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文檔簡介

1、文檔編碼 : CY7K9T7Z10H5 HB4J5H1F2U2 ZQ8Z4G10Z6C8螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書同學(xué)姓名陳嵩專業(yè)年級10 級車輛工程設(shè)計題目:設(shè)計螺旋千斤頂設(shè)計條件:1、最大起重量 F = 40 kN ;2、最大升距 H = 190 mm;設(shè)計工作量:1、 繪制出總裝配圖一張,標注有關(guān)尺寸,填寫標題欄及零件明細表;2、 編寫設(shè)計運算說明書一份;指導(dǎo)老師簽名:2022 年月螺旋千斤頂設(shè)計運算說明書院 系 工程技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級 2022 級車輛工程設(shè) 計 者 陳 嵩指導(dǎo)老師 李華英成 績2022 年 12 月 13 日目錄1螺桿的設(shè)計與運算 21.1 螺桿螺紋類型的選擇 2 1.2 選

2、取螺桿材料 2 1.3 確定螺桿直徑 2 1.4 自鎖驗算 3 1.5 結(jié)構(gòu) 31.6 螺桿強度校核 5 1.7 螺桿的穩(wěn)固性運算 6 2. 螺母設(shè)計與運算 7 2.1 選取螺母材料 72.2 確定螺母高度 H 及螺紋工作圈數(shù) u 7 2.3 校核螺紋牙強度 8 2.4 結(jié)構(gòu)要求 9 3. 托杯的設(shè)計與運算 94. 手柄設(shè)計與運算 114.1 手柄材料 11 4.2 手柄長度 Lp 11 4.3 手柄直徑 dp 12 4.4 結(jié)構(gòu) 12 5. 底座設(shè)計 13 設(shè)計與說明 結(jié)果1 螺桿的設(shè)計與運算 螺紋:梯形螺紋1.1 螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形,常用的是梯形螺紋;螺桿材料: 4

3、5螺紋選用梯形螺紋;梯形螺紋牙型為等腰梯形,牙形角=30o,梯形螺鋼 d=40mm 紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動;它的基本牙形按GB/T5796.1 2022 的P=7mm 規(guī)定;1.2 選取螺桿材料D=41mm d1=32mm D 1=33mm d2=36.5mm D 2=36.5mm dk=28mm d4=31.5mm 1.5P=10.5mm D 13=70mm 1.5d=60mm H+H =246m m 擋圈:GB/T891 B50 螺釘:GB/T68 M6 16 T=113140.4 N mm 螺母材料:ZCuSn10Pl u =8 H =56mm 螺桿材料常用Q235、Q275、4

4、0、 45、55 等;選擇 45 鋼;1.3 確定螺桿直徑 依據(jù)教材式( 5-42得對于梯形螺紋,h=0.5P,就對于整體螺母,由于磨損后不能調(diào)整間隙,為使受力分布比較均勻,螺紋工作圈數(shù)不宜過多,故取12.25.,此處取1 .2;由于千斤頂?shù)穆輻U和螺母的相對滑動速度為低速,查表5-12,取p=18MPa ;故由課程設(shè)計手冊,查標準GB/T 5796.2-2022 與 GB/T 5796.3-2022 ,得公稱直徑 d=40mm 螺距 P=7mm 內(nèi)螺紋大徑D=41mm 外螺紋小徑d1=32mm 內(nèi)螺紋小徑D1=33mm 內(nèi)外螺紋中徑d2=D2=36.5mm 1.4 自鎖驗算 對傳力螺旋傳動來說

5、,一般應(yīng)確保自鎖性要求,以防止事故;螺旋副的自鎖條件為式中:為螺紋升角;v為當量摩擦角;vf 為螺旋副的當量摩擦系數(shù),協(xié)作:H8r7f 為摩擦系數(shù),為牙側(cè)角;緊定螺釘:GB/T 71 M6 25 托杯材料:Q235 鋼 杯底厚度:依據(jù)材料和滑動速度查表5-12,取f0.09,對于牙型角30 的等腰梯形螺紋,其牙側(cè)角215,就由于3. 49v14.32,所以自鎖性可以保證;1.5 結(jié)構(gòu) 1 3. 13 mm螺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;溝紋寬度:手柄孔徑 dk 的大小依據(jù)手柄直徑 dp 準備, dkdp 十 0.5mm,由后運算可知 1 . 5 15 mmd

