各專業全套優秀畢業設計圖紙螺旋千斤頂設計計算說明書院系工程技術學院專業年級2009級機制2班設計者肖先華學號222009322210154指導教師楊玲成績2011年12月1日螺旋千斤頂設計計算說明書1螺旋千斤頂設計任務書學生姓名肖先華專業年級2009級機械設計制造及其自動化設計題目設計螺旋千斤頂設計條件1、最大起重量F35KN；2、最大升距H180MM。設計工作量繪制出總裝配圖一張，標注有關尺寸，填寫標題欄及零件明細表；編寫設計計算說明書一份。指導教師簽名年月日螺旋千斤頂設計計算說明書2目錄1螺桿的設計與計算311螺桿螺紋類型的選擇312選取螺桿材料313確定螺桿直徑314自鎖驗算416螺桿強度計算517穩定性計算5171計算柔度6172計算穩定性62螺母設計與計算721選取螺母材料722確定螺母高度H及螺紋工作圈數U7221求螺母高度H7222螺紋工作圈數U7223螺母實際高度H823校核螺紋牙強度824結構要求83托杯的設計與計算94手柄設計與計算1041手柄材料1043手柄直徑DP1144結構125底座設計12螺旋千斤頂設計計算說明書3螺旋千斤頂設計計算及說明結果1螺桿的設計與計算11螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角30，梯形螺紋的內外螺紋以錐面貼緊不易松動。故選梯形螺紋，它的基本牙形按GB/T579612005的規定。12選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。13確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑D2。求出D2后，按標準選取相應公稱直徑D、螺距P及其它尺寸。D2HF根據國家規定1225，取15（梯形螺紋）；H05P；查教材表512，P取20MPA，又由于1525,則P可提高20，所以P1202024MPA。故，D2245PHF查機械設計手冊，D取28MM則P5MM，D1225MMD2255MM選梯形螺紋選45鋼D28MMP5MMD1225MMD2255MM螺旋千斤頂設計計算說明書414自鎖驗算自鎖條件是V，式中為螺紋中徑處升角；V為當量摩擦角（當量摩擦角VARCTANV，但為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1。查教材表512，F取009ARCTANNP/D2ARCTAN16/3142554285VARCTAN（F/COS）ARCTAN009/COS30/25323故，V1滿足自鎖條件15結構如下圖（12）螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7，因此需要加大直徑。手柄孔徑DK的大小根據手柄直徑DP決定，DKDP十05MM。為了便于切制螺紋，螺紋上端應設有退刀槽。退刀槽的直徑D4應比螺桿小徑D1約小0205MM。退刀槽的寬度可取為15T。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應有倒角或制成稍小于D1的圓柱體。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈GB/T8911986，擋圈用緊定螺釘GB/T682000固定在螺桿端部。其中15T15P75MMD422MMD131719D1828504MM4285V5323V1滿足自鎖條件15T75MMD422MMD135041416D42MM025D7MMD61036MM螺旋千斤頂設計計算說明書51416D1528MM42MM025D02528MM7MMD61028836MM16螺桿強度計算對受力較大的螺桿應根據第四強度理論校核螺桿的強度。強度計算方法參閱教材公式547，CA212431DTFA其中扭矩35103TAN42855323255/2NMM75541NMM式中為螺紋中徑處升角，V為當量摩擦角。AD/4314225/44303查手冊表27，45鋼，355MPAS10142MPA53S4故，CA2257413018712MPA10142MPA滿足強度條件17穩定性計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩，為此應按穩定性條件驗算螺桿的穩定性。T75541NMM355MPAS10142MPACA8712MPACA滿足強度條件2TANTV螺旋千斤頂設計計算說明書6FCR/F254螺桿的臨界載荷FCR與柔度S有關，SL/I，為螺桿的長度系數，與螺桿的端部結構有關，L為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取LH5T1416D，I為螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積AD12/4，則I為螺桿危險截面的軸慣性矩4AI當螺桿的柔度S40時，可以不必進行穩定性校核。計算時應注意正確確定。171計算柔度（1）計算螺桿危險截面的軸慣性矩I和II12574164D52345625MM1AII（2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度LLH5T1416D180551528247MM3計算柔度查教材表514，取2一端固定，一端自由SL/I878240，所以需要進行穩定性校核。