千斤顶的设计

1螺旋千斤顶设计起重量F=25KN起重高度H=200mm手柄操作力P=250N设计任务：1．设计计算说明书一份2．设计装配图一张（1：1）2目录螺旋千斤顶简介---------------------------------------------3一螺杆螺母计算-------------------------------------------41螺杆中径-------------------------------------------------42螺母高度-------------------------------------------------53螺母螺纹工作圈数-------------------------------------54螺纹牙工作高度----------------------------------------55自锁性校核----------------------------------------------5二螺杆计算-------------------------------------------------61螺杆强度计算-------------------------------------------62螺杆稳定校核-------------------------------------------7三螺母计算-------------------------------------------------81螺母螺纹牙剪切强度----------------------------------82螺母螺纹牙危险截面弯曲强度----------------------93螺母外径（校核）-------------------------------------94螺母凸缘与底座接触面挤压强度-------------------105螺母凸缘根部的弯曲强度----------------------------10四拖杯设计-----------------------------------------------11五底座设计-----------------------------------------------12六手柄计算-----------------------------------------------13七效率计算-----------------------------------------------15附录及参考文献3螺旋千斤顶简介螺旋千斤顶结构型式见附图，螺杆和螺母为主要零件，螺母5与底座8可采用87Hk配合并用紧固螺钉6和底座8作相对固定，转动手柄时，螺杆7在作回转运动的同时作上下移动，以举起或放下重物，托杯1座落在螺杆的凸台上直接顶住重物，他的作用是使重物不随螺杆转动，为防止螺杆旋出螺母，在螺母杆下装有一挡环9。为防止螺杆因重物重压而自行下落，起重螺旋必须有足够的自锁能力。为了减少螺杆与螺母的螺纹牙的磨损与摩擦，以及减少托杯底面与螺杆支撑面间的磨损与摩擦，工作时应在这些滑动面之间加注润滑剂。4计算内容螺杆螺母计算螺杆中径2d计算及说明螺杆材料选用45钢，性能等级6.8级，螺纹为单头左旋梯形螺纹(1)由[1]*（5-45）得设计公式：20.8[]Fdp(2)参数选择：a)起重力25FKNb)1.22.5)2.0（取c)材料许用压应力[]1.2(1825)(21.630)pMpaMpa[]22pMpa取(3)计算：32625102.0221019.07dmm查[2]*表(6-36)可取：32dmm125dmm229dmm6Pmm(螺距)计算结果123225296dmmdmmdmmPmm5螺母高度H螺母螺纹工作圈数u螺纹牙工作高度h自锁性校核螺母材料选用铸铝青铜（ZCuZn25AlFe3Mn3）,整体式结构22.029Hd58mm589.67106HuP0.50.563hPmmmm(1)由[1]*(5-48)得校核公式：arctancosvfarctanvf(2)参数选择：a)螺纹升角0arctan16arctan3.76929nPdb)摩擦系数0.080.100.10ff取c)牙侧角01558Hmm9.67u3hmm6螺杆计算螺杆强度计算(3)计算：000.10arctan5.91cos15vv，满足自锁性条件(1)由[1]*(5-49)得计算公式：223ca22()3()[]TFTAW(2)参数选择：a)480[]3535sMpa(72120)Mpa[]80Mpa取b)22212544Admm2490.87mmc)螺杆扭矩2tan()2vdTF0042925tan(3.7695.91)26.1810Nmmd)螺杆螺纹段抗扭截面系数v，满足自锁性条件7螺杆稳定性校核223132516163067.96TdWmmmm(3)计算：342225106.1810()3()490.873067.9661.73[]caMpa(1)由[1]*(5-55)得计算公式：crscsFSSF(2)参数选择：a)3.55.0,4.5ssSS取