2022年机械设计螺旋千斤顶设计.docx

机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：精品文档沟通载重： 2t 行程： 230 最大起重量 F=20000N最大起上升度 H=230mm工作原理图：1. 螺杆的设计与运算1.1 螺纹类型的挑选螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹； 梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角 α=30o，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 GB/T5796.1—2005 的规定；千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹；因此选用的螺杆螺纹是牙形角 α=30o 的单线梯形螺纹1.2 螺杆的材料的挑选螺杆材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等；在此选用的是 45 钢；1.3确定螺杆的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；运算过程：滑动螺旋的耐磨性运算， 主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力 [p] ；令φ=H /d 2〔H 为螺母高度，且 H=uP〕，代入得式中p──工作压强 〔MPa〕; Q──轴向工作载荷 〔N〕 ； d2──螺纹中径 〔mm〕； P ──螺距h──螺纹工作高度 〔mm〕，对矩形、梯形螺纹， h=0.5P；对锯齿形螺纹， h=0.75P；u──旋合螺纹圈数；[p]──螺旋副许用压强 〔MPa〕；值选取： 对整体式螺母， =1.2 ～2.5 ，对剖分式和兼做支承螺母，=2.5 ～ 3.5.此处 取 1.5 ；由于千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢 - 青铜 需用应力取 [p]=20MP；螺杆螺纹的中径：依据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2— 2005 和表GB/T5796.3— 2005 有：公称直径 d=28, 螺距 P=5,中径 d2 =D2=25.50, 螺杆小径 d3=22.50, 螺母小径 D1=23.00 ，螺母大径 D4=28.50 ，螺母高度 H=Φd2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈数 μ= = =7.65 ≈ 81.4 自锁验算自锁条件： ψψv式中： ψv──螺纹副当量摩擦角，ψv = arctgf v =arctg〔f/cos β〕ψ为螺纹升角摩擦系数 f 由查表可知， f=.11~0.17 ，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值 0.17 ；牙侧角 β=α/2=30/2=15 ψ=arctan =arctan ψ ψv=arctanψ=2.38 ψv=9.98 符合自锁条件1.5 螺杆强度校核式中： [ σ] ─螺杆材料的许用应力 〔MPa〕， 有[ σ]= σs/3 ～ 5；查表可知 s =355 [ σ]= σ/3=118.3经运算的T1=41909.180.7 ≤[ σ]=118.31.6 螺杆的压杆稳固性运算其中 Qc 由λs=μ l/i〔u=2〕确定运算可得 :Ssc =4.04 3.51.7 螺母螺纹牙强度校核剪切强度条件（危急截面为 a~a）式中： b————螺纹牙根部的厚度， mm，梯形螺纹 b=0.65P. ；h_——— 弯曲力臂， mm参, 看图 l= ；———螺母材料的许用弯曲应力————螺母材料的许用切应力运算可得8.74 309.9182. 其他零部件的设计运算2.1 螺母悬置段强度运算 求螺母外径强度条件为：近似由参考文献可知 青铜 =100Mpa，对于塑性材料 ,一般=1.2~2.5. 带入运算得D3>=39.34由体会公式 D3=〔1.6～1.8〕D,取 D3=45mm， D4=59mm2.2 螺母凸缘的强度运算接触面挤压强度运算：[ ]------- 螺母的许用挤压应力， Mpa ， [ ]=（1.5～ 1.7） [ ]4------- 螺母凸缘大经， mm ， 4=（ 1.3～ 1.4） 3取 D4=59mm计, 算得17.5MPa<凸缘根部弯曲强度运算：a-------凸缘高度， mm ， a=H/3带入运算得：所以螺母凸缘满意强度要求2.3 手柄的设计运算材料： Q235钢手柄长度确定：取 .c=0.1, p=200N运算得：T1=41909.1NmmT2=33107.5NmmLp=375.1mm手柄实际长度L=Lp+D13=423.1mm；取长度为 425mm手柄直径确定：将dp>16.9mm取 dp=20mm2.4 托杯的设计材料：托杯用来承重可用 Q235钢模锻制成D10=（2.4 ～ 2.5 ） d=58mmD11=〔0.6 ～0.7〕d=20mmD13=〔1.7 ～1.9〕d=48mmD12=D13-〔2 ～ 4〕=45mm=8mmh=1.3 =10.4mm为了防止过快磨损， 托杯一方面需要润滑， 另一方面仍要验算接触面间的挤压强度.带入运算得：P=12.64MPa<[p]=300MPa满意挤压强度要求2.5 底座设计底座材料常用铸铁 〔HT100〕，铸件的壁厚 δ应取 8～ 12mm ，取 δ=10mm；为了增加底座的稳固性，底部尺寸应大些，因此将其形状制成 1∶ 10 的斜度H1=H+20=250mmD6=D3+5=50mmD7=D6+接地比压验算底座下垫物的许用挤压应力 [ ]取 2MPa，运算得D8>=150.79取 D8=200mm参考文献：[1] 濮良贵陈国定吴立言机械设计高等训练出版社 2021[2] 柴国钟梁利华王效贵卢炎麟材料力学科学出版社 2021[3] 孙毅章巧芳舒欣图学原理与工程制图教程清华高校出版社 2021[4] 戴枝荣张远明工程材料 2006【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多出色文章，期望你的好评和关注，我将一如既往为您服务】。