6、p=27mm ,所以取 dk=28mm;溝紋深度:為了便于切制螺紋,螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽;退刀槽的直徑 d4 應(yīng)比螺 托杯高度:桿小徑 d1約小 0.20.5mm,取 d4=d1-0.5=31.5mm;退刀槽的寬度可取為 1.5p;70mm 為了便于螺桿旋入螺母,螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于 d1 的圓柱體;擋圈:為了防止工作時螺桿從螺母中脫出,在螺桿下端必需安置鋼制擋圈 GB/T892 B32 GB/T891-1986 , 擋 圈 用 緊 定 螺 釘 GB/T68-2022 固 定 在 螺 桿 端 部 ;螺釘:GB/T67 M6 16 擋圈與托杯間隙: 3mm 手柄材料:Q235 鋼擋圈:G

7、B/T891 B35 螺釘:GB/T68 M6 16 底座材料:HT200 如圖 1-2,就有退刀槽寬度 1.5P=10.5mm D13=1.71.9d=6876mm ,取 D13=70mm 1.41.6d=5664mm ,取 1.5d 即 60mm H+H =190+56=246mmH 為后面運算得)螺釘外徑 0.25d=10mm 擋圈外徑 d+610=4650mm 依據(jù) GB/T891-1986 ,選取擋圈 GB/T891 B50,公稱直徑 D=50mm ,H=5mm 依據(jù) GB/T68-2022 ,選取螺釘 GB/T68 M6 16,螺紋規(guī)格 d=M6 ,公稱長度 l=16mm 1.6

8、螺桿強度校核對受力較大的螺桿應(yīng)依據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度;其強度條件為S=4,故:其中扭矩v 為當量摩擦角;v d 2;式中:為螺紋中徑處升角,T F tan由于 45 鋼的屈服強度s350MPa,取安全系數(shù)就中意強度條件;1.7 穩(wěn)固性運算瘦長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn),驗算螺桿的穩(wěn)固性;為此應(yīng)按穩(wěn)固性條件式中:S 為螺桿穩(wěn)固性的運算安全系數(shù);S 為螺桿穩(wěn)固性安全系數(shù),對于傳導(dǎo)螺旋 S sc 2 5. 4 0.;F 為螺桿的臨界載荷, N;螺桿的臨界載荷 F cr 與柔度 ss 有關(guān)式中:為螺桿的長度系數(shù),與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān);l 為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度,可近似

9、取 l H 5 p 1 . 4 1 . 6 d;i 為螺桿2危險截面的慣性半徑,如危險截面面積 A d 1 / 4,就i I d 1(I 為螺桿危險截面的軸慣性矩)A 4當螺桿的柔度 s 40 時,可以不必進行穩(wěn)固性校核;螺桿一端固定,一端自由,就長度系數(shù) 2 . 00l 190 5 7 1 . 4 1 6. 40 mm 281 289 mm,取 l 285 mm就,所以需要進行穩(wěn)固性校核;臨界載荷F cr可按歐拉公式運算,即E2.06105MPa;式中: E 為螺桿材料的拉壓彈性模量,所以有 所以,中意穩(wěn)固性條件;2 螺母的設(shè)計與運算 2.1 選取螺母材料 螺母材料一般可選用青銅,對于尺寸較

10、大的螺母可接受鋼或鑄鐵制造,其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金;這里選用螺母材料為ZCuSn10Pl ;u 不宜大于10,否就應(yīng)2.2 確定螺母高度 H 及螺紋工作圈數(shù)u 螺母高度Hd212.365.mm438.mm考慮到螺紋圈數(shù)u 越多,載荷分布越不均,故改選螺母材料或加大d;螺紋工作圈數(shù)考慮退刀槽的影響,實際螺紋圈數(shù) 所以, u =u+1.5=6.26+1.5=7.76 圓整得, u =8 u = u+1.5u 應(yīng)圓整 ;螺母高度 H = u P=8 7mm=56mm 2.3 校核螺紋牙強度一般螺母的材料強度低于螺桿,故只校核螺母螺紋牙的強度;螺母的其它尺寸見圖13;螺紋牙危險截面的剪切強度條件為螺

