螺旋千斤顶 计算说明书

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F=35KN的螺旋千斤顶设计说明书

F=35KN的螺旋千斤顶设计说明书
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西南大学工程技术学院
(D + D11 ) fF d 注:T1 = F tan (ψ + ϕ v ). 2 , T2 = 12 2 4
所以 T = F tan (ψ + ϕ v ).
d 2 (D12 + D11 ) fF + 2 4
33 (61.8 + 25.2) × 0.06 × 35000 + 2 4
D3 ≥
5 .2 F + D2 π [σ ]
式中螺母许用拉应力 可下式计算:
[σ ] = 0.83σ b
由主教材表 5-13,得
[σ b ] = 40 ~ 60 MPa
取 [σ ] = 40 MPa ,
D3 ≥
5.2 × 35000 + 37 2 = 53.085mm π × 40
· 3·
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(
2
)
(
)
σ p = 16.458MPa
≤ [σ p ]
2.3.3 凸缘 根部弯 曲强度 验算
M = σb = W F
所以安全
1 ( D 4 − D 3 ) 1 . 5 F (D − D ) 4 3 4 = πD3a 2 πD3a 2 6
σ b = 33.174MPa
=
1.5 × 35000 × (75 - 54 ) = 33.174 MPa π × 54 × 14 2
D7 = D6 + H1 = 60 + 40 = 100mm 5
经 查 表 底 座 下 枕 垫 物 的 许 用 挤 压 应 力
[σ ] p = 2.0 ~ 3.0 Mpa,取 [σ ] p =2.0Mpa。

螺旋千斤顶设计课程计算说明书

螺旋千斤顶设计课程计算说明书

机械设计课程大作业螺旋千斤顶设计计算说明书目录1设计任务书 (3)2任务分析 (4)3螺旋传动设计 (4)3.1螺杆的设计与计算 (4)3.1.1螺杆材料 (4)3.1.2螺杆螺纹类型 (4)3.1.3螺杆的直径 (4)3.1.4校核自锁条件 (5)3.1.5螺杆的结构 (5)3.1.6螺杆强度校核 (6)3.1.7螺杆稳定性校核 (6)3.2螺母的设计与计算 (7)3.2.1螺母材料 (7)3.2.2螺母高度及旋合圈数 (7)3.2.3校核螺母螺纹牙强度 (7)3.2.4螺母结构 (7)4支撑部件设计 (8)4.1托杯的设计与计算 (8)4.1.1托杯材料 (8)4.1.2托杯结构 (8)4.1.3托杯强度校核 (9)4.2底座设计 (10)4.2.1底座材料 (10)4.2.2底座结构 (10)5其他部件设计 (11)5.1手柄设计 (11)5.1.1手柄材料 (11)5.1.2手柄长度 (11)5.1.3手柄直径 (12)6总结 (12)7参考文献 (13)附录1螺旋千斤顶总装配图................................................. 图纸1 附录2螺母零件工作图..................................................... 图纸2 附录3螺杆零件工作图..................................................... 图纸3 附录4托杯零件工作图..................................................... 图纸41设计任务书设计任务名称:螺旋千斤顶设计设计参数:最大起重量F:30kN最大起升高度H:110mm螺旋千斤顶示意图工作量:总装配图一张;螺母、螺杆、托杯零件工作图各一张。

计算说明书一份。

2任务分析螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的,它主要是用于将回转运动转变为直线运动,同时传递运动和动力。

机械设计_千斤顶_设计计算说明书

机械设计_千斤顶_设计计算说明书

计 算 及 说 明 主 要 结 果 一、传动方案的确定螺旋千斤顶由螺杆、底座、螺母、手柄和托杯等组成。

通过转动手柄使螺杆在固定的螺母中边旋转、边相对底座上升或下降,从而能把托杯上的重物举起或放落。

装在螺杆头部的托杯应能自由转动,螺杆下端设置安全挡圈,以防止螺杆全部旋出。

螺旋千斤顶应具有可靠的自锁性能。

二、主要设计参数主要设计参数为A5,即最大起重重量F=26kN ,最大起重高度L=160mm 。

三、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸 3.1螺纹牙型的选择梯形螺纹的工艺性好,牙根强度高,对中性好。

所以选择梯形螺纹牙型。

螺杆螺母材料选择钢—青铜。

3.2螺纹基本尺寸螺纹中径按螺母螺纹牙面的耐磨性计算,对于梯形螺纹,P h 5.0=,则有[]p Fd φ8.02≥式中φ值一般取1.2~2.5,此处取1.2,许用压力[]p 经查表得[]13=p MPa 。

