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1、学无止境最全文档整理螺旋千斤顶设计任务书学生姓名颜克庭专业年级2011级车辆工程设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量FQ = 50 kN；2、最大升距h =210 mm。设计工作量：1、 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；2、 编写设计计算说明书一份。指导教师签名：年月日学无止境最全文档整理机构简图 : 标注最小尺寸AA学无止境最全文档整理螺旋千斤顶设计说明书设计内容计算及说明结果1.螺杆的设计与计算螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。设 计 的 原 始 数 据 ： 最 大 起 重 量F=50KN 、 最 大 升 起 高 度H=210mm 。螺
2、旋千斤顶的设计步骤如下：1. 螺杆的设计与计算：（1）螺纹的牙型选用矩形螺纹，采用内径对中，配合选H8/h8，在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。（2）螺杆的材料选用 45 钢（3）螺杆的直径螺杆工作时， 同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即3. 141Fd其中：螺杆许用应力SS查阅资料得：45 号钢屈服极限480SMPa取安全系数4S于是，4801204SMPaS螺纹内径满足：12010502. 531d=26.27 mm 螺距57.6427.2641dPmm 参考梯形螺纹标准，取P=6mm 进而确定螺纹的工作高度32Phmm 螺纹大径84.321P
3、ddmm 圆整后，取 d=36mm 原始数据F=50KN H=210mm 配合选 H8/h8 螺杆材料选45 钢 P=6mmh =3mm d=36mm301dmm 学无止境最全文档整理因此，301Pddmm (4) 自锁验算：当量摩擦角2cosarctan由于螺杆和螺母的材料分别取45 钢和锡青铜，因此取0.10(0.08 0.10)又因为矩形螺纹牙顶角0所以，0.10arctan5.7110cos2螺纹中径33212dddmm 螺纹中径升角arctan2dnp=arctan336=o314.3满足1因此，满足自锁条件，自锁可靠。(5) 螺杆结构：螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加
4、大直径，其结构见图1。332dmm =o314.3满足自锁条件学无止境最全文档整理2. 螺母的设计与计算图 1 手柄孔径kd根据手柄直径pd决定，0.5kpdd（后面给出）。为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比1d小0.5mm，宽度为 1.5P=1.56=9mm 。所以，退刀槽尺寸为：5.299螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为2C。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端安置了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。挡圈直径为4150ddmm 挡圈厚度 612mm 取8mm 螺钉直径为925.0dmm 选取200068/TGB4510M开槽沉头螺钉。（6) 强度校
5、核 : 螺杆工作时承受轴向压力F和转矩T的联合作用，根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力,令其满足)2.0(3)4(323122122dTdFv其中，2tan()2dTF)(04.131)711.5314.3tan(23350oomN所以，2223114()3()0.2vFTdd=293262310302. 004.1313103010504）（）（=82.31(MPa)=120MP 因此，强度符合强度要求。2. 螺母的设计与计算：（1）材料：锡青铜牌号： ZCuSn10Pb1mmdo41挡圈厚度8mm 挡圈螺钉：4510MMPav31.82满足强度要求材料：锡青铜学无止境最全文档整理（2
6、）螺纹圈数：2phdFZ其中螺纹中径mmd332， 螺纹牙高度h=3mm ，螺纹牙表面许用压强 p取25(18 25)MPaMPa。代入上式，得43.62533310503Z因此，取 Z=7 考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数5.1ZZ=8.5 螺母高mm5165.8PZH（3）螺纹其它尺寸：见图2 图 2 mm173Ha6.57366.16.1dDmm 取D=58mm 4.75583.13.11DDmm 取1D76mm (4) 螺母与底座的配合：螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用8 / 7Hn。螺母下端和底座孔上端均加工出倒角，倒角尺寸为2C。同时安置紧定螺钉防止螺母转动，紧定螺钉选用198
