1、螺旋千斤頂設計說明書（終終終 終版）作者: 日期:設計計算說明書院系工程技術學院專業年級2 0 1 2級車輛工程設計者劉金雨學口號2222指導教師李麗老師成 績201 4年1 0月20日學生姓名劉金雨螺旋千斤頂設計任務書專業年級201 2級車輛2班設計題目：設計螺旋千斤頂設計條件:1、最大起重量 F =4 5 kN ;2、最大升距 H = 2 0 0mm。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:45目錄目錄？錯誤！未定義書簽。設計目的二、螺旋千斤頂的結構4?三、螺桿的設計與計算5?1、螺桿螺紋類型的選擇2、選取螺桿材料？53

2、、確定螺桿直徑4、自鎖驗算5?5、結構如下圖（1 2):6?6、螺桿強度計算7、穩定性計算 四、螺母設計與計算1、選取螺母材料2、確定螺母高度 H及螺紋工作圈數 U8?3、校核螺紋牙強度？84、結構要求9?五、托杯的設計與計算 六、手柄設計與計算 ?1 0101、手柄材料2、手柄長度LP與板動手柄的力矩:3、手柄直徑 DP4、結構1?15、底座設計12?七、裝配圖見 A3圖紙。參考文獻13?致謝？錯誤!未定義書簽。a8 -3C富般11曲3tetj5 W埠 = 定 -ft*乘9一* 勺10-托杯1 l-mifTli5410 91 .熟悉螺旋千斤頂的工作原理，設計與計算的方法；2 .運用所學的知識

3、解決設計中所遇到的具體實際問題，培養獨立工作能力，以及初步學會綜合 運用所學知識，解決材料的選擇，強度計算和剛度計算 ，制造工藝與裝配工藝等方面的問題。 3.熟悉有關設計資料,學會查閱手冊和運用國家標準。二、螺旋千斤頂的結構千斤頂一般由底座 1,螺桿4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所組成（見圖 1 1）。螺桿在固定 螺母中旋轉，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。其它結構尺寸則是根據經驗公式或制造工藝決設計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的, 定的，必要時才進行強度驗算。設計的原始數據是；最大起重量FqkN）和最大提升高度h （mm）。 螺旋千斤頂的設計步驟如下：三、螺桿的設計與計算

4、1、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。故選梯形螺梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角a = 3 0 o,梯形螺紋的內外螺紋以錐面貼緊不易松動。紋,它的基本牙形按 GB/T 5 796. 1 20 05的規定。2、選取螺桿材料螺桿材料常用 Q235、Q275 40、4 5、55等。本次選用45鋼。3、確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d 2后，按標準選取相應公稱直徑d、螺距P及其它尺寸。d2 0.8；V p根據國家規定 =1 . 22. 5,取 =1.2（梯形螺紋）；h= 0. 5p;查教材表5-12 , p 取2 5 M pa.又由于0 =1.2 0.8(=2

5、8. 3 mmV p查機械設計手冊,d取32mm貝U P=6mm, di=25mmd 2=2 9 m m4、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v=ar ctanv,查教材表5-1 2,ar C tan(n p/ d 2) = arcta n 1 X 6/(3.1 4 X 29)=3.76V = a rc ta n (f/c os3 )=a r c t a n 0 . 1 /co s ( 3 0 /2) = 5. 91故，V v滿足自鎖條件5、結構如下圖(1- 2 ):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d k的大小根據手柄

6、直徑dp決定，d kdp十0. 5mm。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di約小0. 2 0. 5 mm退刀槽的寬度可取為1.5t。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應有倒角或制成 稍小于di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/T891-1986),擋圈用緊定螺釘(GB/T 68-2 0 00)固定在螺桿端部。其中:1. 5t =1.5p= 9 m m d 4=25 0. 4 =24.6mm嘰.1 j 4(_ PgA Ifb偲J訊D 13= ( 1 .71.9 ) d = 1.7 X 32= 54. 4mm(1. 4

7、1. 6 )d=1.5 X 32 m m= 48mm 0.2 5 d=0.2 5 X 3 2m m=m m d+(610)= d+ 8=40mr?4 6 取 5。6、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(5 - 4 7),其中扭矩?= 45X tanx ta 網(d-.76 +5. 9 1 )X29 /2 N mm2=11118 2 .3N mm式中：為螺紋中徑處升角，v為當量摩擦角。A=nd 12/ 4 = 3 .14 X 錯誤！未定義書簽。2 5 2/4=490. 6 mm?查手冊表2-7,45鋼，s = 35 5 M Pa=s - =35

8、5/4 = 88.75M P a 435故，ca=AF 3 令2ca=62. 8M Paw =88. 7 5MPa滿足強度條件7、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。Fcr/ F 2 .5-4螺桿的臨界載荷 Fc r與柔度入s有關,入s= 1/i,為螺桿的長度系數,與螺桿的端部結構有關，1為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取I = H+3 P+（1.4-1.6） ,i為螺桿危險截面的慣性半徑若危險截面面積A=d12/4,則i 上 dL（|為螺桿危險截面的軸慣性矩 ）。當螺桿的柔度入s4 0時,飛A 4可以不必進行穩定性校核。計算時