62547172計算穩定性（1）計算臨界載荷FCR查教材公式551，E206105MPAI125741I5625MML247MM2E206105MPAS8782螺旋千斤頂設計計算說明書7FCR1046525N25224710613LEI2穩定性計算325450146FCR滿足穩定性條件2螺母設計與計算21選取螺母材料螺母材料一般可選用青銅，對于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內孔澆注青銅或巴氏合金。22確定螺母高度H及螺紋工作圈數U螺母高度HD2，螺紋工作圈數，考慮退刀槽的影PH響，實際螺紋圈數UU15U應圓整。考慮到螺紋圈數U越多，載荷分布越不均，故U不宜大于10，否則應改選螺母材料或加大D。螺母高度由下式計算HUP。221求螺母高度HHD2152553825MM222螺紋工作圈數U76510，符合要求PU5238UU1576515915FCR1046525N3254CR滿足穩定性條件選青銅U765U9螺旋千斤頂設計計算說明書8U應圓整,U取9223螺母實際高度HHUP9545MM23校核螺紋牙強度一般螺母的材料強度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強度。螺母的其它尺寸見圖13。必要時還應對螺母外徑D3進行強度驗算。查教材公式548,549，螺紋牙的剪切強度和彎曲強度條件分別為；DBUFBUDFL26式中B為螺紋牙根部的厚度，對于梯形螺紋，B065P325MM為彎曲力臂，（DD2）/215LL查手冊表38，DD05285MM,D2255MM查表513，取35MPA,取50MPAB故，BUF925381401337MPA35MPAUDBL269253814103702MPA50MPA滿足強度條件24結構要求螺母壓入底座上的孔內，圓柱接觸H45MM1337MPA3702MPA滿足強度條件螺旋千斤頂設計計算說明書9面問的配合常采用或等配合。78RHN為了安裝簡便，需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉動，還應裝置緊定螺釘（圖11），緊定螺釘直徑常根據舉重量選取，一般為612MM。螺母的相關尺寸計算查手冊表38，DD05285MMD31618D17285MM4845MMD41314D3144845MM6783MMH45MMAH/345/315MM3托杯的設計與計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結構尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現相對滑動，在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應裝有擋板。當螺桿轉動時，托杯和重物都不作相對轉動。因此在起重時，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一倒角C2D285MMD34845MMD46783MMA15MM螺旋千斤頂設計計算說明書10方面需要潤滑，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。P（式11）4D21FP式中P許用壓強，應取托杯與螺桿材料P的小者。P取236MPAD102425D2428672MMD110607）D06528182MMD131719D1828504MMD12M故421FPP28730532327MPA236MPA4手柄設計與計算41手柄材料常用Q235和Q215。42手柄長度LP板動手柄的力矩KLPT1T2則（式12）K21式中K加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，約為150250N，工作時間較長時為100150N。D10672MMD11182MMD13504MMD12474MM2327MPAP滿足壓力強度條件選Q235螺旋千斤頂設計計算說明書11T1螺旋副間的摩擦阻力矩，T135103TAN42855323255/2NMM75541NMMT2托杯與軸端支承面的摩擦力矩，T2D12D11FF/4。查教材表55摩擦因數F00947418200935/451660NMM310則K取200KL21P636MM05674手柄計算長度LP是螺桿中心到人手施力點的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應加上（50150）MM。手柄實際長度不應超過千斤頂，使用時2D13可在手柄上另加套管。因此，手柄實際長度1006362521007612MMPL245043手柄直徑DP把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑DP，其強度條件為F（式13）3PFD10KL故DP3FP102332MM3276T175541NMMT251660NMM636MMPL7612MMPL螺旋千斤頂設計計算說明書12式中F手柄材料許用彎曲應力，當手柄材料為Q215和Q235時，F120MPA。44結構手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應加上擋環（圖16），并用螺釘或鉚合固定。圖中尺寸DP583MM41DP610DP8233283132MM取整為325底座設計底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200），鑄件的壁厚不應小于812MM，為了增加底座的穩定性，底部尺寸應大些，因此將其外形制成110的斜度。底座結構及尺寸如圖17DP2332MMDP583MM41DP61032MM螺旋千斤頂設計計算說明書13圖中取10MM，R取5MM，R取8MM；H1H（1428）MM18020200MMHA395MMD6D3（510）MM5