则[]033.010132.110268.08.0632≈⨯⨯⨯=≥P F d φm 33=mm 。

选用梯形螺纹牙型332=d mm36=d mm293=d mm 332=D mm 374=D mm30'1=D mm取螺杆标准中径332=d mm 。

查表可得螺距P=6mm ,牙顶间隙5.0=c a mm 。

螺杆大径3665.0335.02=⨯+=+=P d d mm 。

螺杆小径()295.02233=+-=-=c a P d h d d mm 。

螺母的标准中径3322==d D mm 。

螺母大径375.023624=⨯+=+=c a d D mm 。

螺母小径30636'1=-=-=P d D mm 。

计 算 及 说 明 主 要 结 果四、螺杆的设计计算4.1材料螺杆的常用材料为Q235、Q275、35钢和45钢。

此处考虑成本与耐磨性要求,选用经正火或淬火处理的45钢。

4.2螺杆结构螺杆上端需用于支承托杯和插装手柄,故此处需要加大直径。

其结构如图1所示,图中L 为最大起重高度,H 为螺母高度,手柄孔径K d 的大小应根据手柄直径p d 决定,一般取5.0+>P K d d mm 。

螺旋千斤顶设计计算说明书

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螺旋千斤顶设计计算说明书一、 设计条件:1、最大起重量 Fmax=30 kN2、最大起升距离 hmax=180 mm二、 螺纹的设计与计算1. 选择螺纹类型梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动,工艺性好,牙根强度高,对中性好,所以选择梯形螺纹,其牙形为等腰梯形,牙型角α=30° 2. 选取螺杆和螺母材料螺杆材料选择常用的45号钢,查询可知σs =355 MPa ,σb = 600 MPa ;螺母选择青铜(ZCuAl10Fe3),查询可知σs =180 MPa ,σb = 490 MPa ;查询可知滑动螺旋副钢-青铜的许用压力[p]=15 MPa 。

3. 确定螺杆直径由耐磨性条件,螺杆中径d 2≥0.8√Fφ[p]由于螺母为整体结构,且磨损后不能调整,选取φ =2.0,又F=Fmax=30 kN 代入数据可得d 2≥0.8√300002.0×15=25.3 mm按GB/T 5796.2-2005选取公称直径d=28mm 的螺纹,螺距P=5mm ,线数n=1,螺旋副的摩擦系数f=0.09,螺旋角β=15°,查询可知其中径d 2=25.5mm ,满足要求。

4. 自锁性校核螺旋升角γ=arctan nP πd 2=3.57°;当量摩擦角ρv =arctan fcosβ=5.32°故ρv >γ,满足自锁性条件。

5. 螺杆强度校核螺杆所受扭矩T =Fd 22tan (γ+ρv )=59.8 N ∙m螺杆危险截面上既受拉压应力又受扭转切应力,应用第四强度理论,有:σca=√σ+3τ=√(4Fπd12)2+3(T0.2d13)<[σ]查询可知,螺纹小径d1=22.5 mm,代入数据可得σca=75.5 MPa;查询可知,取安全系数S=4,许用应力[σ]=σs4=3554=89 MPa;故σca<[σ],满足强度要求。

6.稳定性计算螺杆柔度λ=4μld1,其中长度系数μ=2,根据经验公式有效长度取l=hmax+1.5d+H2=247 mm,则λ=4×2×24722.5=87.8>80查表可知螺杆临界载荷F cr=π2EI a(μl)2 ,其中惯性半径I a=πd1264,查询可知45号钢E=210GPa,代入数据可得F cr=243.4 kN由稳定性校核公式:S C=F crF≥[S]取[S]=2.5-4,则S C=243.430=8.11>[S],满足稳定性要求。

螺旋千斤顶说明书

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螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级机械设计制造及其自动化2009级2班设计者王刚指导教师杨玲成绩2011 年 11 月 28 日螺旋千斤顶设计任务书学生姓名王刚专业年级机械设计制造及其自动化2009级设计题目:设计螺旋千斤顶设计条件:1、最大起重量F = 65 kN;2、最大升距H =240 mm。

