機(jī)械設(shè)計螺旋千斤頂設(shè)計.doc

機(jī)械設(shè)計螺旋千斤頂設(shè)計結(jié)構(gòu)草圖：載重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm工作原理圖：1. 螺桿的設(shè)計與計算1.1螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，千斤頂常用的是梯形螺紋。 梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動；它的基本牙形按GB/T5796.12005的規(guī)定。千斤頂?shù)淖枣i行能要好，所以用單線螺紋。 因此選用的螺桿螺紋是牙形角=30的單線梯形螺紋1.2 螺桿的材料的選擇 螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 在此選用的是45鋼。1.3 確定螺桿的直徑 按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距t及其它尺寸。 計算過程： 滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力p。p=QPd2hH<p令=H /d2(H為螺母高度，且H=uP)，代入得d2>=QPhp式中 p工作壓強(qiáng)(MPa);Q軸向工作載荷(N)；d2螺紋中徑(mm)；P 螺距h螺紋工作高度(mm)，對矩形、梯形螺紋，h=0.5P；對鋸齒形螺紋，h=0.75P；u旋合螺紋圈數(shù)；p 螺旋副許用壓強(qiáng)(MPa)。f值選取： 對整體式螺母，f=1.22.5， 對剖分式和兼做支承螺母，f=2.53.5.此處f取1.5。因為千斤頂?shù)穆輻U與螺母的相互運(yùn)動是低速滑動，所以兩者的材料均選為鋼-青銅 需用應(yīng)力取p=20MP。螺桿螺紋的中徑：d20.8Qp=0.8*200001.5*20=20.65根據(jù)求得的此螺紋中徑，查表GB/T5796.22005和表GB/T5796.32005有：公稱直徑d=28,螺距P=5,中徑d2=D2=25.50,螺桿小徑d3=22.50,螺母小徑D1=23.00，螺母大徑D4=28.50，螺母高度H=d2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈數(shù)=HP = 365 =7.65810(圈)1.4自鎖驗算自鎖條件：v式中：v螺紋副當(dāng)量摩擦角， v = arctgfv =arctg(f/cos) 為螺紋升角摩擦系數(shù)f由查表可知，f= .110.17，由于千斤頂?shù)倪\(yùn)動速度是很低的，所以摩擦系數(shù)按起動時區(qū)最大值0.17。牙側(cè)角=/2=30/2=15=arctannpd2=arctan153.1438.25=2.38v=arctanfcos15=arctan0.17cos15=9.98=2.38v=9.98符合自鎖條件1.5螺桿強(qiáng)度校核ca=2+32=(4Qd12)2+3(16T1d13)2式中：螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa )， 有= s/35。T1=Qtan+vd22查表可知s=355 =/3=118.3經(jīng)計算的 T1=41909.1ca=80.7=118.31.6螺桿的壓桿穩(wěn)定性計算ssc=QcQs其中Qc由s=l/i(u=2)確定計算可得:Ssc=4.043.51.7螺母螺紋牙強(qiáng)度校核 剪切強(qiáng)度條件（危險截面為aa）=QuDb=Qdbub=Quh/2Db2/6=3Qhdb2ub式中：b螺紋牙根部的厚度，mm，梯形螺紋b=0.65P.； h_ 彎曲力臂，mm,參看圖l=(D-D2)/2； b螺母材料的許用彎曲應(yīng)力 螺母材料的許用切應(yīng)力計算可得 =8.74=30 b=9.918b=402. 其他零部件的設(shè)計計算2.1螺母懸置段強(qiáng)度計算 求螺母外徑強(qiáng)度條件為：近似ca=(1.21.3)Q/4(D32-D2)由參考文獻(xiàn)可知 青銅=100Mpa，對于塑性材料=sns,一般ns=1.22.5.則 =40Mpa帶入計算得 D3>=39.34由經(jīng)驗公式D3=(1.61.8)D,取D3=45mm，D4=59mm2.2螺母凸緣的強(qiáng)度計算接觸面擠壓強(qiáng)度計算： ca=Q（4）D42-D32p-螺母的許用擠壓應(yīng)力，Mpa，=（1.51.7） 4-螺母凸緣大經(jīng)，mm，4=（1.31.4）3 取D4=59mm,計算得ca=17.5MPa<p凸緣根部彎曲強(qiáng)度計算：ca=MW=QD4-D32D3a2ba-凸緣高度，mm，a=H/3帶入計算得：ca=3.428<b所以螺母凸緣滿足強(qiáng)度要求2.3手柄的設(shè)計計算材料：Q235鋼手柄長度確定：取c=0.1, p=200N計算得：T1=41909.1NmmT2=33107.5NmmLp=375.1mm手柄實際長度L=Lp+D13=423.1mm。 取長度為425mm手柄直徑確定：b=MW=32PLdp3b將b=158Mpa帶入計算得： dp>16.9mm取dp=20mm2.4托杯的設(shè)計 材料：托杯用來承重可用Q235鋼模鍛制成D10=（2.42.5）d=58mmD11=(0.60.7)d=20mmD13=(1.71.9)d=48mmD12=D13-(24)=45mm取=8mmh=1.3=10.4mm為了避免過快磨損，托杯一方面需要潤滑，另一方面還要驗算接觸面間的擠壓強(qiáng)度. 帶入計算得：P=12.64MPa<p=300MPa滿足擠壓強(qiáng)度要求2.5底座設(shè)計底座材料常用鑄鐵(HT100)，鑄件的壁厚應(yīng)取812mm，取=10mm。為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成110的斜度H1=H+20=250mmD6=D3+5=50mmD7=D6+H15=100mm接地比壓驗算底座下墊物的許用擠壓應(yīng)力取2MPa，計算得 D8>=150.79取D8=200mm參考文獻(xiàn)：1濮良貴 陳國定 吳立言 機(jī)械設(shè)計 高等教育出版社 2013 2柴國鐘 梁利華 王效貴 盧炎麟 材料力學(xué) 科學(xué)出版社 20123孫毅 章巧芳 舒欣 圖學(xué)原理與工程制圖教程 清華大學(xué)出版社 20124戴枝榮 張遠(yuǎn)明 工程材料 2006