螺旋千斤顶设计参考 .docx

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1、精品名师归纳总结螺旋千斤顶设计任务书同学陈嵩专业年级10 级车辆工程设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量 F = 40 kN 。2、最大升距 H = 190 mm。设计工作量：1、 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。2、 编写设计运算说明书一份。指导老师签名：2021 年 月可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺旋千斤顶设计运算说明书2021 级车辆工程陈嵩李华英院 系 工程技术学院专业年级设 计 者指导老师成 绩2021 年 12 月 13 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目录1螺杆的设计与运算 21.1 螺杆螺纹类型的挑选

2、21.2 选取螺杆材料 21.3 确定螺杆直径 21.4 自锁验算 31.5 结构 3校核 51.7 螺杆的稳固性运算 62.螺母设计与运算 72.1 选取螺母材料 7H 及螺纹工作圈数 u 72.3 校核螺纹牙强度 82.4 结构要求 93.托杯的设计与运算 94.手柄设计与运算 1111Lp11dp12125.底座设计 13可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 螺杆的设计与运算1.1 螺杆螺纹类型的挑选设计与说明结果可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。螺纹选用梯形螺纹。梯形

3、螺纹牙型为等腰梯形，牙形角 =30 o 2005 的规定。1.2 选取螺杆材料螺杆材料常用 Q235、Q275、40、 45、55 等。挑选 45 钢。确定螺杆直径依据教材式 5-42得螺纹：梯形螺纹螺杆材料： 45钢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dFP2h p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对于梯形螺纹， h=0.5P，就d 20.8F p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力分布比较匀称，螺可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结纹工作圈数不宜过多，故取1.2 2.5 ，此处取1.2 。可编辑

4、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于千斤顶的螺杆和螺母的相对滑动速度为低速，查表5-12 ，取p=18MPa 。故可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d20.8401.2103mm1834.43mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由课程设计手册，查标准GB/T 5796.2-2005 与 GB/T 5796.3-2005 ，得公称直径 d=40mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺距 P=7mm内螺纹大径 D=41mm外螺纹小径 d1=32mmd=40mm P=7mm D=41mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料

5、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结内螺纹小径 D1=33mm内外螺纹中径 d2=D 21.4 自锁验算对传力螺旋传动来说，一般应确保自锁性要求，以防止事故。螺旋副的d1=32mm D 1=33mmd2D 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结自锁条件为varctanfarctan f cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v式中：为螺纹升角。v 为当量摩擦角。fv 为螺旋副的当量摩擦系数，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f 为摩擦系数，为牙侧角。可编辑资

6、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据材料和滑动速度查表5-12，取 f0.09，对于牙型角30 的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结等腰梯形螺纹，其牙侧角15，就2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结arctan nPd 2arctan1736.53.493.49可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结varctanf cosarctan0.09cos155 .32v5.32可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于3.49v14.32，所以自锁性

7、可以保证。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.5 结构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 dk 的大小依据手柄直径dp 打算， dkdp 十 0.5mm，由后运算可知可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dp=27mm ，所以取 dk=28mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d4 应比螺杆小径 d1 约小 0.20.5mm ，取 d4=d1。退刀槽的宽度可取为1.5p。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。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必需安置钢制挡圈GB/T891-1

8、986 ， 挡 圈 用 紧 定 螺 钉 GB/T68-2000 固 定 在 螺 杆 端 部 。dk=28mmd4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如图 1-2，就有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D13=1.71.9d=6876mm ，取 D13=70mmH+H =190+56=246mmH 为后面运算得螺钉外径 0.25d=10mm挡圈外径 d+610=4650mmD 13=70mm1.5d=60mm H+H =246mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据 GB/T891-1986 ，选取挡圈 G

9、B/T891B50， 公称直径 D=50mm ， H=5mm依据 GB/T68-2000 ，选取螺钉 GB/T68M6 16， 螺纹规格 d=M6 ，公称长度 l=16mm1.6 螺杆强度校核对受力较大的螺杆应依据第四强度理论校核螺杆的强度。其强度条件为挡圈：GB/T891 B50螺钉：GB/T68 M6 16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2F3124TAdca1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中扭矩TF tand 2 。v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中： 为螺纹中径处升角，v 为当量摩擦角。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