设计工作量:1、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;2、编写设计计算说明书一份。

指导教师签名: 20 年月日目录1螺杆的设计与计算 (3)1.1螺杆螺纹类型选择 (3)1.2选取螺杆材料 (3)1.3确定螺杆直径 (3)1.4自锁验算 (3)1.5结构 (4)1.6螺杆强度计算·············································································································41.7稳定性计算 (5)1.7.1计算柔度 (6)1.7.2计算稳定性 (6)2螺母设计与计算 (6)2.1选取螺母材料 (6)2.2确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u (6)2.2.1求螺母高度H¢································································································72.2.2螺纹工作圈数u (7)2.2.3螺母实际高度H¢ (7)2.3校核螺纹牙强度 (7)2.4结构要求 (8)3托杯的设计与计算 (8)4手柄设计与计算 (9)4.1手柄材料····················································································································104.2手柄长度Lp (10)4.3手柄直径dp (11)4.4结构 (11)5底座设计 (12)参考资料 (13)螺旋千斤顶设计1螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形,常用的是梯形螺纹。

螺旋千斤顶设计计算说明书

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题目:螺旋千斤顶
起重量Q= 25 KN
起重高度H= 200 mm
手柄操作力P= 250 N
作业任务:
1.设计计算说明书一份
2.设计装配图一张(1:1)
班级
学号
姓名
完成日期2011年11月19日
指导教师评分
目录设计任务与设计说明
1、螺旋副的设计计算
、耐磨性的计算
、自锁性校核
2、螺杆的设计计算
、螺杆强度计算
、螺杆稳定性计算
3、螺旋副的计算
、螺杆的计算
、螺母的计算
4、拖杯设计计算
5、底座设计计算
6、手柄设计计算
手柄长度设计计算
手柄直径设计计算
7、螺旋千斤顶的效率计算
设计任务与设计说明
设计任务书:
设计一螺旋千斤顶,该千斤顶要求最大起重重量为25kN,最大起重高度为250mm,手柄操作力矩为200N,且要求工作安全可靠,成本不得过高。

设计简单说明:
该千斤顶采用螺旋传动的工作方式,最大起重高度为250mm,手柄操作力200N,工作稳定可靠,满足自锁条件,使用安全,选材合理、加工方便、生产成本较低。

螺旋千斤顶设计计算说明书

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题目:螺旋千斤顶起重量Q=25KN起重咼度H=200mm手柄操作力P=250N作业任务:1.设计计算说明书一份2.设计装配图一张(1:1)班级 _____________学号___________姓名____________________完成日期—2011年11月19日指导教师评分设计任务与设计说明1、螺旋副的设计计算1.1、耐磨性的计算1.2、自锁性校核2、螺杆的设计计算2.1、螺杆强度计算2.2、螺杆稳定性计算3、螺旋副的计算3.1、螺杆的计算3.2、螺母的计算4、拖杯设计计算5、底座设计计算6、手柄设计计算6.1手柄长度设计计算6.2手柄直径设计计算7、螺旋千斤顶的效率计算设计任务与设计说明设计任务书:设计一螺旋千斤顶,该千斤顶要求最大起重重量为25kN,最大起重高度为250mm,手柄操作力矩为200 N,且要求工作安全可靠,成本不得过高。

设计简单说明:该千斤顶采用螺旋传动的工作方式,最大起重高度为250mm,手柄操作力200 N,工作稳定可靠,满足自锁条件,使用安全,选材合理、加工方便、生产成本较低。

形角(梯形螺纹牙形角-=15 )0由以上计算可得• =3.57 二=5.32 '以上结果满足:r '■ v且'-\ ■ - 1 .75 '满足自锁条件。

螺杆不仅受到轴向压力,还要受到螺纹副摩擦产生的摩擦扭矩,故其强度校核如下:式中Q为最大工作载荷;A为螺杆危险截面面积(A=—di ),T为螺杆所受转矩;对于起重,4T i =Q di2 tan \ ■ - ;W T为螺杆螺纹段的抗扭剖3面模量,W T=:6二A*;^.1为螺杆材料的许用16 4拉应力,通常 3 ~ 5,对于所选材料45号钢■■■ s= 355 MP a。

由以上计算可得;「ca=91 .38 卜丨- 71 ~ 118 .35 MP a临界载荷Q c的计算:该螺杆结构简图如图1所示计算得:一 3.57'■■■ v = 5.32 ' 满足自锁条件2、螺杆的设计计算2.1螺杆强度计算J' 2 <b]二ca=91 .38MP a螺杆强度达标2.2螺杆稳定性计算在螺母结构图中D 4 =:1.3 ~ 1.4 D 3图1D =33 (内螺纹大径)计算内容计算及说明计算结果在螺杆的结构简图中H ' =51 H =250 D =28P =5丨二 H ' • H 1 .4 ~ 1 .6 d 此处取丨二 295 临界载荷Q c 的计算 柔度 小(将螺旋千斤顶简化为悬臂梁后 i取- 2)计算得 ’s =111 .61 _100为大柔度杆大柔度杆的临界载荷公式为计算得 Q c = 73 .853 kN二 2El屮2Q c =73 .853 kN3、螺母的计 稳定性条件S sc 二Qc _ S s (—般取S s = 2.5〜4)Q计算得S sc =2.95 - S s (满足计算要求)螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,故只需校核螺母 螺纹牙的强度,螺母结构如图2所示。

