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1、螺旋千斤顶课程设计计算螺旋千斤顶课程设计计算 说明书说明书院院 系系 机械工程系机械工程系 专业年级专业年级 设设 计计 者者 指导教师指导教师 2011 年年 5 月月 15 日日千斤顶的设计千斤顶的设计设计螺旋千斤顶，已知轴向载荷 F=30000N，起重高度为 l=250mm，方案图 1 所示。1 千斤顶结构图1.1. 选择材料选择材料螺杆选材料为 45 钢，由手册查 =355Mpa；螺母材料为 ZCuSn10P1，由表1.3 查得p=20Mpa；取单头右旋梯形螺纹，=30，=15，整体螺母。2.2. 耐磨性计算耐磨性计算(1) 取 =2(2) 计算 d2d20.8=0.8= 21.9mm
2、 PF 20230000 由计算出的 d2查手册确定螺纹的标准值为d=38 mm，d2=34.5 mm , d1=30 mm ，D=39 , P=7 mm(3) 计算螺母高 HH=d2=234.5=69 mm(4) 计算旋合圈数 zz=9.8610PH 769(5) 校核螺纹副自锁性=arctan= arctan = arctan =4.252dS 2dnP 5 .3471由表查得 fv=0.10,v=arctan0.10=5.71,v,满足自锁条件。1） 螺母螺纹牙强度校核由表 1.4 查得青铜螺母螺纹牙许用弯曲应力=4060Mpa、许用剪切应力=3040Mpa；梯形螺纹螺纹牙根宽度 b=0
3、.65P=0.657=4.55 mm；梯形螺纹螺纹牙工作高度 h=0.5P=0.57=3.5 mm。(1) 弯曲强度校核=17.15 合格zDbFh23 86. 955. 43914. 35 . 33000032(2) 剪切强度校核=6.37 合格DbzF 55. 43914. 386. 930000 2） 螺杆强度校核(1) 由表查得螺杆许用应力=71Mpa5S 5355(2) 螺杆所受转矩 T=Ftan(+)=30000 22d 25 .34tan(4.25+5.71)=90877 Nmm(3) ca=23 122 116/34 ddF 232216/3014. 39087733014.
4、3300004 =51.82 合格3.3. 螺母外部尺寸计算螺母外部尺寸计算a) 计算 D3螺母悬置部分受拉伸和扭转联合作用，为计算简单，将 F 增大 30%，按拉伸强度计算得= 4)(3 . 122 3DDF 式中，为螺母材料的许用拉伸应力，可取=0.83b，由表取b=50Mpa，因此=0.83b=41.5Mpa。故D3=52.16 mm 266. 1DF2395 .413000066. 1取 D3=54 mmb) 确定 D0和 a按经验公式 D0=（1.31.4）D3及 a=确定。3HD0=（1.31.4）54=70.275.6mm 取 D0=74 mma=23 mm 取 a=23 mm3
5、H 369c) 校核凸缘支承表面的挤压强度，p=(1.5-1.7)b,取b=50 Mpa 所以p=75-80 Mpa,强度条件为p=4.55p 合格2 32 04 DDF d) 校核凸缘根部弯曲强度p=5.02 Mpab=50 Mpa 合格WM22 330 235414. 35474300005 . 1 6/4/ aDDDF e) 校核凸缘根部剪切强度，强度条件为=aDF3式中，螺母材料的许用切应力=35Mpa故 =7.7 Mpa 合格235414. 3300003aDF 4.4. 手柄设计计算手柄设计计算拖杯与手柄的结构a) 确定手柄长度手柄上的工作转矩为T=FHLH=T1+T2= 2 02
6、 03 03 0 232tan21 dDdDfdFc式中，T1、T2 分别为螺纹副摩擦力矩及拖杯与接触面摩擦力矩（Nmm）；fc=0.15 为拖杯与支承面的摩擦系数；D0为托杯底座与支承面接触部分外径（mm），由经验公式 D0=（1.61.8）d 确定，取 D0=70mm；d0为托杯底座与支承面接触部分内径（mm），取 d0=24mm,FH 为手作用在手柄上的力（N）,如一人连续工作，手作用力通常取 FH=150200N,取 FH=180N；LH为手柄有效长度（mm）。故 180 LH= 22332470247015. 03271. 525. 4tan5 .233000021oo得 LH=63
7、4.5 mm 取 LH=650 mmb) 确定手柄直径 dk选手柄材料为 45 钢，S=355MPa,许用弯曲应力=237178 25 . 1s bMpa，取b=200 Mpa。手柄的弯曲强度条件为b= bkHHHHdLF WLF 3 32因此，dK3=18.13 mm, dK =20 mm。20065018032 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） ，并用螺钉或铆合固定。令 dk=dp图中尺寸： dk=6.7 mm31dk+(68)= dk+8=26.7mm托杯其他部分尺寸为托杯高 h=(0.81)Do=5670mm 取 h=56mm铰支头高 h
8、1=(1.82) dK =3640mm 取 h1=36mm5.5. 螺杆稳定性校核螺杆稳定性校核(1) 计算柔度 =iL螺杆一端固定，一端自由，长度系数 =2；螺杆最大受力长度 L 由起重高度 l、螺母高 H、铰支头高 h1及螺杆轴向预留余量决定，因 L=l+H+h1+=250+58+36+12=356 mm；螺杆危险截面惯性半径 i=7.5 mm 。430 41d=95iL 5 . 7 3562(2) 计算临界载荷I=39740.6mm4644 1d 643014. 34因为 =95 8590，因此 FC= = 22LEI 25225626 .397401006. 214. 3159221N
9、=5.3 S=3.55.0 合格30000159221FFC6.6.底座设计底座设计底座材料常用铸铁（HT150 及 HT200） ，铸件的壁厚 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 110 的斜度。 座结构及尺寸如图 17图中 H1=l+（1428）mm =250+20=270 mmH-a=69-23=46 mmD=d+1(查手册) =38+1=39 mmD6=D3+（510）mm =54+6=60 mmD7=D6+=60+=114 mm51H 5270D8=2 7 pD4F=179.2 mm,取 D8=270 mm2114214. 3300004式中：p底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取p=22.5MPa。7.参考文献参考文献
