浙江工业大学螺旋千斤顶设计说明书.doc

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螺旋千斤顶设计说明书

原始数据如下：

项目

设计要求

起重重量（KN）

49

最大起升高度（mm）

80

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

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：

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

3.2螺杆的稳定性校核

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

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弯曲强度校核

6.托杯的设计

6.1托杯的材料

6.2参数设计

6.3强度校核

7.手柄的设计

7.1手柄材料

7.2手柄直径计算

7.3手柄长度计算

8.底座的设计

8.1底座材料

8.2锥度设计

8.3底座外径设计

9、详细装配图

由于起重器的载荷，低速运行，按表5-11【1】选取螺杆材料为45钢，并采用调质处理，由表8-17【2】得：

屈服强度（GB/T699-1999）

螺母采用，采用砂型铸造，由表8-26【2】得：

其抗拉强度为

屈服强度（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

计算中取，查表5-12【1】，取,f=0.08

代入F=49

计算过程：

根据耐磨性条件，初步估算螺杆中径

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

H——螺纹高度，单位mm

u——螺纹工作圈数。

又有：

代入得到：

得

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，螺距为

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：

，螺杆螺母中径：

螺母大径：

，螺母小径：

螺母高度：

螺纹牙根部宽度：

已知螺距，根据公式，满足要求。

螺纹升角:

当量摩擦角：

其中由表得到

因此＜，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：

＜

式中：

A——螺杆螺纹危险截面面积，；

——抗扭截面系数，；

T——螺杆所受扭矩。

其中，螺杆所受转矩为：

查表5-13【1】，取螺杆许用应力

得＜

所以，螺杆符合强度条件

螺杆的柔度：

其中，u——螺杆长度系数，由表得u=2。

——升起后，托杯底面到螺母中部的的高度，：

其中为最大举重升距；为螺杆头部长度，；为退刀槽宽度，参照普通螺纹退刀槽的参数可得，；H为螺母高度；所以可得，。

——惯性半径，。

柔度：

，

〉40,需要进行稳定性校核。

满足稳定性条件，所以稳定。

根据以上计算，可确定螺杆参数如下：

（退刀槽，GB/T3-1997）

（头部直径）

已知螺纹参数：

根据文献查得千斤顶经验计算公式如下：

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。

由表得到：

＜，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。

=，

＜，满足挤压强度条件

由表得，

＜，满足剪切强度条件

＜，满足弯曲强度条件

螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。

＜，满足剪切强度条件

其中：

F——所受载荷；

——弯曲力臂，；

——螺纹牙根部厚度；

——螺母螺纹圈数。

＜，满足弯曲强度条件

托杯选用HT200，（GB/T9439—1988）

参数设计（由经验公式得到）：

：

托杯底部的内径，

：

托杯底部的外径，

:

托杯高度，

：

托杯厚度，根据经验取，=10mm

：

托杯切口厚度，=1.5=15mm

主要需要进行托杯底部的强度校核：

可知：

＜，满足强度条件。

手柄材料选用Q235，其许用应力为。

按操作舒适度及孔加工的方便，选取其截面为圆形，直径满足弯曲强度条件：

其中：

；

——托杯与螺杆头部的摩擦系数，取=0.08；

F——载荷；

所以，，

取

操作力

扳动手柄的力矩应满足条件

取手柄长度。

底座选用灰铸铁HT200

根据国家标准，最小壁厚8-15mm，根据经验，考虑起模斜度，取锥度

取厚度为

底座对地面有挤压，对于木材，许用挤压力可取

则，底座尺寸因满足：

其中：

——底座底部内径

——底座底部外径，=1.8

计算过程：

取=85mm，=1.8=153mm

＜

满足要求

取底座地板厚度S=1.5

螺杆材料为45钢

螺母采用:

螺纹参数：

10

合理

＜

合理，能自锁

＜

符合强度条件

满足稳定性条件

＜，满足强度条件

＜，满足挤压强度条件

＜，满足剪切强度条件

＜，满足弯曲强度条件

符合强度条件

托杯材料选用HT200

=10mm

=15mm

＜，满足强度条件。

手柄材料选用Q235

=1m

底座材料选用HT200

底座参数：

=170mm

=1.8=306mm

S=18mm

参考文献：

【1】濮良贵，纪名刚，陈国定，吴立言.《机械设计》.北京：

高等教育出版社，2007.

【2】陈秀宁，施高义.《机械设计课程设计》.浙江杭州：

浙江大学出版社，2009.

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