螺旋千斤顶设计说明书.doc

机械设计课程
《螺旋千斤顶》设计说明书
专业
学生姓名
学号
年月日
机械设计
大型作业
编号
08
螺旋千斤顶作业任务书
一、题目:螺旋千斤顶
原始数据:
题目
设计方案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
最大起重量F(KN)
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
最大起升高度H(mm)
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
二、机构简图
三、工作量
1、总装配图一张;
2、计算说明书一份。
四、参考资料
螺旋千斤顶设计指导书
目录
一、目的…………………………………………………………(1)
二、题目与设计方案……………………………………………(1)
三、装配简图……………………………………………………(1)
四、计算及说明…………………………………………………(1)
五、参考文献…………………………………………………(11)
一、目的
熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计计算方法;
学会运用所学过的知识,解决实际设计中遇到的问题,培养独立工作能力,初步学会综运用所学知识解决材料选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等问题;
熟悉有关设计资料,学会查阅手册何用国家标准。
题目与设计方案
题目:螺旋千斤顶
设计方案:
方案编号
8
最大起重量F(kN)
55
最大起升高度H(mm)
220
三、装配简图
图1
托杯
手柄
螺母
螺杆
底座
四、计算及说明
计算及说明
结果
螺杆的设计与计算
1)螺纹牙型
螺纹牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形,千斤顶常用矩形螺纹。为了获得必要的精度又便于加工,矩形螺纹常靠内径对中,其配合可选为H8/h8。由于螺纹在径向的间隙很小,在强度校核时不予考虑。
2)材料
螺杆的材料选用45钢,热处理采用调制处理T235。轴颈处可局部淬硬C42。
3)螺纹直径
螺杆工作时,同时承受压力和扭矩的作用,所以根据紧螺栓链接强度计算公式,有
式中为螺杆许用应力。
由参考文献得螺杆许用应力,屈服强度极限
故,
根据经验公式求得螺距
根据梯形螺纹最大实体牙型尺寸(GB/T —2005)
选择,所以螺纹牙高度,螺杆直径
取,故小径,中径
4)自锁检验
考虑到环境温度湿度等不稳定因素,为自锁可靠,取自锁条件
其中为螺纹中径升角,为当量摩擦角。
螺纹中径处升角
由文献公式知
,查表得,又由矩形螺纹知
所以
由得,即满足自锁条件。
5)结构
螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄,因此需要加大直径,其结构见图2。
矩形螺纹
配合H8 /h8
材料45钢
热处理 C42
螺距P=8mm
螺杆直径
中径
小径
满足自锁条件
图2
手柄孔径根据手柄直径确定,。
为了便于切制螺纹,螺杆上应有退刀槽,~,取退刀槽直径。退刀槽的宽度取为。
为了便于螺杆旋入螺母,螺杆端部应有倒角或制出稍小于的圆柱形凸台。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出,在螺杆的下端必须安置螺钉紧固轴端挡圈(GB/T 891—1986),挡圈用螺钉固定在螺杆端部,尺寸见下图。

使用B型挡圈GB/T 891 B50,公称直径D=50mm,H=5mm,,。挡圈底部用紧固螺钉螺钉(GB 819)M6×30固定在螺杆端部。
6)螺杆的强度校核
螺杆强度校核条件:
其中,为当量应力,为螺杆所受转矩。
手柄孔径
退刀槽
直径
宽度
故有
即满足强度条件:
7) 螺纹牙强度校核
矩形螺纹牙根部剪切和弯曲强度校核公式:
式中b为螺纹压根宽度,取,为螺纹牙高度。由参考文献铸铁螺母,。
所以有
螺纹牙强度满足条件。
螺母的设计与计算
1)材料
根据表16-1,螺母材料选用铸铁
2)螺纹圈数Z和螺母高度
螺母的螺纹圈数通常根据螺纹牙间压力条件求出,即
式中,为螺纹中径;h为螺纹牙高度,由上文可知;[p]为螺纹牙表面许用压力,查表16-2知螺杆许用压力为,这里取
故
考虑到退刀槽的影响,实际螺纹圈数为
故取
螺母高:
3)螺母其它尺寸
满足强度条件
螺纹牙强度满足条件
螺母材料:
铸铁
螺纹圈数
螺母高
螺母其它尺寸见图3。
其中,取;,取;
。
图3
4)螺母与底座的配合
螺母压入底座上的孔内,圆柱面配合采用H8/r7。为了安装简便,应在螺母下端和底座孔上端加工出倒角。
为了防止螺母转动,还应安置紧定螺钉,根据开槽锥端紧定螺钉(