螺旋千斤顶设计说明

螺旋千斤顶设计说明

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2016年11月目录1设计任务书 (3)1。

1 设计题目:设计螺旋千斤顶(参考下图a) (3)1.2 原始数据 (3)1.3 设计工作量 (3)1.3.1 绘制出总装配图一张 (3)1。

3.2 编写设计计算说明书一份 (3)2计算内容和设计步骤......................................... 错误!未定义书签。

2.1螺杆的设计与计算 (4)2.1。

1 螺杆螺纹类型的选择 (4)2.1.2选取螺杆材料 (4)2.1.3确定螺杆直径 (4)2。

1.4自锁验算 (4)2。

1.5结构设计 (5)2.1。

6螺杆强度计算 (7)2.1。

7稳定性计算 (8)2。

2螺母设计计算 (9)2.2.1选取螺母材料 (9)2.2。

2确定螺母高度及工作圈数 (9)2.2。

3校核螺纹牙强度 (9)2.2。

4螺母与底座孔配合 (7)2.3托环的设计与计算 (7)2。

3。

1托杯材料的选择 (7)2。

3.2结构设计 (11)2.3.3接触面强度校核 (8)2.4手柄的设计计算 (8)2。

4。

1手柄材料的选择 (8)2。

4。

2计算手柄长度 (8)2.4。

3手柄直径的确定 (9)2。

4。

4结构 (9)2。

5底座设计............................................ 错误!未定义书签。

2.5.1选择底座材料 (9)2.5.2结构设计 (9)2。

5.3底座设计计算 (9)3.关于螺旋千斤顶结构设计等的补充说明 (17)参考文献: (17)2.1螺杆的设计与计算2。

1.1 螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹,牙型角α=30˚,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动;它的基本牙型按GB/T5796。

1—2005的规定.2。

1。

2选取螺杆材料螺杆材料的选择螺杆材料常用的有Q235、Q275、40、45、55钢,由于是承受轻载荷,选择45钢,查手册表2-7得;查表5-13取安全系数S=4,则;螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强[P]=15MPa。

螺旋千斤顶说明书

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螺旋千斤顶设计说明书螺旋千斤顶主要零件:螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。

设计的原始数据:最大起重F=50KN 、最大起升高度H=210mm 。

螺旋千斤顶的设计步骤如下:1、螺杆的设计与计算:(1)螺纹的牙型选用矩形螺纹,采用内径对中,配合选H8/h8,在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。

(2)螺杆的材料选用45钢(3)螺杆直径螺杆工作时,同时受压力与扭矩的作用,因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径,即: []σπF 2.5d 1≥式中螺杆的屈服极限σs =353MPa ,由于45钢是塑性材料,取安全因数n=4,得许用压应力[]σ=88.25MPa ,取整数[]σ=88MPa 。

将上述数据带入得螺杆的直径为d 1≥0.03067m ,取d 1=31mm 。

根据经验公式P=d 1/4,取P=8mm 。

参考梯形螺纹标准,螺纹牙型高2P h =,得h=4mm 。

故螺杆直径d=d 1+P=31mm+8mm=39mm,d 1=d-P=(39-8)mm=31mm 。

(4)自锁验算在考虑众多因素后,实际应满足的自锁条件为:︒-≤1'ρψ式中ψ为螺纹中径处升角;'ρ为当量摩擦角;由tan ψ=np/(πd 2) 其中n=1,p=8mm ,d 2=2×d 1+ℎ2 =(2x31+8)/2=35mm得tan ψ=0.07276, ψ=4.162°当量摩擦角ρ′=tan −1μcos α2 ,在有润滑油情况下μ=0.1, 30=α, ∴ρ′=tan −1μcos α2=tan −10.1cos 15°=5.91°所以,4.162°<5.91°—1°=4.91°验证结束,达到自锁条件。

