机械设计千斤顶说明书.docx
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螺旋千斤顶设计说明书
1
学院:
XXXX
班级:
XXXX姓名:
XXXX学号:
XXXX
目录
一、确定螺杆、螺母材
料·································
·········3
二、螺纹相关参数的确
定·································
·········3
三、螺杆的设
计·································
·················4
四、螺母的设
计 2
·················6
五、螺纹牙强度校
核·································
·············7
六、托杯的设
计·································
·················8
七、手柄的设
计·································
·················9
八、底座的设
计·································
·················10
九、详细装配
图·································
·················12
十、参考文
献·································
···················12
3
详细设计如下:
设计内容
计算及说明
结果
1.确定螺杆、螺母
材料
由于起重器的载荷 Q=38KN,低速运行,按表5-11【1】选取螺杆材料为45钢,并采用正火处理,由表8-17【2】得:
螺杆材料为45钢螺母采用:
设计内容
计算及说明
结果
2.螺纹相关参数的确定
2.1滑动螺旋耐磨性计算
2.2选取标准梯形螺纹:
其抗拉强度为sb=600MPa
屈服强度sS=353MPa(GB/T699-1999)
螺母采用 ZCuSn10P1,采用砂型铸造,由表8-26【2】得:
其抗拉强度为sb=220MPa
屈服强度s0.2=130MPa(GB/T1176-1987)
根据对螺纹类型和相关传动特点的比较,选择梯形螺纹梯形螺纹牙根强度高,工艺性好,对中性好
计算中取f=2.8,查表5-12【1】,取[p]=20MPa,f=0.1
代入F=38KN
计算过程:
根据耐磨性条件,初步估算螺杆中径
P=F= F = FP £[P]
A pd2hu pd2hH
d³ FP
2 phf[p]
式中:
F——作用与螺杆的轴向力,单位N
P——螺纹螺距,单位mm
h——螺纹工作高度,单位mm
A——螺纹的承受面积,单位mm2
H——螺纹高度,单位mm
u——螺纹工作圈数。
又有:
H=fd2 h=0.5p代入得到:
d³0.8 F ,得d³20.8mm
2 f[p] 2
查表8-45【2】,根据梯形螺纹的标准GB/T5796.2-2005,取螺纹公称直径d=40mm,螺距为p=10mm
查表8-46【2】,根据梯形螺纹的标准GB/T5796.3-2005,得梯形螺纹其它尺寸:
螺杆小径:
d1=29mm,螺杆螺母中径:
ZCuSn10P1
选用梯形螺纹
螺杆中径
d2³20.8mm
1
螺纹参数:
d=40mm
p=10mm
d1=29mm
3
设计内容
计算及说明
结果
2.3螺母工作圈数校核:
2.4自锁性校核
3.螺杆的设计
3.1螺杆的强度校核
d2=D2=35mm
螺母大径:
D=41mm,螺母小径:
D1=30mm
螺母高度:
H=fd2=2.8´35mm=98mm
螺纹牙根部宽度:
b=0.65p=0.65´10=6.5mm
已知螺距p=10mm,根据公式u=HP,得:
u=Hp=98mm10mm=9.8<10,满足要求。
螺纹升角:
y=arctanæsö=arctanæ 10mm ö»5.19°
ç ÷ ç ÷
èpd2÷ èp´35mmø
ø
f 0.1
当量摩擦角:
jv=arctancosb=arctancos15°»5.91°
其中f=0.1由表5-12[1]得到因此y<jv,符合自锁条件。
螺杆在设计时要进行强度校核和稳定性校核(耐磨性和自锁性之前已有校核)。
螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩T的作用,其强度条件为:
o= (F)2+3(T)2<[s]
ca A W
T
式中:
A——螺杆螺纹危险截面面积,A=pd2mm2;
41
pd3
W——抗扭截面系数,W=1mm3;
T T 16
T——螺杆所受扭矩。
其中,螺杆所受转矩为:
d2=D2=35mm
D=41mm
D1=30mm
H=98mm
b=6.5mm
u=9.8<10
合理
y<jv
合理,能自锁
3
sca<[ss]
符合强度条件
设计内容
计算及说明
结果
3.2螺杆的稳定性校核
T=Ftg(y+j)d2
v 2
=38KN´tg(5.19°+5.91°)´35mm
2
=130.5KN×mm
o= (F)2+3(T)2
ca A W
T
= (4´38000)2+3(130500)2
p×292 0.2´293
»73.9MPa
查表5-13【1】,取螺杆许用应力
[s]=ss=353Mpa»88.25Mpa
s 4 4
得 sca<[ss]
所以,螺杆符合强度条件
ul
螺杆的柔度:
l=
i
其中,u——螺杆长度系数,由表5-14[1]得u=2。
l——螺杆工作长度,l=hmax+B+b+H2:
其中
hmax为最大举重升距;B为螺杆头部长度,
B=1.5d=60mm;b为退刀槽宽度,参照普通螺纹退刀槽的参数可得,b»2p=2´10mm=20mm;H为螺母高度;所以
可得,l=hmax+B+b+H2=319mm。
i——惯性半径,i= I=d1=7.25mm。
A 4
ul 2´319mm
柔度:
l= = »88,
i 7.25mm
pd4
螺杆危险截面惯性矩:
I=1=34719mm4
64
螺杆临界载荷:
p2EI p2´206000´34719
Fcr=(ml)2= (2´319)2 =173.4KN
计算安全系数:
SSC>Ss,满足稳定性条件
3
设计内容
计算及说明
结果
3.3螺杆参数的确定
4.螺母的设计
4.1螺母参数设计
4.2螺母外径的强度校核
S =Fcr=173.4=4.56>S=4
SC F 38 s
所以满足稳定性条件
根据以上计算,可确定螺杆参数如下:
d=40mm d1=29mm d2=35mmd3=27mm(退刀槽,GB/T3-1997)L=380mmD3=1.8d=1.8´40mm»72mm(头部直径)
已知螺纹参数:
D=41mm D1=30mm D2=35mm
H=98mm
根据文献查得千斤顶经验计算公式如下:
D4=1.8d»72mmD5=1.4D4»100mm
b0=H3»32mm
螺母下端悬置部分既受到拉力的作用,又受到螺纹牙上摩擦扭矩对螺母的作用。
本文将拉力增大20%~30%来考虑扭矩对螺母的作用,这样个方法是一个经验性的方法,是可取的。
o= 1.2~1.3F »16.57Mpa~17.96MPa
ca p(D2-D2)
4
4
D4=1.8d»72mmD5=1.4D4»100mm
b0=H3=32mm
3
sca<[sb],满足强度条件
设计内容
计算及说明
结果
4.3螺母凸缘的强度校核
4.3.1挤压强度校核
4.3.2剪切强度校核
4.3.3弯曲强度校核
5.螺纹牙强度校核
5.1剪切强度校核
5.2弯曲
由表5-13[1]得到:
[s]=50MPa
b
sca<[sb],满足强度条件
螺母凸缘要分别进行挤压强度校核、剪切强度校核以及弯曲强度校核。
o= 4F = 4´38000 »10.05MPa
p p(D2-D2) 3.14´(1002-722)
5 4
[sp]=1.5~1.7[sb]=75MPa~85MPa,
sp<[sp],满足挤压强度条件
t= F = 38000N »5.25MPa
pD4b0 p´72mm´32mm
由表5-13[1]得[t]=35MPa,
t<[t],满足剪切强度条件
F×1
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