螺旋千斤頂設(shè)計(jì)方案.doc

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螺旋千斤頂設(shè)計(jì)方案 班級(jí) A05機(jī)械（2） 姓名 金煊 學(xué)號(hào) 050101237 指導(dǎo)老師 章海 2007.11 目錄 一 千斤頂設(shè)計(jì)任務(wù)分析 3 1.1 千斤頂載荷Q及起重高度L 3 1.2 螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及材料 3 1.3 千斤頂組成 3 二 千斤頂總體示意圖 4 三 各部件參數(shù)設(shè)定及強(qiáng)度校核 5 3.1 螺母材料、尺寸的選定及校核 5 3.1.1 螺母材料及尺寸的基本參數(shù) 5 3.1.2 螺紋牙的強(qiáng)度校核 5 3.1.3 螺紋自鎖性校核 6 3.1.4 螺母其他尺寸設(shè)定 6 3.1.5 螺母凸緣強(qiáng)度校核 7 3.2 螺桿材料、尺寸的設(shè)定及強(qiáng)度校核 7 3.2.1 螺桿材料選取及強(qiáng)度計(jì)算 7 3.2.2 螺桿穩(wěn)定性校核 8 3.3 底座及機(jī)架材料的選定及校核 9 3.3.1 底座及機(jī)架基本參數(shù)與結(jié)構(gòu)的設(shè)定 9 3.3.2 底座內(nèi)外徑的設(shè)定 9 3.4 托杯的材料及尺寸的設(shè)定 10 3.4.1材料及尺寸的設(shè)定 10 3.4.2強(qiáng)度校核 10 3.5 手柄材料及尺寸的設(shè)定 11 3.5.1 手柄材料及長(zhǎng)度的選定 11 3.5.2 手柄直徑的選定 11 3.6 其他保險(xiǎn)零件的選定 11 3.6.1螺桿及手柄處擋圈及螺桿上端螺釘選取 11 3.6.2 底座與螺母間緊定螺釘?shù)眠x取 12 四 設(shè)計(jì)結(jié)果（主要參數(shù)列表） 13 五 參考文獻(xiàn) 14 一 千斤頂設(shè)計(jì)任務(wù)分析 1.1 千斤頂載荷Q和重高度L 已知條件：最大載荷Q=60000KG 起重高度L=180mm 手動(dòng) 分析已知可得：（1）Q=60KN （2）因?yàn)樵O(shè)計(jì)的千斤頂是手動(dòng)，故對(duì)螺紋的精度要求不高。可以采用9級(jí)梯形螺紋。 （3）可選用45鋼作為千斤頂材料，調(diào)質(zhì)HB=217～255,α=315(課本P362表15-1) (4)千斤頂?shù)慕M成:A)螺紋B)螺母:為青銅或球墨鑄鐵C)底座:HT180灰鑄鐵E)手柄D)其他保險(xiǎn)圈,螺釘?shù)? 1.2材料選擇 因?yàn)樵O(shè)計(jì)的千斤頂是手動(dòng)的，故對(duì)螺紋的精度要求不是很高。因此采用9級(jí)梯形螺紋，材料為45鋼。 1.3千斤頂組成 A 螺母 、 B 螺桿 、C 拖杯 、D 底座（機(jī)架）、E 手柄 、F 其他保險(xiǎn)零件（墊圈、螺釘?shù)龋? 本文由閏土服務(wù)機(jī)械外文文獻(xiàn)翻譯成品淘寶店整理 二 千斤頂總體示意圖 三 各部件參數(shù)設(shè)定及強(qiáng)度校核 3.1 螺母材料、尺寸的選定及校核 3.1.1 螺母材料及尺寸的基本參數(shù) 螺母材料：鑄鋁青銅（ZCuAl9FeNi4Mn2）。材料耐磨性好，強(qiáng)度高，適用于低速重載的傳動(dòng)。 查表5－12得材料 [P]=18-25MPa 取[P]=20MPa 。 對(duì)于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，故取＝1.2～2.5 ，?。?。 由式5－43，對(duì)于梯形螺紋，中徑 。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取Tr326螺紋 基本參數(shù)（mm）： 3.1.2 螺紋牙的強(qiáng)度校核 螺母高度 工作圈數(shù) 計(jì)算螺紋根部彎曲強(qiáng)度校核公式由式5－49： 其中對(duì)于梯形螺紋, 代入得： 查表5－13： 。 故合適。 計(jì)算螺紋根部剪切校核由式5－48： 查表5－13： 。 故合適。 3.1.3 螺母其他尺寸設(shè)定 凸緣尺寸的設(shè)定 ：由抗壓強(qiáng)度求凸緣外徑 由表5－13得：，則，取。 代入得： 。取。 取 。 取。 螺母結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 3.1.4螺母凸緣強(qiáng)度校核 凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度： 故合格。 其中。 凸緣根部的彎曲強(qiáng)度： ，故合格。 其中。 凸緣根部被剪斷的情況較少發(fā)生，故強(qiáng)度計(jì)算從略。 3.2 螺桿材料、尺寸的設(shè)定及強(qiáng)度校核 3.2.1 螺紋自鎖性校核 螺紋的自鎖條件需滿足 查表5－12得：f=0.09 梯形螺母 故 又 得. 故自鎖，安全。 3.2.2 螺桿材料選取及強(qiáng)度計(jì)算 螺桿材料：45＃鋼 調(diào)質(zhì) 。 查表15－1： ， 據(jù)表5－13： ， 校核螺桿強(qiáng)度，根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面計(jì)算應(yīng)力， ； 其中 ，， ， 。 代入數(shù)據(jù)=102.5MPa , =39.4MPa 。 得： ，故不太安全。 改進(jìn)方法：1 選用40CrNi調(diào)質(zhì)鋼 ；2 增大螺桿尺寸。 