千斤顶课程设计.docx

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千斤顶课程设计

课程设计报告书

课程名称：

___千斤顶课程设计___

班级：

______________

学号：

_____________

姓名：

___________________

，

学　　期：

__

指导教师：

学院：

完成日期：

录

第1章螺纹千斤顶的设计报告书2

设计题目2

@

设计数据2

设计要求2

设计目的3

第2章螺杆的设计与计算4

螺杆螺纹类型的选择4

选取螺杆材料4

确定螺杆直径4

自锁验算5

>

螺杆部件的尺寸设计与强度校核5

第3章螺母设计与计算7

选择螺母材料7

确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u7

.螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算7

第4章托杯的设计与计算9

.托杯的尺寸计算9

第5章手柄的设计10

\

手柄材料10

手柄长度Lp10

手柄直径dp10

第6章底座设计12

设计小结13

参考文献14

附图15

：

第1章螺旋千斤顶设计报告书

设计题目

设计用于起重的螺旋千斤顶。

千斤顶一般由底座1、螺杆3、螺母5、底座8，手柄7等零件所组成（见图1）。

螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把底座上的重物举起或放落。

图1

设计数据

表1设计数据

起重重量

/

起重高度

40kN

200mm

设计要求

装配图一张

设计说明书一份

作业目的

1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法;

`

2.运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力,以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。

3.熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。

第2章螺杆的设计与计算

螺杆螺纹类型的选择

类型说明:

螺纹有矩（方）形、梯形与锯齿形。

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30°，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。

矩形螺纹牙根强度低，锯齿形螺纹牙为不等腰梯形，加工成本高。

选择结果:

从实用性考虑，选梯形螺纹。

它的基本牙形按——86的规定。

选取螺杆材料

常用材料举例说明:

螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。

选择结果:

考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，故此处选最常用的45钢。

？

.确定螺杆直径

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p及其它尺寸。

根据规定，对于整体螺母，由于磨损后不能调整问隙，为使受力比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多，故取ϕ=~之间，此处取ϕ=。

为确定滑动螺旋传动的许用强度，这里我取螺杆——螺母材分别为钢对青铜，滑动速度为低速。

查书中表可知[p]=18~25MPa,这里取[p]=23MPa。

故

（因梯形螺纹，螺纹牙的工作高度h=）

所以

~

查机械设计手册，公称直径d取24mm,则螺距P=2mm。

外螺纹小径

内螺纹小径

螺母螺纹大径

内、外螺纹中径

（

.自锁验算

自锁条件是ψ≤ρ'，式中:

ψ为螺纹中径处升角;ρ'为当量摩擦角（当量摩擦角ρ'=arctanf，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。

查书中表5-12，f=~,取f=,。

故，

所以自锁性可以保证。

螺杆部件的尺寸设计与强度校核

$

尺寸设计:

螺杆上端用于支承底座并在其中插装手柄。

手柄孔径dk的大小根据手柄直径d决定，dk≥dp十。

为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。

退刀槽的直径ds应比螺杆小径dp约小退刀槽的宽度可取为。

为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。

为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈，挡圈用紧定螺钉固定在螺杆喘部。

其中，退刀槽宽度为

强度校核：

对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。

即

其中，扭矩

式中：

ψ为螺纹中径处升角，ρ′为当量摩擦角。

查手册知：

45钢，σs=355Mpa,

故，

所以，应该取大型号的螺纹，查机械

设计手册，公称直径d取30mm，则螺距p=;外螺纹小径d1=d-7=23mm;内螺纹小径D1=d-6=24mm;内、外螺纹中径d2=D2==;螺母螺纹大径d'=d+1=31mm。

退刀槽宽度为。

校正后有:

即满足设计要求。

第3章螺母设计与计算

.选择螺母材料

螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。

此设计中铸铝铁青铜，承应上面的选择。

.确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u

螺母高度

螺纹工作圈数

考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u'=u+（u'应圆整）。

考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d。

螺母高度由下式计算:

H'=u'p。

螺母高度H':

螺纹工作圈数u:

则

因此，螺母实际高度H'=u'p==

.螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算

一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。

教材上知，螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：

查书中数据有：

b=,（梯形螺纹），h=。

查表知青铜的

取30-40Mpa,

取40-60MPa

故有

查表得

第4章托杯的设计与计算

.托杯的尺寸计算

托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成。

这里我取材料为HT100。

为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。

为了防止底座从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。

当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。

因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动,为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。

式中：

[p]——许用压强，应取底座与螺杆材料[p]的小者。

查手册可知：

HT100：

[p]1=130Mpa

45钢：

[p]2=570Mpa;

即取[p]1=130Mpa

自定义

取整：

故

第5章手柄的设计

手柄材料

常用Q235和Q215。

此设计中选择Q235。

手柄长度Lp

扳动手柄的力矩：

则：

式中K——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150~250N，工作时间较长时为100~150N。

T1——螺旋副间的摩擦力矩。

T2——托杯与轴端支撑面的摩擦力矩（f查手册取）。

则：

手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上

手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。

因此，设计手柄的实际长度

取整

手柄直径dp

把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp,，其强度条件为:

取dp=20mm。

式中：

[σ]F——手柄材料许用弯曲应力。

手柄材料为Q235，[σ]F=120Mpa。

第6章底座设计

底座材料常用铸铁（HT150及HT200），本设计采用铸钢ZG230-450，铸件的壁厚δ不应小于8~12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1:

10的斜度。

计算尺寸：

式中：

[σ]F——底座下枕垫物的许用挤压应力。

对于木材，取[σ]F=2~。

设计小结

这次课程设计，是现代机械设备中应用较广泛的一种伸缩传动装置。

在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。

为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的。

设计数据总汇:

1）、螺杆材料选45钢;螺纹公称直径d取30mm,螺距P=;相关尺寸:

退刀槽宽度为，D13=54mm,H1+H=，外螺纹小径d=d-7=23mm;内螺纹小径D2=d-6=24mm;内、外螺纹中径d2=D2==;螺母螺纹大径d'=31mm。

2）、螺母材料选用铸铝铁青铜;螺纹工作圈数u'取15;螺母实际高度H=;螺母的相关尺寸:

D3=，D4=;3）、托杯材料为HT100，相关尺寸为:

D10=，D11=，D13=54mm，D12=51mm;4）、手柄材料选Q235，设计手柄的实际长度Lp’=470mm;手柄直径dp=20mm;5）、底座材料铸钢ZG230-450，铸件的壁厚δ取10mm;相关尺寸:

H1=220mm，D=d'=31mm，H-a==28mm，D6=75mm,D7=119mm，D8=。

其他数据可由图中计算可得。

参考文献

[1]濮良贵.陈国定.吴立言.机械设计（第九版）[M].北京:

高等教育出版社,.

[2]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].北京:

高等教育出版社,2006

[3]大连理工大学工程画教研室.机械制图[M].北京:

高等教育出版社,2003

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