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1、简单千斤顶设计说明书姓名：疯狂考拉 学号：不告诉大家了吧学院：机械与能源工程学院专业：机械工程及其自动化指导教师：顾大强2008.10.071目录第一章 设计题目及材料选择 .21.1 设计要求 .21.2 主要零件的常用材料 .21.3 千斤顶结构示意图 .2第二章 螺杆的设计计算 .32.1 螺杆材料级牙型选择 .32.2 耐磨性计算 .32.3 验算螺纹的自锁条件 .42.4 螺杆强度校核 .42.5 稳定性校核 .52.5 螺杆其他结构设计 .6第三章 螺母的设计计算 .63.1 确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数 u.63.2 校核螺纹牙强度 .73.3 螺母的其他设计要求 .7第四章
2、 托杯的设计与计算 .8第五章 手柄设计与计算 .85.1 手柄材料 .85.2 手柄长度 Lp .85.3 手柄直径 dp .95.4 结构 .9第六章 底座设计 .102第一章 设计题目及材料选择1.1设计要求设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。起重量为 40000N，起重高度为200mm，材料自选.。传力螺旋传动要求以小的扭矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，每次的工作时间较短，工作速度也不高，通常有自锁能力，所以千斤顶设计采用此结构。1.2主要零件的常用材料螺杆：45# 钢，采用带有外螺纹的杆件螺母：青铜，带有内螺纹的构件底座：灰铸铁 HT200 带 1： 10 斜度手
3、柄：2351.3千斤顶结构示意图图 1：千斤顶示意图3第二章 螺杆的设计计算2.1 螺杆材料级牙型选择选用 45钢，螺杆螺纹类型选择梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角 =30 0，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按 GB5796.186 的规定。2.2 耐磨性计算滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力 p，使其小于材料的许用压力p。假设作用于螺杆的轴向力为（N ） ，螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影
4、到垂直于轴向力的平面上的面积）为 A（ ） ，螺纹中径为小（ ） ，螺纹工作高度为 H（ ） ，螺纹螺距为 2mmmP（ ） ，螺母高度为 D（ ） ，螺纹工件圈数为 u H/P 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为： 22FFppAdh令 ，则 代入上式得：2/Hd22FPdhp对于梯形螺纹， ，则：0.5hP20.8式中， 为材料得需用压力，单位为 ，取 20 ， 。代入计算得：pMPapPa122640.825.301d根据梯形螺纹国家标准（579686） ，以及螺杆稳定性的初步估算，选取以下参数的梯2形螺纹：公称直径 d=28 螺距8；螺纹小径； ；29d4由此：螺母高度 2958Hd查阅有
5、关技术手册 知螺杆退刀槽直径 ；117.832.4.d退刀槽宽度 7.5b螺纹工作圈数 ，满足设计要求。89.670uP2.3 验算螺纹的自锁条件千斤顶有自锁要求，自锁条件为：其中 v2arctnPdarctnosvf式中： 为螺纹升角； 为摩擦系数； 为牙侧角。f取 ， 代入计算得：0.8f21526arctnarct3.7.1429Pd08rtrtn.osos5vf有 ，故满足自锁条件v2.4 螺杆强度校核螺杆工作时承受轴向压力和扭矩 T 的作用。螺杆危险截面上既有压缩应力；又有切应力。根据第四强度理论求出危险截面的计算应力 ，其强度条件为：ca2213caTFAW其中螺杆所受的扭矩 ，2
6、tn()vdTFNm式中：A 螺杆螺纹段的危险截面面积； （因为 ，故退刀槽处为危险面） ；214d1d 退刀槽直径，1dm1濮良贵.机械设计.高等教育出版社.2006.第 97 页2谭建荣.图学基础教程.高等教育出版社.1999.第 323 页5螺杆螺纹段的抗扭截面系数， ，TW311TW64dA3m螺杆材料的许用应力，MPa强度校核： 234tn()910ta(.743)86.vdTFNmA22 22826 6134.1103. 401039caTFWMP 57.s a，因此满足强度要求。ca2.5 稳定性校核对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧
7、失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力必须小于临界载荷 ，则螺杆crF的稳定性条件为 ： crssFS式中： 螺杆稳定性的计算安全系数； scS螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋（如起重螺杆等） ， =3.55.0s sS螺杆的临界载荷；crF计算螺杆柔度： sli，此处， 为螺杆的长度系数，设计时取 2 l为螺杆的工作长度，1当螺杆一端以螺母支承时，则以螺母中部到另一端支点的距离，作为工作长度 ； i为螺杆危险1濮良贵.机械设计.高等教育出版社.2006.第 99 页1郭爱莲.新编机械工程技术手册.经济日报出版社.1992.第 92 页，2濮良贵.机械设计.高等教育出版社.2006.
8、第 97 页6截面的惯性半径， ；14di所以 ，3s2(09)75.40./li故应用欧拉公式计算临界载荷 ：crF2()crEIl式中：E螺杆材料的拉压弹性模量， ； 5=2.061MPaI螺杆危险截面的惯性矩，41dI代入数据计算得： 235442.14.06.16.90()9crEIFl所以： ，满足稳定性要求。.7crsS2.5 螺杆其他结构设计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 的大小kd根据手柄直径 dp 决定，d kdp 十 0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端设有退刀槽。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于 d1 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，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。图 2 中各参数的具体设计数值为： ；h=48;1358D第三章 螺母的设计计算螺母材料一般可选用青铜，耐磨性较好。3.1 确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数 u螺母高度 H=d 2（H 应圆整为整数）螺纹工作圈数 ，考虑到螺纹圈数 u 越多，载荷tHu分布越不均，故 u 不宜大于 10，否则应改选螺母材料或加大 d。图 2：螺杆结构示意图7图 3：螺母螺纹圈的受力分析图 4：螺母结构3.2 校核螺纹牙强度螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。如图 3 所示，如果将一圈螺纹沿螺母的
