千斤顶大作业指导书

大作业任务书大作业指导书

1. 螺旋千斤顶作业任务书

学生班别学号成绩设计完成日期：年月日指导教师：

一、题目：设计螺旋千斤顶

原始数据

二、工作要求：

1. 总装配图一张。

2. 计算说明书一份。

螺旋千斤顶作业指导书

一、作业目的

1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法；

2. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。

3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。

二、螺旋千斤顶的设计

千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1—1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。

设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。

设计的原始数据是；最大起重量Q（KN）和最大提升高度l（mm）。

螺旋千斤顶的设计步骤如下：

1. 螺杆的设计与计算

（1）螺杆螺纹类型的选择

螺纹有矩（方）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α=300，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB5796.1—86的规定。

（2）选取螺杆材料

螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。

（3）确定螺杆直径

按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。

（4）自锁验算

自锁条件是λ≤φv

式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1f v，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l°

（5）结构（见图1—2）

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，d k ≥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d 4应比螺杆小径d 1小，其值可查手册按退刀槽规范确定。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d 1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，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。

（6）螺杆强度计算

对受力较大的螺杆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。 （7）稳定性计算

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，计算时应注意正确确定螺杆长度系数μ。

当螺杆的柔度λs ＜40时，可以不必进行稳定性校核。 2. 螺母设计与计算 （1）选取螺母材料

螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。

（2）确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u

螺母高度H=φd 2（H 应圆整为整数）螺纹工作圈数t

H

u

，考虑到螺纹圈数u 越多，载荷分布越不均，故u 不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d 。

（3）校核螺纹牙强度

一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图1—3。必要时还应对螺母外径D 3进行强度验算。

（4）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7

8n H

等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图1—3）和底座孔上端（图1—7）做出倒角。为了更可靠地防止

螺母转动，还应装置紧定螺钉（图1—1），紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm 。

3. 托杯的设计与计算

托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1-4。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。

当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。

4

)

D D (Q

p 211212-π=

≤[p] （或1-1）

式中：[p]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p]的小者。 4. 手柄设计与计算 （1）手柄材料 常用Q235和Q215

（2）手柄长度L p

板动手柄的力矩 F ·Lp=T 1+T 2 则

F T T L 2

1

p += （式1-2） 式中：F ——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 。

T 1——螺旋副间的摩擦阻力矩

T 2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩 手柄计算长度L p 是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距

离，手柄实际长度还应加上

2

D 13

+（50～150）mm 。手柄实际长度不应超过千斤顶，使

用时可在手柄上另加套管。

（3）手柄直径d p

把手柄看成一个悬臂梁按弯曲强度确定其直径d p ，按弯曲强度条件，手柄弯曲应

力

3p

p F

d 1.0L ·F σ≤[σ]F

（式1-3）

故 d p ≥

F

][1.0F

·Lp σ （式1-4）

式中：[σ]F ——手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215和Q235时，[σ]F =120Mpa （4）结构

手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环（图1-6），并用螺钉或铆合固定。

5. 底座设计

底座材料常用铸铁（HT150及HT200）（图1—7），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。