课程设计--螺旋千斤顶设计.doc

螺旋千斤顶设计 专业：机械工程及其自动化 班级：机自1007班 学号：201002070701 姓名：陈学宇 起重量：10KN 起重高度：350mm 2012.10.31 目录 第一章 设计题目及材料选择 2 1.1设计要求 2 1.2主要零件的常用材料 2 1.3千斤顶示意图 2 第二章 螺杆的设计计算 3 2.1螺杆材料及牙型选择 3 2.2耐磨度的计算 3 2.3验证螺纹的自锁条件 4 2.4螺杆强度的校核 4 2.5稳定性计算 5 2.6螺杆其他结构设计 6 第三章 螺母的设计计算 7 3.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u 7 3.2校核螺纹牙强度 7 3.3螺母的其他设计要求 8 第四章 托杯的设计与计算 9 第五章 手柄的设计和计算 10 5.1手柄的材料 10 5.2手柄的长度 10 5.3手柄直径d手柄 10 5.4手柄结构 11 第六章 底座的设计 12 6.1底座的材料 12 6.2底座数据计算 12 参考文献： 13 第一章 设计题目及材料选择 1.1设计要求 简单千斤顶的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为0000N，起重高度为mm，材料自选.。 （1）螺杆：45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 HT00，带1：斜度 1.3千斤顶示意图 第二章 螺杆的设计计算 2.1螺杆材料及牙型选择 选用45号钢，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α=300，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GB5796.1—86的规定。 2.2耐磨度的计算 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 P（），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 （书本5-41） 令，则代入上式得： （书本5-42） 对于梯形螺纹，，则： （书本5-43） 取，对钢-青铜螺旋副，, 代入数据得：， 根据梯形螺纹国家标准摘自（B/T 5796.3-1986）选取螺纹其基本参数为： 计算螺母的螺纹圈数，并求出高度 螺纹工作圈数，考虑到退刀槽影响，取=710, 满足设计要求 2.3验证螺纹的自锁条件 千斤顶有自锁要求，自锁条件为：　　其中 式中：为螺纹升角为摩擦系数为牙侧角 取，代入计算得: ; 因为，故满足自锁条件 2.4螺杆强度的校核 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 或（书本5-47） 其中螺杆所受的扭矩 式中：A — 螺杆螺纹段的危险截面面积 ； —?? 螺杆螺纹小径， —螺杆螺纹段的抗扭截面系数， －螺杆材料的许用应力， 强度校核： ，因此满足强度要求。 2.5稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 螺杆的临界载荷Fcr与柔度λs有关，λs=( l/i，(为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l＝H+5t+(1.4~1.6)d，i为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A=(d12/4，则(I为螺杆危险截面的轴惯性矩) 当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。 1计算柔度 （1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I和i （2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度l (3) 计算柔度 查教材，(一端固定，一端) λs=( l/i=61.935 2.5.2稳定性计算 （1）计算临界载荷Fcr ，满足稳定性要求。 2.6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。手柄孔径的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp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。 退刀槽选择2P=8mm。 第三章 螺母的设计计算 螺母材料一般