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螺旋千斤顶课程设计.doc
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1、螺旋千斤顶设计计算说明书院 系 专业年级 设 计 者 指导教师 成 绩 2010年11月1日目录螺旋千斤顶1目录2设计任务书3一、千斤顶材料的选择41.1、托杯、底座和手柄材料的选择41.2、螺母和螺杆材料的选择4二、螺纹类型的确定42.1、螺纹的选择4三、零件尺寸的计算53.1、螺杆53.1.1、螺杆直径及螺纹的计算53.1.2、自锁性的验证63.1.3、螺杆强度的验证63.1.4、螺杆稳定性的验证73.1.5、螺杆柔度83.2、螺母83.2.1、螺母设计与计算83.2.2、螺母螺纹牙的强度计算83.2.3、安装要求93.3、托杯的尺寸计算93.4、手柄103.4.1、手柄的设计与计算103
2、.4.2、结构113.5、底座设计11参考文献:12设计任务书设计题目:螺旋千斤顶千斤顶结构简图:设计条件:1、最大起重量F = 40kN;2、最大升距H =200mm;3、低速。设计工作量: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;编写设计计算说明书一份。一、千斤顶材料的选择千斤顶属于传力螺旋传动,这种螺旋传动类型主要是承受很大的轴向力,为间歇性工作方式,每次的工作时间较短,工作的速度也不高,而且要求有自锁能力。千斤顶的组成零件有托杯,螺钉,手柄,挡环,螺母,紧定螺钉,螺杆,底座,挡环。对于螺钉,挡环等零件,属于标准件,可以根据要求,选取适当的型号。而对于托杯,手柄,螺母,螺
3、杆,底座,需要进行具体的设计。1.1、托杯、底座和手柄材料的选择对于托杯和底座,我们可以看出,在工作的时候,需要承受较大的压应力,所以,在材料选择时,我们应该选取强度较高的材料。根据材料的一般性质,强度随着含碳量的增加而提高。所以,底座材料我们可以选择HT150。该零件可以经过锻造正火处理,已达到强度要求。而托杯材料,我们选择Q235。手柄材料的选择,常用材料Q235。1.2、螺母和螺杆材料的选择表1-2上表即是螺母和螺杆常用的几种材料。根据实验的要求可知,该千斤顶受力不大,转速较低,而且主要承受的是压应力。所以由表1-2,我们选择45#钢作为螺杆的材料。而对于螺母,需要较高的强度和耐磨性。所
4、以由表1-2,我们选择ZCuSn5Pb5Zn5(铸锡青铜)作为螺母的材料。二、螺纹类型的确定2.1、螺纹的选择螺纹的种类有很多,见表2-1表2-1而作为传动类螺纹的主要有矩形、梯形与锯齿形,常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角=30,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故本实验选梯形螺纹,它的基本牙形按GB/T5796.12005的规定。三、零件尺寸的计算3.1、螺杆3.1.1、螺杆直径及螺纹的计算按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后,按标准查表选取相应公称直径d、螺距p及其它尺寸。螺杆直径:对于矩形和梯形螺纹,h=0.5P,则:p为材料的许用压力,单位为MPa,具体数据见书
5、中表5-12。对于本体,进过查表,我们选择p=20MPa.的取值一般在1.23.5,根据传动精度,载荷大小和使用寿命的不同而选取不同的值。对于本题,我们选择=1.4。将数据代入上式,得:查表得公称直径:d=34mm,则螺距p=6mm,中径=31.00mm,小径=27.00mm。由配合关系可以得到螺母的基本尺寸:小径=28.00mm,中径=31.00mm,大径=35.00mm。3.1.2、自锁性的验证螺纹的几何参数确定后,对于像千斤顶这种有自锁性要求的螺旋副,还应该校核螺旋副是否满足自锁性条件,即: 代入公式后,即是验证: 其中=,显然,满足自锁性要求。3.1.3、螺杆强度的验证对受力较大的螺杆
6、应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公式(5-47),s其中T= 查手册,45钢,=355MPas=MPa,F=40KN,=27.00mm,代入上式,得: =106.3MPa=118.7MPa图中,=(1.71.9)d=61.00mm(1.41.6)d=45.00mm3.1.4、螺杆稳定性的验证对于长径比大的受压螺杆,当轴向压力F大于某一临界值时,螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此,在正常情况下,螺杆承受的轴向力F(单位为N)必须小于临界载荷(单位为N)。则螺杆的稳定性条件为:上式中为螺杆稳定性安全系数,对于传力螺旋如千斤顶,=3.55.0;本实验中我们取=4.0。
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