2022年机械设计螺旋千斤顶设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 载重： 2t 行程： 230 最大起重量 F=20000N 最大起上升度 H=230mm 工作原理图：1. 螺杆的设计与运算螺纹类型的挑选螺纹有矩形、梯形与锯齿形,千斤顶常用的是梯形螺纹；梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角 以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按=30o,梯形螺纹的内外螺纹 GB/T5796.12005 的规定；千斤顶的自锁行能要好,所以用单线螺纹；因此选用的螺杆螺纹是牙形角 =30o 的单线

2、梯形螺纹名师归纳总结 1.2螺杆的材料的挑选第 2 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 螺杆材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等；在此选用的是 45 钢；1.3 确定螺杆的直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2；求出 d2 后,按标准选取相应公称直径 d、螺距 t 及其它尺寸；运算过程：p,滑动螺旋的耐磨性运算,主要是限制螺纹工作面上的压力使其小于材料的许用压力p ；p =QP . 2.= .式中p 工作压强 MPa; Q 轴向工作载荷 N ；d2 螺纹中径 mm；P 螺距 h 螺纹工作高度 mm,对矩形、梯形螺纹, h=0.5P

3、；对锯齿形螺纹,h=0.75P；u 旋合螺纹圈数；p 螺旋副许用压强 MPa；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 值选取：对整体式螺母,=1.2 2.5 ,对剖分式和兼做支承螺母,. 此处 取；由于千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动,所以 两者的材料均选为钢 - 青铜 需用应力取 p=20MP；螺杆螺纹的中径：.2 0.8 . . = 0.8 . 20000 1.5 . 20 = 20.65依据求得的此螺纹中径,查表 GB/T5796.32005 有：GB/T5796.22005 和表公称直径 d=28,螺距 P

4、=5,中径 d2=D2=, 螺杆小径 d3=, 螺母小径 D1=23.00 ,螺母大径 D4=,螺母高度 H= d2=*=, .螺旋圈数 = . =36 5=810 圈自锁验算 自锁条件： v 式中： v 螺纹副当量摩擦角, v = arctgf v =arctgf/cos 为螺纹升角 摩擦系数 f 由查表可知, f= .11 ,由于千斤顶的运动速度是很低的,所以摩擦系数按起动时区最大值 /2=30/2=15 0.17 ；牙侧角 =名师归纳总结 =arctan.2=arctan1 5 3.14 38.25= 2.38第 4 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - -

5、 - - - - - v=arctanf 0.17cos 15 = . cos 15 = 9.98 = v=9.98 符合自锁条件 螺杆强度校核.= .2+ 3.2= 4. 22 + 3. 16.1 32 .式中： 螺杆材料的许用应力 MPa ,有 = 查表可知 s=355 s/3 5；T1 =. + .22 = /3= 经运算的 T1= .= 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 螺杆的压杆稳固性运算其中 Qc 由s= l/iu=2. .=.确定运算可得 : Ssc=螺母螺纹牙强度校核剪切强度条件危急截面为 aa

6、名师归纳总结 =Q u=Q第 6 页,共 13 页 Db dbu- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - . .=./2. 2/6 =3. 2. .式中： b螺纹牙根部的厚度,mm,梯形螺纹 b=0.65P. ； h_ 弯曲力臂, mm,参看图 l= D - D2/2 ； .螺母材料的许用弯曲应力 螺母材料的许用切应力运算可得 = = 30 2. .= . = 40求螺母其他零部件的设计运算螺母悬置段强度运算外径名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 强度条件为：近似. .=1.21.3

7、./4.3 2 - .2.,一般由参考文献可知青铜.=100Mpa,对于塑性材料 =.=1.22.5.就 = 40. 带入运算得D3=由体会公式 D3D,取 D3=45mm,D4=59mm 螺母凸缘的强度运算接触面挤压强度运算：. .=（. 4）.4 2 -.3 2.- 螺母的许用挤压应力,Mpa ,.= . .4-螺母凸缘大经,mm,.4= .3取 D4=59mm,运算得. .= MPa.凸缘根部弯曲强度运算：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - . .=. =.4 - .3 . .2. 3.2a-凸缘高度, mm,

8、a=H/3带入运算得：. .= 3.428 . .所以螺母凸缘满意强度要求2.3 手柄的设计运算材料： Q235钢手柄长度确定：名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 取 .c=0.1, p=200N 运算得：T1=41909.1N mm T2=33107.5N mm Lp 手柄实际长度 L=Lp+D13； 取长度为 425mm 手柄直径确定：. .=. =32.L dp3 .将. . = 158Mpa 带入运算得：dp 取 dp=20mm2.4 托杯的设计名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13

9、页精选学习资料 - - - - - - - - - 材料：托杯用来承重可用 Q235钢模锻制成D10= d=58mm D110.7d=20mm D131.9d=48mm D12=D13-2 4=45mm 取 =8mm =mm 为了防止过快磨损,托杯一方面需要润滑,另一方面仍要验算接触面间的挤压强度名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - .带入运算得：P=12.64MPap=300MPa满意挤压强度要求底座设计底座材料常用铸铁HT100,铸件的壁厚 应取 8 12mm ,取 =10mm；为了增加底座的稳定性,底部尺寸应大

10、些,因此将其形状制成 110的斜度H1=H+20=250mmD6=D3+5=50mm名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - H1 D7=D6+ 5= 100mm接地比压验算底座下垫物的许用挤压应力D8取 D8=200mm参考文献：.取 2MPa,运算得名师归纳总结 1 濮良贵陈国定吴立言机械设计高等训练出版社2022 2022第 13 页,共 13 页2 柴国钟梁利华王效贵卢炎麟材料力学科学出版社20223 孙毅 章巧芳舒欣 图学原理与工程制图教程清华高校出版社4 戴枝荣张远明工程材料2006- - - - - - -