螺旋千斤顶设计说明书.docx
- 文档编号:26216306
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:661.85KB
螺旋千斤顶设计说明书.docx
《螺旋千斤顶设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《螺旋千斤顶设计说明书.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
螺旋千斤顶设计说明书
机械设计课程作业说明书
题目:
螺旋千斤顶
起重量Q=15KN起重高度H=100mm手柄操作力P=200N作业任务:
1
、任务说明书一份
2
、设计装配图一张(1:
1)
班级
机械(卓越)
学号
姓名
完成日期2016年11月
指导教师朱长顺评分
螺旋千斤顶简介3
螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算4
1、材料选择4
2、螺纹类型和精度的选择4
3、螺旋千斤顶的设计计算4
一、螺杆和螺母的计算5
一、螺旋副的计算5
1.1.1耐磨性计算.5
1.1.2自锁性校核.6
二、螺杆的计算6
1.2.1螺杆强度计算.6
1.2.2稳定性计算.7
三、螺母的计算8
1.3.1螺纹牙强度.8
1.3.2螺母体强度.9
二、托杯设计11
三、底座设计12
四、手柄设计14
五、螺旋千斤顶的效率15
设计小结17
参考文献18
附:
螺纹千斤顶装配图19
螺旋千斤顶简介
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。
螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算
1、材料选择
螺杆和螺母的材料除应具有足够的强度外,还要求有较高的耐磨性和良好的工艺性。
螺杆材料:
一般可选用Q235、Q275、40、45、50等钢。
对于重载,要求耐磨性高,需要进行热处理的螺杆可选用T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi等钢种。
本次千斤顶选用的螺杆材料为Q235。
螺母材料:
除要求足够的强度外,还要求在和螺杆旋合时摩擦系数尽可能小和有较高的耐磨性。
常选用铸造锡青铜ZCuSn10Pb(110-1锡青铜),用于重载低速时,可选用高强度的铸造铝青铜ZCuAl10Fe3(10-3铝青铜)或铸造铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn(325-6-3-3铝黄铜)。
本次千斤顶选用的螺母材料为铸造铝青铜ZCuAl10Fe3(10-3铝青铜)。
2、螺纹类型和精度的选择
滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形三种,其中以梯形螺纹使用最广。
用于起重的螺旋的螺纹,一般采用自锁性较好的单头左旋螺纹,采用左旋螺纹是为了符合操作习惯。
本次千斤顶螺纹选用单头左旋梯形螺纹。
一般传动螺旋,气螺纹的精度可选用粗糙(对精度要求不高时)和中等(一般用途时)。
据此确定螺纹的公差。
本次千斤顶螺纹精度选用中等。
3、螺旋千斤顶的设计计算
(1)螺杆和螺母的计算
①螺旋副的计算
螺旋副工作时,主要承受转矩和轴向拉应力的作用,同时工作面间有较大的相对滑动,其主要失效形式是螺纹磨损。
因此,螺旋副的基本尺寸可根据耐磨性条件确定,对于起重螺纹还应该校核其自锁性。
按表所列项目和计算公式进行计算。
[P][7.5~13],[][1.2~2.5]
取[P]=10Mpa,=1.5d2≥25.3mm
选取螺杆公称直径d=28mm,螺距p=5mm,d2=d-0.5p=25.5mm
2、螺母高度
H'=d2=1.5×d2=1.5×25.5=38.25mm
取H'=40mm
3、螺母的螺纹工作圈数
H'
u=10
P
40
u==8圈
5
4、螺纹牙的工作高度
梯形螺纹h=0.5p=0.5×5=2.5mm
、螺杆和螺母的计算
1.1.2自锁性校核
升角
?
v=arctanfv
(为保证自锁,螺纹升角至少要比当量摩擦角小
1°~1.5°)
螺旋副材料为钢对青铜
取fv=0.09
?
v=arctanfv=arctan0.09=5.14°
=arctan(nP/d2)
15
=arctan3.57
3.1425.5
?
v-=134'24''
符合自锁性要求
fv=0.09
?
v=5.14°
3.57符合自锁性要求
caQ3T
caA3WT
Q24.36Mpa
d12
41
T1Qd2?
