千斤顶设计,机械设计千斤顶.docx

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1、千斤顶设计，机械设计千斤顶2022千斤顶设计，机械设计千斤顶正文内容千斤顶说明书专业：机械设计制造及其自动化专业班级：09机制一班学号：020900133设计者：赵强指导老师：姚立纲完成日期：2011. 10一.目的二.题目及方案三.受力简图四.计算内容五.参考文献目鳏螺旋千斤顶设计过程=79.37mm7. 25Xs=79. 37mm本题螺杆不淬火，入s90Fcr=n2EI(ul)2由课本P99得Fcr=213. 2kNE=2.06x lOMPa51= n dl4联立(1)、(2)两式，并代入数值得：Fcr=213. 2kNFcr213. 2=4.44>；3.5 ,螺杆满足稳定性要求F48

2、螺杆材料为45钢，d=36mm,综上可得：所选螺杆材料为45钢，公称直径d=36mm,中径d2=33. 7mm,小径 dl=29mm,螺距 P=6mm,线数 n=lod2=33. 7mm, dl=29nnn,2.螺母设计与计算2. 1选取螺母材料螺母材料选用青铜：ZCuA19Mn2, I午用压强p=15MPa。P=6mm, n=l2. 2确定螺母高度H及螺纹工作圈数u 根据耐磨性定出螺母的高度H （H2取整），校核e=H /d2=L22.5螺母高度FP螺母材料：，取整），求旋合圈数u （uW10,不必兀d2hpZCuA19Mn2H= 4）d2=l. 8x 33=59. 4mm,旋合圈数u=10

3、H59.4u=9. 9-10（圈）W1O （圈）。P611=59. 4mm计算及说明结果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13。必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。2. 3校核螺纹牙强度根据教材表5-13,对于青铜螺母T=3040MPa, ob取 40-60Mpa,这里取t =30MPa, ob二40MPa根据教材式（5-48）得螺纹牙危险截面的剪切应力为F480002. 3校核螺纹牙强度螺纹牙危险截面的剪切应力：形螺纹），取D=L 6d=57. 6mm, D2=l, 5d=54mni, 1=错误!未找到引用t =6. 8MPa源。=1. 8mm（见图

4、册P93）。=18. 8MPa6F16x 48000x 1.8o =18. 8. MPaW 。bn Db2u n x 57. 6x (0. 65x 6)2x 10可见，螺母螺纹牙强度合格。，满足要求HH2.4螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用8或8r7n7等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图1 3）和底座孔上端（图1 T =n Dbu3. 14x 57. 6x 0. 65x 6x 10=6. 8MPa7）做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图1 Do选取紧定螺钉规格：螺钉GB/T 71 M10x 30紧定螺钉：M10x 30计算及说明结果3.托杯的设计与计算托杯

5、用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图14。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。F压力强度校核公式：p= 22Ji (D12-D11)D10=110mm 4DI1=29. 8mm式中,D12=D13-3=1. 8d-3=l. 8x 44-3=76. 2mmD12=76. 2mmD11=O. 7d=0. 7x 44=29. 8mm D13=79. 2mm代入数值得，p=14. 25MPa选托杯材料：HT200由经验公式得,p = (0. 40. 5)。b=(0. 40.

6、 5) x 200= (80100) MPa p.托杯满足要求p=14. 25MPa4.手柄设计与计算4. 1手柄材料手柄材料选用Q235钢4. 2手柄长度Lp板动手柄的力矩：K Lp=Tl+T2 ,则Lp=T1+T2K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,本题中选K=250NT1螺旋副间的摩擦阻力矩-3 d2 33x 10Tl=Fi|)+(t)v) =48000x tan(3. 86+5. 32)=128N- mTl = 128N.m tan(22T2托杯与轴端支承面的摩擦力矩,lD3-d3T2=f F,当托杯的材料为铸铁时f=0

7、. 12-0. 15, DO=D-(13D0-d02)mm, dO=Dl+(l2)mm, D、 DI 见图册)D=l. 6d=57. 6mm,D2=l. 5d=54mm,取 D0=D-l=56. 6mm, Dl=0. 8d=28. 8mm, dO=Dl+l=29. 6mm, f=0.12手柄应分段。2N- U1222330. 0566-0. 0296D0-d0注：若L超过千斤顶总高度时, 3333T2 二D-dOHO. 0566-0. 0296f - F02=x 0. 12x 48000x =128.T2 = 128. 2N.mLp=THT2128+128. 2=1.02m K250Lp=l.