10、纳总结T40000tan3.495.32 36.5 Nmm2113140 .4NmmNmm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于 45 钢的屈服强度s350 MPa，取安全系数 S=4，故：s350 MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sS2Ad14350MPa432 2 mm2487.5MPa804.2 mm287.5MPaca可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就58.3MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1ca804 .240000

11、 2324113140 .43258.3MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结满意强度条件。1.7稳固性运算瘦长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳固性条件验算螺杆的稳固性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SscFcr / FSs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中：Ssc 为螺杆稳固性的运算安全系数。Ss 为螺杆稳固性安可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结全系数，对于传导螺旋Ssc2.5 4.0 。 Fcr为螺杆的临界载荷，

12、 N。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺杆的临界载荷Fcr 与柔度ss 有关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sl / i式中：为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关。l 为举起重物后可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2托杯底面到螺母中部的高度，可近似取 lH5 p1.4 1.6d。i 为螺杆可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结危急截面的惯性半径，假设危急截面面积Ad1/ 4 ，就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -

13、- - 欢迎下载精品名师归纳总结iId1A4I 为螺杆危急截面的轴惯性矩可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当螺杆的柔度s40 时，可以不必进行稳固性校核。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺杆一端固定，一端自由，就长度系数2.00l285mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l190571.4 1.640mm281 289mm ，取 l285mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - -

14、 - 欢迎下载精品名师归纳总结4Id132 4mm451471 .85mm4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结64id146432 mm48mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就，l2285i871.2540可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以需要进行稳固性校核。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结临界载荷Fcr 可按欧拉公式运算，即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Fcr2EI2l可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中： E 为螺杆材料的拉压弹性模量， 所以有

15、E2 .0610 5 MPa 。Fcr322097.26 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Fcr22.06210528551471.852N322097.26NSsc8.05可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Ssc322097.26400008.054可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以，满意稳固性条件。2 螺母的设计与运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.1 选取螺母材料螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采纳钢或铸铁制造， 其内孔浇注青铜或巴氏合金。这里选用螺母材料为Z

16、CuSn10Pl 。2.2 确定螺母高度 H及螺纹工作圈数 u螺母材料：ZCuSn10Pl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺母高度 Hd21.236.5mm43.8mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结考虑到螺纹圈数u 越多，载荷分布越不均，故u 不宜大于 10，否就应改选螺母材料或加大d。螺纹工作圈数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结uH43.8P76 .2610可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1

17、.5u 应圆整 。所以， u圆整得， u =8螺母高度 H = u P=87mm=56mm2.3校核螺纹牙强度一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图 1 3。u =8H =56mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺纹牙危急截面的剪切强度条件为F Dbu螺纹牙危急截面的弯曲强度条件为6FlDb 2 ub， P 为螺纹螺距。DD 2l 为弯曲力臂， mm， l。2为螺母材料的许用切应力，MPa。b为螺母材料的许用弯曲应力，MPa。由于螺母材料为青铜，查表知其=3040MPa ，b=4060MPa，取=35MPa ，b=50MPa。可编辑资料 - -

18、 - 欢迎下载精品名师归纳总结b0.65l41mm74.55mm36.5mm2.25mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结带入校核公式：40000 N8.53MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结41mm4.55mm88.53MPa25.31MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结640000 N2 .25 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结41mm4 .55 2 mm 2825.31MPab 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

19、纳总结满意强度条件。2.4结构协作： H 8r 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的协作常采纳H 8 或r 7H 8 等配n7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结合，这里挑选H 8 协作。r 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为了安装简便，需在螺母下端图1 3和底座孔上端图1 7做可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结出倒角。为了更牢靠的防止螺母转动，仍应装置紧定螺钉图1 1，紧定螺钉直径常依据举重量选取，一般为6 12mm。选用紧定螺钉 GB/T71 M6

20、2 5。紧定螺钉：GB/T71 M6 25可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D370mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D31.6 1.8 D65.6 73.8mm，取 D370mmD495mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D41.3 1.4 D391 98mm，取 D495mma19mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结aH / 356 / 3mm18.67mm，取a19mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 托杯的设计与运算托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q2

