机械设计千斤顶设计.docx

《机械设计千斤顶设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计千斤顶设计.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共9页第 1 页 共 9 页机制机制 081 胡凯雷胡凯雷 3080611009511 设计简单千斤顶的螺纹和螺母的主要尺寸。起重量为 20000N，起重高度为 150mm，材料自选。解：1.、螺杆的设计与计算、螺杆的设计与计算（1）选用材料。）选用材料。螺杆材料选用 45 号钢，s=300MPa。查表确定需用p=15MPa。（2）确定螺纹牙型。）确定螺纹牙型。梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本设计采用梯形螺纹。（3）按耐磨性计算初选螺纹的中径。）按耐磨性计算初选螺纹的中

2、径。因选用梯形螺纹且螺母兼作支承,故取=2.5,根据教材式(5-43)得 2200000.818.52.5 15000000Fdpmm(4)按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。根据第四强度理论,其强度条件为223 ca但对中小尺寸的螺杆,可认为0.5,所以上式可简化为221.331.3 scaQAS式中,A 为螺杆螺纹段的危险截面,A=214dmm;S 为螺杆稳定性安全系数,对于传力螺纹,S=3.55.0；对于传导螺旋,S=2.54.0;对于精密螺杆或水平,S4.本千斤顶取值 S=5.故14 1.34 1.3 5 2000023.53.14 300sSQd mm编号：时

3、间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页 共9页第 2 页 共 9 页(5)综合考虑综合考虑,确定螺杆直径确定螺杆直径.比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果,可知本例螺杆直径的选定应以抗压强度计算的结果为准,按国家标准 GB/T57961986 选定螺杆尺寸参数:公称自径 d=24mm,螺纹外径124.5dmm;螺纹内径218.5dmm;螺纹中径021.5dmm;螺纹线数 n=1,螺距 P=5mm.(6)校核螺旋的自锁能力校核螺旋的自锁能力。对传力螺纹传动来说,一般应确保自锁性要求,以避免事故.本螺旋的材料为钢,螺母的材料为青铜,钢

4、对青铜的摩擦系数 f=0.09(查).因梯形螺纹牙型角=30,152,所以27arctanarctan3 93.14 40.5nPd0.09arctanarctanarctan519coscos15vvff因v,可以满足自锁要求.注意:若自锁型不足,可增大螺杆直径或减小螺距进行调整.(7)螺纹牙的强度计算螺纹牙的强度计算.由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度,因此只需要校核螺母螺纹的牙根强度.(8)螺杆的稳定性计算螺杆的稳定性计算.当轴向压力大于某一临界值时,螺杆会发生测向弯曲,丧失稳定性.取 B=40mm,则螺杆的工作长度15040252152HlLBmm编号：时间：2021 年 x 月

5、x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页 共9页第 3 页 共 9 页螺杆危险截面的惯性半径118.54.644dimm螺杆的长度系数:按一端自由,一端固定考虑,取2螺杆的柔度:2 21593.484.6sli因此本例螺杆 40s100,为中柔度压杆,其失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得2342223.142.06 103.14 18.564613.292 215cEIQKNl所以满足稳定性要求.2、螺母的设计与计算、螺母的设计与计算(1)(1)选取螺母材料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用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金,次

6、选青铜。此螺母要兼作支撑，因选2.5,所以22.5 21.553.8Hdmm取为 54mm.螺纹圈数计算:5410.85HzP螺纹圈数最好不要超过 10 圈,因此宜作调整.一般手段是在不影响自锁性要求的前提下,可适当增大螺距 P,而本螺杆直径的选定以抗压强度计算结果为准,耐磨性已相当富裕,所以613.2930.663.55.020ccQSQ编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页 共9页第 4 页 共 9 页可适当减低螺母高度.现取螺母高度 H=50mm,则螺纹圈数 z=10,满足要求.(2)螺纹牙的强度计算螺纹牙的强度计

7、算.根据教材表 513,对于青铜螺母 3040MPa，这里取=30MPa，由教材式(5-50)得螺纹牙危险截面得剪切应力为 200008.03.14 24.5 0.65 5 10FMPaDbu 满足要求.螺母螺纹根部一般不会弯曲折断,通过可以不进行弯曲强度校核.（3）安装要求安装要求螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用78rH或78nH等配合。为了安装简便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为 612mm。螺母的相关尺寸计算查手册 D=d+1=25mm内螺纹小径 D1=d-7=17mmD3=(1.61.8)

8、D=1.725D4=(1.31.4)D3=1.343H=54mma=H/3=54/3=18mm编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页 共9页第 5 页 共 9 页3 3、托杯的设计与计算托杯的设计与计算托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用 Q235 钢模锻制成。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。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，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面

9、还需要验算接触面间的压力强度。4)DD(211212Fpp（式 1-1）式中：p许用压强，应取托杯与螺杆材料p的小者。D10=(2.42.5)d=2.4524D11=(0.60.7）d=0.6524D13=(1.71.9)d=1.824D12=D13-(24)故4)DD(211212Fpp=22200003.14 0.0400.0164编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页 共9页第 6 页 共 9 页4 4、手柄设计与计算、手柄设计与计算.1.1、手柄材料、手柄材料常用 Q235 和 Q215。2 2、手柄长度、手柄长

10、度L Lp p板动手柄的力矩：KLp=T1+T2则KTTL21p（式 1-2）式中：K加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150250N，工作时间较长时为 100150N。T1螺旋副间的摩擦阻力矩，=20103tan(5.32+3.15)318.5102T2托杯与轴端支承面的摩擦力矩，T2=(D12+D11)f F/4。(f查手册取0.06)=(40+16)0.0620/4则KTTL21p=27.55 16.8230手柄计算长度 Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上2D13+（50150）mm。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上

11、另加套管。2)tan(21dFTv编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页 共9页第 7 页 共 9 页因此，手柄实际长度pL=pL+272+553 3、手柄直径、手柄直径 d dp p把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径 dp，其强度条件为3ppFd1.0KLF（式 1-3）故dp3Fp 1.0KL36101201.0186.1230=28.33mmdp取 30mm式中：F手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为 Q215 和 Q235 时，F=120Mpa。5.5.底座设计底座设计底座材料常用铸铁（HT150 及 H

12、T200），铸件的壁厚不应小于 812mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成 110 的斜度。底座结构及尺寸如图 17编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页 共9页第 8 页 共 9 页图中H1=0H+（1428）mm=150+20=170mmH-a=54-18=36mmD=d+1(查手册)=24+1D6=D3+（510）mm=43+6编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页 共9页第 9 页 共 9 页D7=D6+51H=49+1705D8=27pD4F=24 20000833.14 2式中：p底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取p=22.5MPa。参考文献1邱宣怀.机械设计M.北京:高等教育出版社,1997.2孙维连,魏凤兰.工程材料M.北京:中国农业大学出版社,2006.3于惠力.机械设计M.科学出版社,2007.4吴宗泽.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,20065濮良贵，机械设计第八版，高等教育出版社。