8、02mL=l. 05mL=Lp+D/2=l. 02+0. 0288=1. 05m大于千斤顶总高度，帮手柄应分段。计算及说明4. 3手柄直径dp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：KLp。b=。把手柄看成是悬臂梁，然后按弯曲强度计算直径dp (dp b0. Id3p结果3三K,Lp,取整。其中：当手柄材料为Q235时ob=150MPa)0. lob3dp=Fp- Lp0. lob3KLp250x 1. 02 x 10=25. 7mm0. lo b0. lx 150dp=26mm可以取dp=26mm5.计算传动总效率tiFP48x 6 n =17. 9%= 2 兀(Tl

9、+T2)2 n x 128+128. 2千斤顶一般由底座1,螺杆4、螺母5、托杯10,手柄7等零件所组成（见图1 1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升 降，把托杯上的重物举起或放落。设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验 公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。设计的原始数据是：最大起重量F=48KN和最大 提升高度H =200mnio计算及说明1 .螺杆的设计与计算1. 1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。结果因此选用的螺杆螺纹是梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角a =305 ,梯形螺纹的内外螺纹以牙形角 a =302的锥面贴紧不易

10、松动，工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯 形单线梯形螺纹。螺纹，基本牙形按GB/T5796. 12005的规定。千斤顶的自锁 行能要好，所以用单线螺纹。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16）,并用螺钉或钾合固定。5 .底座设计底座材料常用铸铁（HT150及HT200）（图17）,铸件的壁厚8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1： 10的 斜度。图中,Hl=H+20=220+20=240mmD6=D3+8=1. 8D+8=1. 8x 44+8=87. 2mm故 dpHl=240mmD6=87.

11、2mmD7=135. 2mm D8=231mmD7=D6+H1240=87.2+=135. 2mm 55底座下垫物为木材，用挤压应力D8=4Fnop+D72=4x 55000+135. 22=231mm 2 n计算及说明结果参考文献1吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册M.3版.北京：高等教育出版 社,2006. 濮良贵、纪名刚.机械设计M. 8版.北京:高等教育出版社,2005.3张肖鹏.机械设计同步辅导及习题全解.北京：中国矿业出版社.2007.千斤顶设计，机械设计千斤顶正文内容结束。因此选用的螺杆螺纹是牙形角a =30。的单线梯形螺纹。1.2选取螺杆材料螺杆材料选择45号钢，os = 3

12、55MPa （机械设计课程设计手册螺杆材料：45钢c=88. 75MPap27）,根据主教材表5-13,选安全系数S=4,则o= o s=355=88. 75MPaoS4计算圆整得：1.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2。d2Nd2=33mmhp查表得:由于是梯形螺纹，h=0. 5P , d220.8pd=36nimdl=29mmP=6mmn=lf=0. 09由课本P97知e值一般取L 23. 5,取4)=1. 8。根据主教材表5T2,由相对滑动速度一般小于3米每分钟，且代入数据，得d220.8=33.7mm,故取螺纹中径1. 8x 15d2=33mm根据螺杆中径d2=33nm,按照G

13、B/T 5796. 2-2005标准，选取螺杆的公称直径d=36mm,（查千斤顶指导书上的附表），螺距dl=29mmP=6mm,线数n=l,螺旋副的摩擦系数f=0.09 （课本P97）。螺母高度H=6d2=1.8x 33=59.4mm,旋合圈数u=10H59. 4 u=99心 10（圈）W10 （圈）。P61.4自锁验算（J）=3. 86 自锁条件是中W Vo。v=5. 32式中：力为螺纹中径处升角；为当量摩擦角（当量摩擦角（）v=arctanuv,为保If自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1。nplx 7=arctan（）=3. 86 n d23. 14x 33f0. 09（）v=5.

14、 32cos B cosl2（J）=arctan，4 v-4 >； 1 1满足自锁条件1. 5结构（见图12）计算及说明如下图：结果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的大小根据手柄直径dp决定，dk、dp十0. 5mmo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dl约小0. 20. 5mm。退刀槽 的宽度可取为L5P。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于 dl的圆柱体。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制 挡圈（GB/T891-1986）,挡圈用紧定 螺钉（GB/T68-2000）固定在

15、螺杆端部。其中：1. 5P=9mmD13=（1.7错误！未找到引用源。L 9）d=L 8X36=64. 8mm取错误！未找到引用源。=65mm（1.4错误！未找到引用源。L6）d=1.5错误！未找到引用源。28=42mm H1+H=200+59. 4=259. 4mm 0. 25d=7mm1.6螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算d2T=Ftan （3+4） ,。方法参阅教材公式（5. 47）,其中扭矩v2式中：3为螺纹中径处升角，V为当量摩擦角。代入数值得： T=Ftan （力 v） ,A=ji4dl=2d236=48x tan (3. 86 +5. 32

16、) x =139. 6N22螺杆承受扭矩T=139. 6N- mx 292=660. 52mm2。ca=72. 67MPa根据第四强度理论校核螺杆的强度：14T22oca = F+3()= 72.67MPaAdi该螺杆满足强度要求L 7稳定性计算细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆 的稳定性。Idli=7.25nm(I为螺杆危险截面螺杆危险截面的惯性半径A4i=7. 25mm计算及说明结果螺杆的长度系数u=2 （千斤顶中螺杆为一端固定一端自由）举起重物后托杯底面到螺母中部的高度H l=hl+Hr+ 2因为 hl=（L82）dl hl=2dl=2x 29=58mmH,=200mm H=59. 4mm （计算见螺母的计算）H l=hl+Hf+=58+200+29. 7=287. 7mm 21=287. 7mm轴惯性矩），螺杆的柔度、s=p 1*12x 287. 7