(5)结构手柄孔径d k 根据手柄直径d p 决定,d k ≈d p +0.5mm根据后面手柄部分的计算得到d p =23mm ,所以d k =23.5mm 。

螺旋千斤顶计算说明书1

螺旋千斤顶计算说明书1

4.手柄设计与计算
4. 1 手柄材料
手柄材料选用 Q235。
4. 2 手柄长度 Lp
板动手柄的力矩:K·Lp=T1+T2 则
Lp

T1
T2 K
图4
式中:K——加于手柄上一个工人的臂力,间歇工作时,约为 150~250N,
工作时间较长时为 100~150N。取 K=150N T1——螺旋副间的摩擦阻力矩,由 1.6 的
2
ca

1 A
F
2

3
4T d1

其中,F=35kN,

A
是螺杆危险截面的面积,
A

4
d12
,mm2
d1 为外螺纹小径,d1=25mm
因此σ ca=84.77MPa
查机械设计课程设计手册的 45 号钢的屈服强度σ s=355MPa,根据机械
设计表 5-13 得,许用应力[σ s]= σ s/4=88.75
1
arctan nP arctan 1 6 3.76790
d 2
29
f
0.09
V
arctan cos
arctan
5.323 1
cos15
所以满足自锁条件。
1.5 结构,如图 1
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 dk 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,螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径 d4 应比螺杆小径 d1 约小 0.2~0.5mm。退刀槽的宽度可取为 1.5t。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 (GB/T891-1986) , 挡 圈 用 连 接 螺 钉 (GB/T68-2000)固定在螺杆端部。

螺旋千斤顶课程设计说明书4

螺旋千斤顶课程设计说明书4

螺旋千斤顶课程设计计算说明书院系机械工程系专业年级设计者指导教师2011年5月15日千斤顶的设计设计螺旋千斤顶,已知轴向载荷F=30000N,起重高度为l=250mm,方案图 1所示。

1千斤顶结构图1.选择材料螺杆选材料为45钢,由手册查σ=355Mpa;螺母材料为ZCuSn10P1,由表1.3查得[p]=20Mpa;取单头右旋梯形螺纹,α=30º,β=15º,整体螺母。

2.耐磨性计算(1) 取Ф=2(2) 计算d2d 2≥0.8[]PFφ=0.8×20230000⨯= 21.9mm由计算出的d2查手册确定螺纹的标准值为d=38 mm,d2=34.5 mm , d1=30 mm ,D =39, P=7 mm(3) 计算螺母高HH=Фd 2=2×34.5=69 mm(4) 计算旋合圈数zz=P H =769=9.86<10 (5) 校核螺纹副自锁性λ=arctan2d S π= arctan 2d nPπ= arctan π5.3471⨯=4.25º由表查得f v =0.10,ρv =arctan0.10=5.71º,λ≤ρv ,满足自锁条件。

1) 螺母螺纹牙强度校核由表1.4查得青铜螺母螺纹牙许用弯曲应力[σь]=40~60Mpa 、许用剪切应力[τ]=30~40Mpa ;梯形螺纹螺纹牙根宽度b=0.65P=0.65×7=4.55 mm ;梯形螺纹螺纹牙工作高度h=0.5P=0.5×7=3.5 mm 。

(1) 弯曲强度校核σь=z Db Fh 23π=86.955.43914.35.33000032⨯⨯⨯⨯⨯=17.15≤[σь] 合格 (2) 剪切强度校核τ=Db z Fπ=55.43914.386.930000⨯⨯⨯=6.37≤[τ] 合格 2) 螺杆强度校核(1) 由表查得螺杆许用应力[σ]=5S σ=5355=71Mpa (2) 螺杆所受转矩T=F22d tan(λ+ρν)=30000×25.34 tan(4.25º+5.71º)=90877 N ·mm(3)σca =23122116/34⎪⎪⎭⎫⎝⎛T ⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d d F ππ=232216/3014.39087733014.3300004⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=51.82≤[σ] 合格3. 螺母外部尺寸计算a) 计算D 3螺母悬置部分受拉伸和扭转联合作用,为计算简单,将F 增大30%,按拉伸强度计算得σ=4)(3.13D D F-π≤[σ]式中,[σ]为螺母材料的许用拉伸应力,可取[σ]=0.83[σb ],由表取[σb]=50Mpa ,因此[σ]=0.83[σb ]=41.5Mpa 。

