1、螺旋千斤頂設計計算說明書院 系 工程技術學院 專業(yè)年級 2014級機制3班 設 計 者 趙波 指導教師 李華英 成 績 2016 年 11 月 25 日螺旋千斤頂設計任務書學生姓名趙波專業(yè)年級 2014級 機制3班設計題目： 設計螺旋千斤頂設計條件：1、最大起重量FQ = 25 kN；2、最大升距h =160 mm。設計工作量：1、 繪制出總裝配圖一張，標注有關尺寸，填寫標題欄及零件明細表；2、 編寫設計計算說明書一份。指導教師簽名： 2016年 11 月 1 日說明：1.此表由指導教師完成，用計算機打?。ˋ4紙）。2.請將螺旋千斤頂設計任務書裝訂在螺旋千斤頂設計計算說明書的第一頁。目錄1螺旋

2、千斤頂結構12螺旋千斤頂?shù)脑O計22.1螺桿與螺母的設計與計算22.1.1螺桿螺紋類型的選擇22.1.2選取螺桿螺母材料22.1.3確定螺桿直徑22.1.4自鎖驗算22.1.5結構（見圖12）32.1.6螺桿強度計算32.1.7校核螺紋牙強度32.1.8穩(wěn)定性計算42.1.9螺母尺寸42.1.10螺母與底座的配合52.2托杯的設計與計算52.3手柄設計與計算62.3.1手柄材料62.3.2手柄長度62.3.3手柄直徑62.3.4結構72.4底座設計73裝配圖8參考文獻81 螺旋千斤頂結構千斤頂一般由底座1，螺桿4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所組成（見圖11）。螺桿在固定螺母中旋轉，并上下升降

3、，把托杯上的重物舉起或放落。設計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的，其它結構尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造工藝決定的，必要時才進行強度驗算。最大起重量FQ=25（kN）和最大提升高度h=160（mm）。2 螺旋千斤頂?shù)脑O計2.1 螺桿與螺母的設計與計算2.1.1 螺桿螺紋類型的選擇傳動螺紋有矩（方）形螺紋、梯形螺紋與鋸齒形螺紋，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30°，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動；矩形螺紋牙根強度低，鋸齒形螺紋牙型為不等腰梯形，加工成本高。選擇單頭梯形螺紋。2.1.2 選取螺桿螺母材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等，選擇

4、45鋼，調(diào)質(zhì)處理。螺母選擇ZCuAl10Fe3。2.1.3 確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2：對于整體式螺母，為使受力分布均勻,螺紋工作圈數(shù)不宜過多，宜取=1.22.5;此處取=1.5，許用壓力P=20Mpa 。=23.094mm選擇公稱直徑和螺距為：d=26mm中徑d2=d-2.5=23.5mm小徑d3=d-5.5=20.5mmP=5mm螺母：大徑D3=d+0.5=26.5mm小徑D1=d-5=21mm螺母高度：H=d2=1.5×23.5=35.25mm，取H=36mm則螺紋圈數(shù)為：n=H/P=36/5=7.22.1.4 自鎖驗算自鎖條件是：v單頭螺紋，導程S=nP=5mm

5、，螺旋升角為：取=0.08，得 ，故自鎖可靠。2.1.5 結構（見圖12）桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7，因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp十0.5mm。為了便于切制螺紋，螺紋上端應設有退刀槽。退刀槽的直徑d4應比螺桿小徑d3約小0.20.5mm（取0.3mm）。退刀槽的寬度可取為1.5P=7.5mm。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈，擋圈用螺釘固定在螺桿端部。螺釘選用GB/T68-2000 M620開槽沉頭螺釘。，所以，擋圈選用GB/T891 B35（公稱直徑D

6、=35、材料為Q235-A、不經(jīng)過表面處理的型螺釘緊固軸端擋圈）。2.1.6 螺桿強度計算對受力較大的螺桿應根據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度。螺桿材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，=360Mpa，可得 取=100Mpa螺紋摩擦力矩：44472.71N.mm87.95Mpa<2.1.7 校核螺紋牙強度螺母材料為ZCuAl10Fe3，查表得：=4060MPa，取=50MPa=3040MPa，取=35MPa梯形螺紋，牙根寬度為：b=0.65P=0.65×5=3.25mm基本牙型高：H1=0.5P=0.5×5=2.5mm彎曲強度：29.6MPa<剪切強度：12.83MPa<螺

7、紋牙強度滿足。2.1.8 穩(wěn)定性計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性。螺桿上部安裝手柄處高度為：h1=(1.41.6)d=36.441.6mm，取h1=40mm最大工作長度：40+160=200mm查表得：=278.05查表，對45鋼：a=461MPa，b=2.568MPa，=100，=60 <<，為中等柔度桿，其臨界載荷為86003.87N3.44，穩(wěn)定條件滿足。2.1.9 螺母尺寸H=36mm a=H/3=12mmD=d=26mmD3=(1.61.8)d=41.646.8mm取D3=44mmD4=(1.31.4)D3=57.261.

8、6mm取D4=60mm2.1.10 螺母與底座的配合 螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱面配合采用H8/n7。螺母下端和底座孔上端均加工出倒角，倒角尺寸為C2。同時安置緊定螺釘防止螺母轉動，緊定螺釘選(M6M12)，根據(jù)起重25kN取GB/T711985 開槽錐端緊定螺釘2.2 托杯的設計與計算托杯用來承托重物，用Q235鋼模鍛制成，其結構尺寸見圖1-4。取壁厚：托杯高度： 為了使其與重物接觸良好，防止重物滑動，在托杯上表面制出切口和溝紋。 為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應裝置擋板，擋板尺寸 ，螺釘選用GB/T652000 開槽圓柱頭螺釘。直徑的配合取H11/a11。 當螺桿轉動時，托杯和重物

9、都不轉動。因此，在起重時，托杯底部與螺桿的接觸面間有相當滑動。為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面要限制接觸面間的壓力。取許用壓力P=18MPa(1520MPa)=1.325MPap式中：p許用壓強，應取托杯與螺桿材料p的小者。2.3 手柄設計與計算2.3.1 手柄材料常用Q235和Q215，選擇Q215。2.3.2 手柄長度板動手柄的力矩：T=KLp=T1+T2式中：K加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，約為150250N，取K=200NT1螺旋副間的摩擦阻力矩，T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩， 取=0.08，手柄計算長度Lp是螺桿中心到人手施力點的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距

10、離不應超過千斤頂?shù)淖钚「叨龋詫⑹直膶嶋H長度改為200mm，另外加套筒，套筒長300mm。2.3.3 手柄直徑把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定直徑，其強度條件為式中，為許用彎曲應力，120MPa故：20.27mm=21mm則螺桿設計計算中的手柄孔徑2.3.4 結構手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應加上擋環(huán)（圖1-6），并用螺釘或鉚合固定。 沉頭螺釘：所以選擇：GB/T68-2000 M620 開槽沉頭螺釘所以，擋圈選用GB/T891 B30（公稱直徑D=30、材料為Q235-A、不經(jīng)過表面處理的型螺釘緊固軸端擋圈）。2.4 底座設計底座材料為鑄鐵HT150（圖17），鑄件的壁厚=10mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，因此將其外形制成110的斜度。式