7、571/TGB308M的开槽锥端紧定螺钉。Z=7 5 .8Zmm51Ha=17mm D=58mm 1D76mm 紧定螺钉308M学无止境最全文档整理3. 螺杆稳定性计算3.螺杆稳定性计算：螺杆稳定性条件为scrscSFFS式中，scS为螺杆稳定性计算安全因数；sS为螺杆稳定性安全因数（45.2sS）,crF为螺杆的临界载荷。先计算螺杆的长细比il其中，长度系数2螺杆最大受压长度mmdHHl5.2895.12螺杆危险截面惯性半径5.741di所以，2 .775.75.2892对于85淬火钢)(71.1544302.770002.0148040002.0148022212crKNdF进而可得094
8、2.35071.154scFFScr由于螺杆稳定性安全因数sS=2.54 ，所以螺杆稳定性合格。0942.3scS螺杆稳定性合格学无止境最全文档整理4. 托杯的设计与计算4.托杯的设计与计算：（1）材料：选用Q235 碳钢 , 模锻制造。（2）托杯结构，见图3. 取壁厚mm10托杯高（ 1.51.8d ）, 所以托杯高 =1.6d=57.6mm 取 58mm 直径mmdD6.21366.06.02取mm222DmmdD4.86364.24. 23取mm873D图 3 为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板尺寸30
9、63，螺钉选用/57832000525GB TM六角头全螺纹螺栓。直径2D的配合为11/11 aH。当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，托杯底部与螺杆的接触面间有相对滑动。为了避免过快磨损，一方材料： Q235 碳钢mm10托杯高 58mm mm222Dmm873D学无止境最全文档整理5. 手柄的设计与计算面需要润滑， 另一方面要限制接触面间的压力，取其许用压力为 20(15 25)pMPaMPa由此可确定托杯直径224)(4DPFD2322)20(10504 =60.57(mm) 取614Dmm 5.手柄的设计与计算: (1) 材料： Q235 碳钢(2) 手柄长度pL：扳动手
10、柄的转矩pKL必须克服螺纹副的螺纹力矩1M和螺杆与托杯间的摩擦力矩2M，即21MMKLp则KMMLp21式中， K 为施加于手柄上的臂力(150 250)N，为满足大多数人的使用，设计中取K为200N。12tan() (2)MFd)711.5314.3(tan23350oo=131.04(mN) FDDM)(25.0422m25.626006.0612225.0N）（614Dmm 材料： Q235 碳钢m04.1311NM学无止境最全文档整理式中，0.06 (0.05 0.08)。所以，手柄计算长度满足KMMLp/ )(21=966.45mm 考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为
11、1005. 04wDLLp=1096.95mm wL不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为300mm，另外加套筒，套筒长800mm。（3）手柄直径：3) 1 .0(bppKLd式中，b为材料的许用弯曲应力，对于Q235 的手柄，MPab120所以，mmKLdbPp25.25)1 .0(3取mmdp5.25则螺杆上手柄孔径mmddpk265 . 0（4）手柄结构：手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉固定，其结构见图4。图 4 固定螺钉选用200068/TGB208M开槽沉头螺钉。m25.622NM95.1096Lwmmdp5.25mmdk26学无
12、止境最全文档整理6. 底座的设计与计算6. 底座的设计与计算：（1）材料： HT100 铸铁（2）尺寸设计： 见图 5， 取壁厚mm10， 锥度按照5:1设计。各部分尺寸为：图 5 mm23020210201HHmm6465865DDmm1105/230646Dmm85.1931105 .210504423267DFDp为方便取 D7=194mm。式中，p为底座下枕垫物的许用挤压应力。以下枕垫物为木材考虑，MPap5.2。材料：HT100 铸铁mm10mmH2301mm645Dmm1106DD7=194mmmm808D学无止境最全文档整理7. 千斤顶的效率因为18DD所以，取mm808D7、千斤顶的效率：)(221TTFP（一般0.3）3 .0247.025.6204.1312650）（因此，设计效率符合要求。247.0效率符合要求