b)螺杆工作长度1.52581.5322002277HldHmmc)螺杆柔度227788.64100254slid)临界载荷螺杆强度满足条件8螺母计算螺母螺纹牙剪切强度212(4612.57)425(4612.5788.64)4114.47crsdFNKN(3)计算：114.474.57925scsSS(1)由[1]*(5-50)得计算公式：[]FDbu(2)参数选择：a)[](3040)Mpab)螺纹牙根部厚度0.650.6563.9bPmmmmc)螺母螺纹大径132133Ddmmd)9.67u（3）计算：333251033103.9109.676.39[]paMpa剪切强度符合要求4.579scs6.39Mpa9螺母螺纹牙危险截面弯曲强度b螺母外径（校核）（1）由[1]*(5-51)得计算公式：26[]bbFlDbu（2）参数选择：a)[](4060)bMpa[]45bMpa取b)弯曲力臂23329222DDlmm（3）计算：33332625102103310(3.910)9.6719.6[]bbMpa弯曲强度符合条件（1）由[1]*(5-52)得计算公式：23(4.85.2)[]FDD235.2[]FDD取（2）参数选择：[]0.83[]b0.834537.35Mpa（3）计算：19.6bMpa10螺母凸缘与底座接触面挤压强度计算螺母凸缘根部332365.22510(3310)37.351046.87Dmm350Dmm取（1）由[1]*（5-53）得计算公式：2243[]()4ppFDD（2）参数选择：a)材料许用挤压应力[](1.51.7)[](1.51.7)45(67.576.5)pbMpaMpa[]67.5pMpa取b)43(1.31.4)DD(1.31.4)50(6570)mmmm465Dmm取（3）计算：3222510(6550)418.45[]ppMpaMpa挤压强度满足条件（1）由[1]*(5-54)得计算公式：350Dmm465Dmm18.45pMpa11的弯曲强度计算拖杯设计432343231()4161.5()[]bbFDDMWDaFDDDa（2）参数选择：5819.33333Hamm(3)计算：33321.525(6550)105010(19.33310)9.58[]bbpaMpa材料选择铸钢，为了使托杯与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯表面制有切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上装有挡圈。（1）参数设计a)(812),10mmmm取b)6(2.42.5)Dd(2.42.5)32mm(76.880)Mpa678Dmm取c)21.71.9Dd1.71.932mm9.58bMpa10mm678Dmm12底座设计54.460.8mm258Dmm取d)0224DDmm58245456mmmmmm055Dmm取e)5(0.60.7)Dd(0.60.7)32(19.222.4)mmmm521Dmm取(2)接触面许用压力校核：2205()4FFpADD222225000(5521)412.31NmmNmm2[]1520Npmm[]pp,故接触面许用压力符合要求材料选用铸铁，壁厚10mm，并制成110斜度，联接结合面材料为木材（1）由[3]*7得下列计算式：258Dmm055Dmm521Dmm212.31Npmm13手柄计算114282001428(214228)HHmmmmmmmm1220Hmm取63510505105560DDmmmmmmmm658Dmm取2874[]pFDD（2）参数选择：76[]2444458102pMpaDDmm（3）计算：32386425101.0210210162.23Dmm8163Dmm取材料选用碳素钢Q235，环行端面（1）由[3]*78得下列计算式并计算得：a)螺旋副摩擦力矩11tan2vdTF1220Hmm658Dmm7102Dmm8163Dmm14002925tan3.7695.91261.827Nmb)端面摩擦力矩04245523250.113.754cDDTFfNm（0.10.12,0.1ccff取）c)螺旋驱动力矩1261.82713.7575.577TTTNmd)手柄计算长度75.577250302.308pLTPmmm303mmp取Le)手柄实际长度2(50150)2pDLLmm58303(50150)2(382482)mmmm取L=385mmf)手柄直径30.1[]pbTd303mmpL385Lmm15螺旋千斤顶效率3675.57718.4670.14510mmm20pdmm取（1）由[3]*8的效率计算公式：2pFPPL（分子上P代表螺距，P=6mm;分母上P代表手柄操作力，P=250N）（2）计算：3256100%22503031031.5%20pdmm31.5%16参考文献1濮良贵纪名刚主编机械设计第七版北京高等教育出版社2006年4月第10次印刷2王之栎王大康主编机械设计综合课程设计机械工业出版社2006年2月第一版