螺旋千斤顶设计计算说明书

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《机械原理与设计》设计题目:螺旋千斤顶专业:09机械设计与制造学号:20090624123姓名:杨耀东指导老师:张雯娟日期:2011年12月30日目录1螺杆和螺母的设计计算 (1)1.1螺旋副的计算 (1)1.1.1螺杆螺纹类型的选择............................1.1.2选取螺杆材料................................1.1.3计算........................................1.1.4自锁验算...................................1.2螺杆的计算.......................................1.2.1螺杆强度.....................................1.2.2稳定性计算..................................1.3 螺母的计算........................................1.3.1螺母的基本参数................................1.3.2螺纹牙强度...................................1.3.3螺母体强度....................................2托杯设计.........................................3底座设计..........................................4 手柄设计与计算.....................................4.1手柄材料......................................4.2手柄长度L p ....................................5 螺旋千斤顶的效率...................................6 参考文献.......................................... 7附A4装配图 (1)1螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm)1.1螺旋副的计算1.1.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形,常用的是梯形螺纹。

螺旋千斤顶设计计算说明书

螺旋千斤顶设计计算说明书

螺旋千斤顶设计计算说明书精04 张为昭 2010010591目录一、基本结构和使用方法------------------------------------------3二、设计要求----------------------------------------------------3三、基本材料选择和尺寸计算--------------------------------------3(一)螺纹材料和尺寸----------------------------------------3(二)手柄材料和尺寸----------------------------------------8(三)底座尺寸----------------------------------------------9四、主要部件基本尺寸及材料--------------------------------------9五、创新性设计--------------------------------------------------9 一、基本结构及使用方法要求设计的螺旋千斤顶主要包括螺纹举升结构、手柄、外壳体、和托举部件几个部分,其基本结构如下图所示:调整千斤顶托举部件到被托举重物合适的托举作用点,然后插入并双手或单手转动手柄,即可将重物举起。

二、设计要求(1)最大起重量:max 25F kN=;(2)最大升距:max 200h mm=;(3)可以自锁;(4)千斤顶工作时,下支承面为木材,其许用挤压应力:[]3p MPaσ=;(5)操作时,人手最大可以提供的操作约为:200N。

三、基本部件材料选择及尺寸计算(一)螺纹材料和尺寸考虑到螺旋千斤顶螺纹的传力特性选择的螺纹类型为梯形螺纹。

(1)材料选择A千斤顶螺杆的工作场合是:经常运动,受力不太大,转速较低,故材料选用不热处理的45号钢。

千斤顶螺母的工作场合是:低速、手动、不重要,故材料选用耐磨铸铁HT 200。

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螺旋千斤顶设计计算说明书目录1.螺杆的设计与计算 (2)1.1螺杆螺纹类型的选择 (2)1.2选取螺杆材料 (2)1.3确定螺杆直径 (2)1.4自锁验算 (3)1.5结构 (3)1.6螺杆强度校核 (5)1.7螺杆的稳定性计算 (6)2. 螺母设计与计算 (7)2.1选取螺母材料 (7)2.2确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数u (7)2.3校核螺纹牙强度 (8)2.4结构要求 (9)3. 托杯的设计与计算 (9)4. 手柄设计与计算 (11)4.1手柄材料 (11)4.2手柄长度 Lp (11)4.3手柄直径 dp (12)4.4结构 (12)5. 底座设计 (13)如图1-2,则有退刀槽宽度1.5P=10.5mmD13=(1.7~1.9)d=68~76mm,取D13=70mm (1.4~1.6)d=56~64mm,取1.5d即60mm H+H'=190+56=246mm(H'为后面计算得)螺钉外径0.25d=10mm挡圈外径d+(6~10)=46~50mm 1.5P=10.5mm D13=70mm 1.5d=60mm H+H'=246mm根据GB/T891-1986,选取挡圈GB/T891 B50, 公称直径D=50mm ,H=5mm根据GB/T68-2000,选取螺钉GB/T68 M6×16, 螺纹规格d =M6,公称长度l =16mm1.6 螺杆强度校核对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。

其强度条件为[]σσ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=212431d T F A ca 其中扭矩式中:ψ为螺纹中径处升角,ρv 为当量摩擦角。

mm N mm N T ⋅=⋅⨯︒+︒⨯=4.11314025.36)32.549.3tan(40000挡圈:GB/T891 B50螺钉:GB/T68 M6×16T=113140.4 N·mm。

2)tan(2d F T v ⋅+=ϕψ2.4 结构螺母压入底座上的孔内,圆柱接触面问的配合常采用78r H 或78n H 等配合,这里选择78r H 配合。

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螺旋千斤顶设计计算说明书院系:能源工程学系专业:机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)班级:汽车1101班设计者:韩开韦甘庆良2013年10月28日目录一.概要................................................. 错误!未定义书签。