tgvT
12v
3.57
v5.14
d13WT1
T16
6.8Mpa
22
ca24.36236.8227.1Mpa
s225MpaQ235在直径>16~40mm时,
取安全系数S=5
S45Mpa
故强度符合要求
1.2.2稳定性计算
1、临界载荷
取2(一端固定,一端自由)
Id122.5
i15.625mm
A44
l2200s71.11100si5.625
d12
Qc(4612.57s)1
4
23.1422.52(4612.5771.11)3.1422.5
4
110576.0813N
2、稳定性条件
Qc110576N
Ssc7.37
SQc110.5761037.37S3.5
Sscc37.37SS3.5
Q1510故稳定性符
合要求
设计计算项目
内螺纹大径D=d+2ac=28+2×0.25=28.5
P=5mmac=0.25mm
D3(1.6~1.8)D1.728.548.45mm
D4(1.3~1.4)D31.448.4567.83mm
H'40a13.33mm
33
对于梯形螺纹b=0.75p=3.75mm青铜螺母30~40MPa,取35MPa
青铜螺母b40~60MPa,选取b50MPa
螺纹牙受力弯曲力臂lDD228.5-25.51.5mm
22
2、螺母的剪切强度
Q
Dbu
15103
3.1428.51033.751038
5.58MPa
满足条件
3、螺母的弯曲强度
6Qlb2
Dbu
6151031.5103
3.1428.5103(3.75103)28
13.40MPa
符合强度要求
1.3.2螺母体强度
1、螺母外径校核
D327.65mm
p80MPa
p8.475MPa
(4.85.2)150002
60.02852
3.1440106
27.65mm
p(1.5~1.7)b1.65080MPa
π3232
67.83103248.451032
4满足强度要求。
8.475MPap
1.51500067.8348.45103
332
π48.451013.3310符合强度条件。
16.2MPab
螺母凸缘根部被剪断的情况极少发生,故可不必校核
、托杯设计
D520.8mm
D257.6mm
D678.4mm
D047.4mm
p8.65MPa
以螺杆螺纹外径
为依据,设计出托
杯的各个合理尺
寸,并进行接触面
比压的校核
二、托杯设计
托杯用来承托重物,一般用铸钢或铸钢材料。
托杯各部分尺寸见图4。
为了使托杯和重物良好和防止和重物之间出现相对滑动,在托盘表现制有切口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落,在螺杆上端应安有挡圈。
由于托杯在起重时不转动,因此,托杯底部和
螺杆接触面有相对滑动,为了避免过快磨损,一方面要加注润滑剂,另一方面还需限制接触面间比压pp,许用压力p可取15~20N/mm2
D6(2.4~2.5)d2.452868.6mm
D5(0.6~0.7)d0.652818.2mm
D21.7~1.9d1.82850.4mm
D0D22~450.4347.4mmpQ
p(D22D25)
4
15103
3.14(0.050420.01822)
4
8.65MPap
满足条件
三、底座设计
设计计算项目
计算及说明
计算结果
底座设计底面尺寸可以按支撑材料的挤压
强度决定
三、底座设计底座常用铸铁铸造,壁厚一般不应小于8~12mm,为稳定起见,可以制成1/10~1/12的斜度,所以壁厚()选择12mm。
底面尺寸可以按照支撑材料的挤压强度决定。
H1=220mm
D6=56.45mm
D7=80.45mm
D8126.58mm
H1=H+(14~28)mm=100+20=120mm
D6=D3+(5~10)mm=48.45+8=56.45mm
H1120
D7=D6+1=56.45+=80.45mm
55
四、手柄设计
T2QfcD04-D4
4
0.0474-0.0192
150000.11
4
11.63N?
m
式中取fc0.1~0.12=0.11
螺旋驱动力矩
TT1T2
29.311.63
40.93N?
m
驱动力作用半径(即手柄的计算长度)
T40.93
Lp204.66mm
pP200
手柄的实际长度
D2
LLp2(50~150)
204.6650.4120
2
350mm
h为手柄材料的许用弯曲应力,可取
h=120MPa
手柄的直径
3
dp0.1h
3
40.93
0.1120106
15.05mm
五、螺旋千斤顶的效率
设计计算项目
计算及说明
计算结果
根据效率公式计算千斤顶的效率
五、螺旋千斤顶的效率
QP
2PLp
33
151035103
23.142000.20466
29.2%
式中:
分子上P为螺距,分母上P为人手作用力
29.2%
设计小结
此次机械设计的螺纹千斤顶大作业,使我初步掌握了有关机械设计的一些基本步骤和流程。
在此次大作业中,各方面零碎的知识点通过设计整合在一起。
在设计千斤顶的过程中,不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获取。
设计的过程难在其中一点不符合要求,就要全部推翻,重新进行设计。
在今后学习实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决。
同时通过本次螺纹千斤顶大作业,使得我的三维软件的使用更进一步熟练,ug的实用,建模,装配图,导出图纸等等,AutoCAD的使用。
千斤顶设计让我感触很深。
使我对机械设计有了具体的认识。
通过这次大作业,我熟悉了机械原理和设计的知识,UG,AutoCAD等工程软件的使用。
收获良多,感悟颇深。
参考文献
[1]马履中,谢俊,尹小琴《机械原理和设计(下册)》——2版——北京:
机械工业出版社,2015.6(2016.8重印)
[2]江苏大学机械设计课程组.机械设计课程大作业指导书,2011.8
[3]王之栎.机械设计综合课程设计[M].北京:
机械工业出版社,2007.8
[4]戴立玲,袁浩,黄娟,《现代机械工程制图》——北京:
科学出版社,2014.6
[5]马履中《机械原理和设计(上册)》——北京:
机械工业出版社,
2009.1
——_T
■k:
tnr
F
f
jπ
√
Iat
a
■~ra
t
jC"
i
宅
iM~
Ul
□
4
9
rW
Ja
fa
a
*
A-πκ∣^
f
■
<
•
U
ft
M
LJ
f
■I滸I
∏
IOl≡∣lτl
IBd
JJ
≡≡⊂
电
BIST
I⅜⅛*⅛⅜⅝4i-帕肋诧
画囲堞≡上卜味譬-
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 螺旋 千斤顶 设计 说明书