螺旋千斤顶设计计算说明书.docVIP

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螺旋千斤顶

设计计算说明书

院系机械工程系

专业年级2007级机制

设计者廖振华

指导教师杨玲

成绩

2010年5月10日

一、目录

TOC\o1-3\h\z\u螺旋千斤顶设计计算说明书 1

一、目录 2

二、设计任务书 2

三、计算内容和设计步骤 2

1、螺杆的设计与计算 2

2、螺母的设计与计算 4

3、托杯的设计与计算 5

4、手柄的设计与计算 5

5、底座设计 6

四、参考文献 7

二、设计任务书

见设计计算说明书最前页(已附上)

三、计算内容和设计步骤

计算及说明

结果

1、螺杆的设计与计算

1.1螺杆螺纹类型的确定

1.2选取螺纹的材料

1.3确定螺杆的直径

根据耐磨性有公式:d2≥0.8

其中取F=60kN=6×104N;[p]=21.5MPa;φ=1.5(该螺母为整体螺母);则:d2≥0.8=0.8×=43.1331mm

查取标准有:公称直径d=70mm,外(内)螺纹中经D2(d2)=65mm,外螺纹小径d3=59mm,内螺纹大径D4=71mm,内螺纹小径D1=60mm。

螺纹标记:Tr70×10—7e

1.4自锁验算

梯形

45#钢

公称直径d=70mm

螺距P=10mm

牙型角=30°

该螺杆具有可靠

计算及说明

结果

自锁条件是:?≤v

螺纹中径处升角?===2°48′18″

当量摩擦角为v===5°19′29″

由此可以有螺旋升角?比当量摩擦角v小1°

(?为螺纹中径处升角,v为当量摩擦角,n为螺纹头数,P螺距,)

1.5结构(见装配图)

1.6螺杆强度计算

扭矩:=

=2.7857×105N.mm

强度条件:ca=≤[]

F—螺杆所受的轴向压力,N;

A—螺杆螺纹段的危险截面面积;A=,;

d3—螺杆螺纹小径,mm;

T—螺杆所受的扭矩,N.mm;

[]—螺杆材料的许用应力,MPa;

其中取:[]=88.75Mpa;

ca==

=24.9958Mpa≤[]=88.75MPa

1.7稳定性计算

稳定性条件:≥

Ssc—螺杆稳定性的计算安全系数。

Ss—螺杆稳定性安全系数。

的自锁能力。

该螺杆满足强度要求。

该螺杆满足稳定性要求。

计算及说明

结果

Fcr—螺杆的临界载荷,N;

—螺杆的工作长度,mm;

E—螺杆材料的拉压弹性模量,MPa,E=2.06×105MPa

I—螺杆危险截面的惯性矩,,mm4

当λs<40时,可以不必进行稳定性校核。

当螺杆升至最高位置时,可视为下端固定,上端自由,直径为d3的压杆,长度系数μ为2。对于传力螺旋,取Ss=4.25。

惯性半径==14.75mm

==385mm

柔度==52.2034>40故需要进行稳定性校核。

==2.0397×106N

计算安全系数==33.9950>Ss

2、螺母的设计与计算

2.1选取螺母材料

2.2确定螺母高度H?及螺纹工作圈数u

螺母高度=1.5×65=97.5mm;

螺纹工作圈数==9.75

实际圈数应圆整为=10;

最终螺母高度:=10×10=100mm

2.3校核螺纹牙强度

危险截面剪切强度条件:

危险截面弯曲强度条件:

b—螺纹牙根部的厚度,mm,对于梯形螺纹,b=0.65P;

青铜

螺母高度为100mm,工作圈数为10圈

该螺母螺纹牙型符合强度要求。

计算及说明

结果

—弯曲力臂,mm,;

[τ]—螺母材料的许用切应力,MPa;

[σb]—螺母材料的许用弯曲应力,MPa;

取=35MPa;=58MPa;

剪切应力==20.6919MPa<

弯曲应力==57.3006MPa<

2.4螺母压入底座上的孔内,圆柱接触面问的配合常采用或等配合。为了更可靠地防止螺母转动,还应装置紧定螺钉,紧定螺钉直径常根据举重量选取,在这里选取GB/T71M12×30

3、托杯的设计与计算

3.1托杯的选材

3.2接触面间的压力强度

强度条件:≤[p]

[p]—许用压强,应取托杯与螺杆材料[p]的小者。

取[p]=21.5MPa

D10=(2.4~2.5)d=2.45×70=171.5

D11=(0.6~0.7)d=0.65×70=45.5mm

D12=D13-(2~4)mm=123mm

D13=(1.7~1.9)d=1.8×70=126mm

==5.8501MP

4、手柄的设计与计算

4.1手柄材料

铸钢

该托杯的压力强度满足要求。

选择Q235

计算及说明

结果

4.2手柄长度Lp

K—加于手柄上一个工人的臂力,间歇工作时,约为150~250N,

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