1.工作原理............................................ 错误!未定义书签。

2.创新背景............................................ 错误!未定义书签。

3.创新设计............................................ 错误!未定义书签。

二.螺杆的设计与计算 .................................... 错误!未定义书签。

1.选取螺杆材料........................................ 错误!未定义书签。

2.确定螺杆直径........................................ 错误!未定义书签。

3.自锁验算............................................ 错误!未定义书签。

4.螺杆强度计算........................................ 错误!未定义书签。

5.螺杆稳定性计算...................................... 错误!未定义书签。

三.螺母的设计与计算 ..................................... 错误!未定义书签。

1.选取螺母材料........................................ 错误!未定义书签。

2.确定螺母高度和工作圈数.............................. 错误!未定义书签。

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哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目:设计螺旋起重器(千斤顶)系别:班号:姓名:日期:2014.10.12哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:设计螺旋起重器设计原始数据:起重量:F Q=30KN最大起重高度:H=180mm目录1.选择螺杆、螺母的材料 (3)2.耐磨性计算 (3)3.螺杆强度校核 (4)4.螺母螺纹牙的强度校核 (4)5.自锁条件校核 (5)6.螺杆的稳定性校核 (5)7.螺母外径及凸缘设计 (6)8.手柄设计 (6)9.底座设计 (7)10.其他零件设计 (8)11.绘制螺旋起重器(千斤顶)装配图 (8)12.参考文献 (8)1.选择螺杆、螺母的材料考虑到螺杆承受重载,需要有足够的强度,因此选用45钢,需要调质处理。

由参考文献[3]表10.2查得45钢的抗拉强度σb =600MPa ,屈服强度σs =355MPa 。

螺母是在重载低速的工况下使用的,并且要求与螺杆材料配合时的摩擦系数小、耐磨,因此,螺母的材料选择铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。

2.耐磨性计算螺杆选用45钢,螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3,由参考文献[1]表5.8查得,钢对青铜的许用压强[p]=18~25MPa ,由表5.8注释查得,人力驱动时,[p]值可提高约20%,即[p]=21.6~30MPa ,取[p]=25MPa 。

由参考文献[1]表5.8查得,对于整体式螺母,系数ψ=1.2~2.5,取ψ=2.5。

按照耐磨性条件设计螺杆螺纹中径d 2,选用梯形螺纹,则螺纹的耐磨性条件为p s =hHd pF Q 2π≤[p]计算螺纹中径d 2时,引入系数ψ=2d H以消去H ,得 d 2≥][8.0p h pF Q πψ对于梯形螺纹,h=0.5p ,则 d 2≥][8.0p F Qψ=252300008.0⨯=19.6mm 以上三式中,F Q —螺旋的轴向载荷,N ; p —螺距,mm ; d 2—螺纹中径,mm ;h —螺纹工作高度,mm ; H —螺母旋合高度,mm ;p s —螺纹工作面上的压强,MPa ; [p]—许用压强,MPa 。

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千斤顶设计说明
起重力Q=20 KN,行程S=200mm 。

1. 螺杆,螺纹类型的选择
千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动,牙形角30°。

(书本P121: 螺旋传动主要采用梯形螺纹)
螺杆采用45号钢。

(书本P121: 一般常用材料螺杆为45,50号钢) 螺母材料采用青铜ZcuSn10P1。

(重载低速)
2. 螺杆直径
按耐磨性条件确定螺杆中径d 2。

根据国家规定ψ=1.2~2.5,此处取ψ=1.5。

梯形螺纹ϕ=0.5;查教材表5-2,
[p ]取22Mpa []mm 65.191022.515.014.3102063
2=⨯⨯⨯⨯⨯=≥p Q
d πϕψ 查表GB/T 5796.3-1986 等效ISO2904-1977
d=36mm, P=6 mm, 2d =33mm, 1d =29mm 3.自锁验算
λ=arc tan 2
S d π= arc tan .3314.36⨯=3.31° υρ= arc tan v f = arc tan γ
cos f = arc tan ︒15cos 1.0=5.91° 自锁条件是λ≤ρv ,式中:λ为螺纹中径处升角;ρv 为当量摩擦角(当量摩擦角ρv =arctan μv ,为保证自锁,螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。

