹类型选择梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=300，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GB5796.1—86的规定。2.2耐磨度的计算滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限

4、制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。假设作用于螺杆的轴向力为Ｆ（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A（），螺纹中径为小（），螺纹工作高度为H（），螺纹螺距为P（），螺母高度为D（），螺纹工件圈数为u＝H/P。则螺纹工作面上的耐磨性条件为：（书本5-41）令，则代入上式得：（书本5-42）对于梯形螺纹，，则：（书本5-43）取，对钢-青铜螺旋副，,代入数据得：，根据梯形螺纹国家标准摘自（B/T5796.3-1986）选取螺纹其基本参数为：计算螺母

5、的螺纹圈数，并求出高度螺纹工作圈数，考虑到退刀槽影响，取=7<10,满足设计要求132.3验证螺纹的自锁条件千斤顶有自锁要求，自锁条件为：　　其中式中：为螺纹升角；为摩擦系数；为牙侧角取，代入计算得:;因为，故满足自锁条件2.4螺杆强度的校核螺杆工作时承受轴向压力Ｆ和扭矩T的作用。螺杆危险截面上既有压缩应力；又有切应力。根据第四强度理论求出危险截面的计算应力，其强度条件为：或（书本5-47）其中螺杆所受的扭矩，式中：A—螺杆螺纹段的危险截面面积；；—  螺杆螺纹小径，—螺杆螺纹段的抗扭截面系数，，－

6、螺杆材料的许用应力，强度校核：13，因此满足强度要求。2.5稳定性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。螺杆的临界载荷Fcr与柔度λs有关，λs=ml/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螺母中部的高度，可近似取l＝H+5t+(1.4~1.6)d，i为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A=pd12/4，则(I为螺杆危险截面的轴惯性矩)当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。2.5.1计

7、算柔度（1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I和i（2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度l(3)计算柔度查教材，μ=0.6(一端固定，一端不完全固定)λs=ml/i=61.9352.5.2稳定性计算（1）计算临界载荷Fcr13所以：，满足稳定性要求。2.6螺杆其他结构设计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。手柄孔径的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp十0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端设有退刀槽。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

8、时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。退刀槽选择2P=8mm。13第三章螺母的设计计算螺母材料一般可选用青铜，耐磨性较好。3.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u螺母高度H=φd2（H应圆整为整数）螺纹工作圈数，考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d。3.2校核螺纹牙强度螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。如图5-44所示，如果将一圈螺纹沿螺母的螺纹大径D处展开，则可看作宽度为π