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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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