選用改進(jìn)方法1 采用40CrNi調(diào)質(zhì)鋼 ， 由表15－1： 毛坯尺寸<100mm , ,,安全。 故確定采用40CrNi調(diào)質(zhì)鋼及以上強(qiáng)度鋼。 3.2.3 螺桿穩(wěn)定性校核 查表5－14： 螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)在一端固定，一端自由時(shí)為 。 螺桿工作長(zhǎng)度： ， 螺桿的柔度： 代入得： < ,為中柔度桿，故不能用歐拉公式計(jì)算。 由經(jīng)驗(yàn)公式得： 查經(jīng)驗(yàn)公式直線公式的系數(shù)得： ， 代入數(shù)據(jù)得： 。 由螺桿的穩(wěn)定性條件 其中對(duì)于傳力螺旋 。符合螺桿穩(wěn)定性條件。 螺桿兩斷各鉆M10的螺孔，用于安裝擋圈。 螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 3.3 底座及機(jī)架材料的選定及校核 3.3.1 底座及機(jī)架基本參數(shù)與結(jié)構(gòu)的設(shè)定 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，工程材料選用金屬材料性能與特性，用HT150－HT200灰鑄鐵都可，適用于重載低速等情況。抗拉強(qiáng)度180MPa,抗彎強(qiáng)度240MPa 。 機(jī)架厚度與斜度：厚可取 ，取。 斜率可取 ，取 。 3.3.2 底座內(nèi)外徑的設(shè)定 底座內(nèi)徑 ，L＝起重高度180； 計(jì)算得： ，可取 底座外徑D6通過(guò)擠壓強(qiáng)度求出： 由表5－6得到，當(dāng)接觸表面為混凝土?xí)r，取， 求得： 機(jī)架總高：螺母下沿（69-26mm）+(10~20mm),取. 機(jī)架及底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 3.4 托杯的材料及尺寸的設(shè)定 3.4.1材料及尺寸的設(shè)定 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，托杯可選用的材料有Q235，Q275或35＃，45＃或鑄鐵均可。選用Q235鋼，毛坯100mm, 。 壁厚，取，斜率，取 。 ， ， 托杯高度， 托杯開口寬度。 3.4.2強(qiáng)度校核 對(duì)托杯下底面尺寸d0進(jìn)行強(qiáng)度校核： 查表5－6，鋼對(duì)鋼， 代入數(shù)據(jù)算得：。故強(qiáng)度合格。 托杯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 3.5 手柄材料及尺寸的設(shè)定 3.5.1 手柄材料及長(zhǎng)度的選定 手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#調(diào)質(zhì)鋼均可?，F(xiàn)取用Q235鋼。 手柄長(zhǎng)度的選定： 擰緊力矩T等于螺旋副間摩擦力矩T1和托杯與螺桿上端支撐面的摩擦阻力矩T2之和， ， 其中為接合面的摩擦系數(shù)，查表5－5得：＝0.1～0.16，?。?.15 ， 為支撐面的摩擦半徑 ， 人力一般可以取150～250N，考慮到持久耐力性?。?50N， 計(jì)算得到手柄有效長(zhǎng)度。 手柄實(shí)際長(zhǎng)度可取。 手柄一端鉆M10的螺孔，用于安裝擋圈。 3.5.2 手柄直徑的選定 由彎曲強(qiáng)度計(jì)算 得： 取 整理計(jì)算得 ： 取。 3.6 其他保險(xiǎn)零件的選定 3.6.1螺桿及手柄處擋圈及螺桿上端螺釘選取 手柄一端可自由拆卸，故只用一個(gè)擋圈。直徑,螺釘可取M6～M10?，F(xiàn)取M10。 螺桿上端擋圈， 螺桿下端擋圈。 其中螺桿兩端螺釘都取M10。 3.6.2 底座與螺母間緊定螺釘?shù)眠x取 底座與螺母間緊定螺釘可以選取M8。適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。 四 設(shè)計(jì)結(jié)果（主要參數(shù)列表） 一 螺母 材料：鑄鋁青銅（ZCuAl9FeNi4Mn2）， Tr427 螺紋基本參數(shù)（mm）： ， 下斷尺寸，凸緣， 上斷尺寸。 二 螺桿 螺桿材料：40Cr調(diào)質(zhì)鋼及以上強(qiáng)度鋼，如20CrNi, 40CrNi等， 螺桿尺寸（mm）： 三 底座 底座材料：用HT150－HT200灰鑄鐵都可， 尺寸：厚度，斜率， 底座內(nèi)徑，底座外徑， 機(jī)架總高：。 四 托杯 壁厚 ，斜率， 下端尺寸： ， ， 托杯高度， 托杯開口寬度。 五 手柄 手柄材料可用Q235,Q275或45#,35#調(diào)質(zhì)鋼均可， 手柄實(shí)際長(zhǎng)度可取，手柄直徑。 六 其他保險(xiǎn)零件 手柄擋圈：直徑,螺釘取M10。 螺桿上端擋圈，螺桿下端擋圈， 其中螺桿兩端螺釘都取M10。 底座與螺母間緊定螺釘可以選取M8。 五 參考文獻(xiàn) [1] 機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 濮良責(zé) 紀(jì)名剛 2006.05 高等教育出版社。 [2] 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) 龔桂義 高等教育出版社。 [3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 電子版V2.0