9、應注意正確確定。計算柔度）計算螺桿危險截面的軸慣性矩I和1I =64d143.14 254 = 1 91 65 .04 inm*64i上牛號=6.25mm）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度I =H +3P +(1 . 4-1. 6)d=200+3X 6 + 1. 5X 3 2=266mm）計算柔度查教材表5-1 4,卩取2 (一端固定,一端自由)入 s =1/ i2一=85. 1 2 40，所以需要進行穩定性校核。6.25計算穩定性(1)計算臨界載荷Fcr查教材公式5- 5,E= 2. 06X 105MP a2EIFc r=2(l)23. 142 2.06 105 19165.04=1 3

10、7534.9 N(2 266)2(2 )穩定性計算Fcr137534.9=3 . 0 6 2 . 54 .045000滿足穩定性條件四、螺母設計與計算1、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。2、確定螺母高度 H及螺紋工作圈數U螺母高度H=0d 2= 1. 2 X 29=34.8螺紋工作圈數u H345. 8 ,(U應圓整,取6)?？紤]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。3、校核螺紋牙強度1 3。必要時還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 應對螺母外

11、徑D3進行強度驗算。D= d+0.5=32+0.5=32.5 mmD3= 1.6 D= 1 .6 X 32.5 = 52mmD 4= 1 .3 D 3=1.3 X 52=67. 6mma=H/3= 3 6/3 = 12mm螺母螺紋牙剪切強度校核:45000Dbu3. 14 * 32. 5 * 0. 65 * 6 * 618. 8昨30 40MPa螺母螺紋牙彎曲強度校核:6X45X1卩 X 156 幵 r P滿足強度條件。4、結構要求螺母壓入底座上的孔內，圓柱接觸面問的配合常采用H-8或等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端r7 n7（圖1 3）和底座孔上端（圖1 7）做出倒角。為了更可靠地防止螺母

12、轉動,還應裝置緊定螺釘（圖1 1）,緊定螺釘直徑常根據舉重量選取般為 61 2mm。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，托杯底部亠1D1I旣1tOJ0.2)dD 10=( 2.4 2.5) d =2.4 X 3 2= 7 6. 8 mmDi1= (0 .6 0. 7) d =0.6 X 32= 1 9.2mmD 13 =(1.71.9 ) d = 1 .7 X 3 2 = 54. 4mmD12 = D13- (2 4)=54.4-3=5 1.4 mm五、托杯的設計與計算托杯用來承托重物， 可用鑄鋼鑄

13、成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結構 尺寸見圖1 4。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Du*mHL“d與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另 一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。2：72(Di2 D11)wp (式 1-1)的小者。p取2 3 .6M pa式中:p許用壓強,應取托杯與螺桿材料p2W p(D12 D11)451033. 14(54. 62 - 19. 22)=21.9 4Mp av 23.6Mp a六、手柄設計與計算1、手柄材料常用Q235和Q2 1 5。選23 5鋼。2、手柄長度 b與板動手柄的力矩：K- L p=Ti+T2 則 Lp

14、Ti T2(式1 -2)式中：K加于手柄上一個工人的臂力,約為1 5025 0 N,工作時間較長時為 1001 5 ON。Ti螺旋副間的摩擦阻力矩,3Ti=45 X 10 X t an (3.76+ 5.9 1 ) X 29/ 2 Nm m=1 111 8 2.3 N mmT2 托杯與軸端支承面的摩擦力矩T 2 = ( D2+D ii) f F/ 4。(查教材表 5-5 摩擦因數 f = 0.09)(54 . 6+ 1 9.2) X 0.09 X 45X 1 03/4=74 7 22. 5 N mm則LpT1 T2K(K 取 200)(111182. 3 + 74 7 22.5 )/ 200=

15、929. 5 m m手柄計算長度L p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+ （5015 0） mm。手柄實際長度不應超過千斤頂，使用時可在手柄上另加套管。2因此，手柄實際長度Lp = Lp +57.6/2+1 0 0 =929.5 + 2 8.8+100= 1 058.3m m3、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d P,其強度條件為KLp弓F (式1- 3)ji, 4=26. 0mm所以dp取26mm式中：f 手柄材料許用彎曲應力當手柄材料為 Q2 15和Q23 5時,f = 120M pa。dd6T0)ttjH4、結構手

16、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1 6），并用螺釘或鉚合固定。1圖中尺寸：一dp =6mm4dp+ ( 610 )= d p+ 8 =2 6 +8= 3 4mm5、底座設計底座材料常用鑄鐵（H T150及HT200）,鑄件的壁厚5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1:1 0的斜度。底座結構及尺寸如圖1 7I dp+(6TD)J?ISK=1ZIO111;t1L11e 13=1E Dos11;1Dr11-I10-.Ji圖IT圖中5取1 0mm r取5mm, R取8m mH=l+ (142 8) mm = 2 00+ 20=220mmH a=3 6 -12=2 4 mmD6 = D 3+ (510 ) m m =5 2 +8=60mm