11、紋牙危險截面的彎曲強度條件為式中: b 為螺紋壓根部的厚度,b=0.65P,P 為螺紋螺距;mm,對于矩形螺紋,對于梯形螺紋,l 為彎曲力臂, mm,lD2D2;為螺母材料的許用切應(yīng)力,MPa;b 為螺母材料的許用彎曲應(yīng)力,MPa;由于螺母材料為青銅,查表知其 =3040MPa ,b=4060MPa,取=35MPa ,b =50MPa;帶入校核公式:中意強度條件;2.4 結(jié)構(gòu)螺母壓入底座上的孔內(nèi),圓柱接觸面問的協(xié)作常接受H8或H8等配r7n7合,這里選擇H8協(xié)作;17)做r7為了安裝簡便,需在螺母下端(圖13)和底座孔上端(圖出倒角;為了更牢靠地防止螺母轉(zhuǎn)動,仍應(yīng)裝置緊定螺釘(圖11),緊定螺

12、釘直徑常依據(jù)舉重量選取,一般為612mm;選用緊定螺釘GB/T 71 M6 25;3 托杯的設(shè)計與運算托杯用來承托重物,可用鑄鋼鑄成,也可用 用 Q235 鋼;托杯的結(jié)構(gòu)尺寸見圖 14;Q235 鋼模鍛制成,此處選為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間顯現(xiàn)相對滑動,在托杯上表面制有切口的溝紋; 為了防止托杯從螺桿端部脫落,由圖 14 可得:托杯厚度812 mm,取10 mm杯底厚度為1 3.13 mm溝紋寬度1 . 515 mm溝紋深度/25 mm在螺桿上端應(yīng)裝有擋板;托杯高度 1 .51.8 d6072mm,取托杯高度為70mm 擋圈選用 GB/T892 B32 ,其公稱直徑D=32mm ,

13、H=5mm ;擋圈用 GB/T67 M6 16 的開槽盤頭螺釘固定;當螺桿轉(zhuǎn)動時,托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動;因此在起重時,托杯底部 與螺桿和接觸面間有相對滑動,為了防止過快磨損,一方面需要潤滑,另一 方面仍需要驗算接觸面間的壓力強度;式中: p為許用壓強,應(yīng)取托杯與螺 桿材料 p的小者;查表得,Q235 鋼的許用壓強p 為225MPa,45 鋼的許用壓強 p 為 570MPa,故用托杯材料來進行壓力強度校核,即取p=225MPa ;依據(jù)圖 1-4,相關(guān)尺寸為 所以 中意接觸面的壓力強度要求;為保證托杯可以轉(zhuǎn)動,螺桿頂端的擋圈與托杯底部留有間隙,間隙值為34mm,因承擔(dān)力不大,故取值為 3mm;

14、4 手柄的設(shè)計與運算 4.1 手柄材料 常用 Q235 和 Q215;這里選用 Q235 鋼;4.2 手柄長度 Lp 板動手柄的力矩:KLp=T1+T2就式中:K 為加于手柄上一個工人的臂力,工作時間較長時為 100 150N;T1 為螺旋副間的摩擦阻力矩,T2 為托杯與軸端支承面的摩擦力矩,T2 = D 12+D 11 f F/4;間歇工作時, 約為 150250N,因一般情形下為間歇工作,工作時間較長的情形不多,故取 K=200N ;查設(shè)計手冊得,鋼鋼的摩擦因數(shù) f 0 1.,所以就手柄運算長度 L p 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離,手柄實際長度仍應(yīng)加上 故取手柄長度L p1150mm;D13 +(50150)mm;2由于手柄實際長度不應(yīng)超過千斤頂,因此取L p400mm,使用時可在手柄上另加套管;4.3 手柄長度 dp 把手柄看成一個懸臂梁,按彎曲強度確定手柄直徑故d p30KLpF.1dp,其強度條件為式中: F 為手柄材料許用彎曲應(yīng)力,當手柄材料為 Q235 時, F=120Mpa;取d p27mm;4.4 結(jié)構(gòu)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(yīng)加上擋環(huán)(圖 16),并用螺釘或鉚合固定;因手柄直徑 d p 27 mm,所以由 GB/T891-1986 ,選取擋圈 GB/

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