∴λ<υρ-1,自锁性可以保证
3.螺杆强度校核
c σ==+223τσ≤[]σ
其中T=Q ·tan(λ+ υρ)·2
2d (书本P112公式5-4) 代入数据计算得:T=20×tan(3.31°+5.91°)×16.5=53.56 N ·m
查手册GB/T 699-1999得,45号钢的s σ=355 Map,安全系数为3~5,此处取4,
则 []σ===4
3554s
σ88.75Map 把1d =29 mm ,Q=20 KN 带入上式中,得:
c σ =30.30MPa ≤[]σ
∴螺杆强度满足要求
4.确定螺母高度H 及螺纹工作圈数z
螺母高度z =ψd 2,螺纹工作圈数p
H =z ,考虑到螺纹圈数z 越多,载荷分布越不均,故z 不宜大于10,否则应改选螺母材料或加大d 。

螺母高度由下式计算:H= zp 。

H=ψd 2
=1.5×33×10-3 =49.5mm
p
H =z =8.25 Z 取整为9
螺母实际高度为54mm
5.螺纹强度校核
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,螺母螺纹根部的剪切强度计算式为:
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+2121164Q 22d T d ππ
τbdZ
Q π=≤[τ] (书本P122公式5-15,式中:b 为螺纹牙根部强度,对于梯形螺纹b=0.65P ,[τ]为螺母材料的许用剪切应力,青铜螺母[τ]=30~50MPa )
带入数据,得:τbdZ πQ ==8
1055.6010364.132000033⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=6.8Map ≤[τ] ∴ 螺母螺纹剪切强度满足要求
螺母螺纹根部一般不会弯曲折断,通常可以不进行弯曲强度校核。

6.螺杆的稳定性校核 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。

F c r / F ≥ 2.5 ~ 4
螺杆的临界载荷F cr 与柔度λs 有关,λs =μ l /i ,
μ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 =2
H +L+2d=27+200+72=299mm ,i 为螺杆危险截面的惯性半径, 若危险截面面积A=πd 12/4,则
41d A I i ==(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。

计算柔度
(1)计算螺杆危险截面的轴惯性矩I 和i I=6441d π=()64102914.34
3-⨯⨯ 41d A I i ===410293-⨯
(2) 计算柔度
查教材,μ取2(一端固定,一端自由)
查手册表1-6,E 取200GPa
λs =μ l /i
=33
1025.7102992--⨯⨯⨯=82.5
40<82.5<100
稳定性计算
(1)计算临界载荷F cr
F cr =(461-2.57λS )π/4d 12
(2) 稳定性计算
33
102010232⨯⨯=F F cr =11.6>4
7. 螺母的相关尺寸计算
查手册D=d+1=37mm
内螺纹小径D 1=d-7=29mm
D 3= (1.6~1.8)D
=1.7×37=62.9
D 4= (1.3~1.4)D 3
=1.3×62.9=81.77
H ′=54mm
a=H ′/3=54/3=18mm
8.手柄设计
1)手柄材料
常用Q235和Q215。

2)手柄长度L p
板动手柄的力矩:
K ·L p =T 1+T 2 则K T
T L 2
1p +=
式中:K ——加于手柄上一个工人的臂力,间歇工作时,约为150~250N ,工作时间较长时为100~150N 。

k 取200N 。

T 1——螺旋副间的摩擦阻力矩,
=20×103tan(5.91°+3.31°) ×3102
33-⨯=53.56 T 2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩,D 11=(0.6~0.7)d=0.65⨯36
D 12=(1.6~1.8)d=1.7⨯36
T 2 = (D 12+D 11) f F /4。

(f 查手册取0.06)
=(61.2+23.4) ×0.06×20/4=25.38
则 K
T T L 21p +==394.7mm 手柄实际长度:L= L p +
212D +100= 525mm
3)计算手柄直径 : 根据[]b h
b d T W σσ≤==31.0T d h ≥[]
31.0k b L σ (式中:手柄材料选Q235,[]b σ=125 Map ), 带入数据,得: d h ≥20.3mm,取 d h =21 mm
9. 底座设计
底座材料常用铸铁(HT150及HT200),铸件的壁厚δ不应小于8~12mm ,为了增加底座的稳定性,底部尺寸应大些,因此将其外形制成1∶10的斜度。

底座结构及尺寸如图1―7。

2
)λtan(21d F T v ⋅+=ρ

H 1=H ’+(14~28)mm =200+20=220mm
H-a=54-18=36mm
D=d+1(查手册) =36+1
D 6=D 3+(5~10)mm =62.9+6=78.9mm
D 7=D 6+
51H =68.9+5220=112.9mm D 8=27p
D ][π4+σF =23
9.1122
14.310204+⨯⨯⨯=161mm 式中:[σ]p ——底座下枕垫物的许用挤压应力。

对于木材,取[σ]p =2~2.5MPa 。

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