21、35 钢模锻制成，此处选用 Q235 钢。托杯的结构尺寸见图1 4。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间显现相对滑动，在托杯上外表制有切口的沟纹。 为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。托杯材料：Q235 钢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由图 1 4 可得：10mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结托杯厚度8 12mm ，取10mm杯底厚度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结杯底厚度为1.31

22、3mm1.313mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结沟纹宽度1.515mm沟纹宽度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结沟纹深度/ 25mm1.515mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结托杯高度1.5 1.8 d60 72 mm ，取托杯高度为 70mm沟纹深度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结挡圈选用 GB/T892 B32 ，其公称直径 D=

23、32mm ，H=5mm 。挡圈用 GB/T67 M6 16 的开槽盘头螺钉固定。当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了防止过快磨损，一方面需要润滑，另一方面仍需要验算接触面间的压力强度。F/ 25mm托杯高度：70mm挡圈：GB/T892 B32螺钉：GB/T67可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结DDp221211 4 pM6 16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中： p为许用压强，应取托杯与螺杆材料p 的小者。查表得， Q235 钢的许用压强 p 为 225MPa ， 45 钢的许用压强 p 为可编辑资料

24、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结570MPa，故用托杯材料来进行压力强度校核，即取p=225MPa 。依据图 1-4，相关尺寸为D10100 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D10 2.4 2.5 d96 100 mm，取D10100mmD1125 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D110.6 0.7 d24 28mm，取 D1125mmD1266mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D12D13 2 4mm66 68mm，取 D1266mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

25、结所以pF400002222MPa13.65MPa pp13.65MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 D124D1166425 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结满意接触面的压力强度要求。为保证托杯可以转动， 螺杆顶端的挡圈与托杯底部留有间隙，间隙值为34mm ，因承担力不大，故取值为3mm 。4 手柄的设计与运算挡圈与托杯间隙： 3mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.1 手柄材料常用 Q235 和 Q215。这里选用 Q235 钢。4.2 手柄

26、长度 Lp板动手柄的力矩：K Lp=T1+T2就手柄材料：Q235 钢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结LT1T2pK式中： K 为加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150 250N ，工作时间较长时为100150N 。T1 为螺旋副间的摩擦阻力矩，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T1Ftan d 2 。v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T2 为托杯与轴端支承面的摩擦力矩， T2 = D 12+D 11 f F/4。因一般情形下为间歇工作，工作时间较长的情形不多，故取K=200N 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T140

27、00tan3.495.3236.5 N mm 2113140.4Nmm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结查设计手册得，钢钢的摩擦因数f0.1 ，所以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6625T2就0.1440000Nmm91000 N mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结L113140 .4p20091000 mm1020 .7 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结手柄运算长度Lp 是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结及工人握手距

28、离，手柄实际长度仍应加上故D13 +50150mm。2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结L p1020.77050 15021105.7 1205.7mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取手柄长度 Lp1150mm 。L p400mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于手柄实际长度不应超过千斤顶，因此取L p400 mm ，使用时可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在手柄上另加套管。4.3手柄长度 dp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手

29、柄直径dp，其强度条件为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KL ppF0.1d3F可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故d pKL p3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.1 F式中： F 为手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q235时， F=120Mpa 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d p32000.11150 mm12026.76mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取 dp27mm。4.4结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环图

30、1 6，并用螺钉或铆合固定。dp27mm挡圈：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因手柄直径dp27mm ，所以由 GB/T891-1986 ，选取挡圈 GB/T891GB/T891 B35可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B35，其公称直径D=35mm ，H=5mm 。螺钉选用 GB/T68M6 16 的开槽沉头螺钉。5 底座设计底座材料常用铸铁 HT150 及 HT200 图 17，此处选用HT200 ， 铸件的壁厚不应小于8 12mm，选取 15mm，为了增加底座的稳固性， 底部尺寸应大些，因此将其形状制成110

31、的斜度。图中螺钉： GB/T68 M6 16底座材料：HT20015mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H 1H14 28mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D 6D 3D 7D 65 10 mmH 15可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D4F28D 7p式中： p 为底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取p =22.5MPa 。这里取 2MPa。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以有H 1204 218mm，取H 1210mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D675 80mm，取 D678mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D778210 mm5120mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D