简单千斤顶设计说明书Word文件下载.docx

1、第七章 底座设计.9第八章 轴承选取10第一章 设计题目及材料选择1.1设计题目设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。起重量为6.6t（约66000N），起重高度为180mm，间歇工作，可用于比较狭窄的工作场合。 1.2设计要求 螺旋千斤顶是用人力转动手柄来举升重物的机械，它应有以下几个要求： a能满足将5.5t重物举起180mm的功能，并能平稳的下降且具有足够的使用寿命。 b在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑。 c人手推力不可以过大，防止人产生过度疲劳。 d千斤顶的支承面与重物之间不能有相对滑动，千斤顶与地面有足够的接触面积。 e除以上要求外，还应保证工作可靠，操作安

2、全，加工经济等。 1.3主要零件的常用材料螺杆：45螺母：ZQSn10-1底座：HT150托杯：Q235手柄：A31.4千斤顶结构示意图第二章 主要零件受力分析图1和图2分别表示螺杆和螺母的受力情况。螺杆除受压力Q外，还受转矩，即螺母的摩擦力矩T1和推力轴承的摩擦力矩T2。其中T2由以下公式求得 （1）其中：滚动轴承的摩擦系数，对单向推力轴承=0.00130.0020 d轴承内径，mm F轴承负荷，对推力轴承是轴向负荷，N由图可知，工作时，螺杆上的螺纹部分承受转矩T1和压力Q与螺母上相同第三章 螺杆的设计计算3.1螺杆牙型选择考虑到螺旋千斤顶要求在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑

3、（即有自锁能力），又要使结构简单，故采用滑动螺旋，并选用梯形螺纹，牙型角=30，梯形螺纹内外螺纹以锥面相结合，不易松动，牙形可按照GB5796.186的规定。3.2按抗压，扭强度计算螺纹直径其中，安全系数S=4，材料屈服极限则许用应力则小径：则按照梯形螺纹国家标准选用T426-2。其大径d=42mm,螺距t=6mm，小径d1=35mm，中径d2=39mm，工作高度h=3mm，螺纹高度h1=3.5mm，=15，查阅有关技术手册知：螺杆退刀槽直径；退刀槽宽度b=7.5mm3.3精确校核螺旋强度螺杆工作时承受轴向压力和扭矩T的作用。螺杆危险截面上既有压缩应力；又有切应力。根据第四强度理论求出危险截面

4、的计算应力，其强度条件为：T为螺杆所受的扭矩；A为螺杆螺纹段的危险截面面积；为螺杆螺纹段的抗扭截面系数；为螺杆材料的许用应力；螺旋升角摩擦系数f=0.080.1，取f=0.1当量摩擦角则摩擦力矩：因此合成应力：因此满足强度要求3.4按耐磨性初步计算螺母高度滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压应力p，使其小于材料的许用压应力p。假设作用于螺杆的轴向力为Qmax（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面

5、积）为A（），螺纹中径为d2（），螺纹工作高度为h（），螺纹螺距为 t（），螺母高度为 H（），螺纹工件圈数为 uh/t 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为：螺母材料：取螺母螺纹工作表面的许用压力p=18MP则螺母的螺纹圈数为：取u=10，符合螺母螺纹工作圈数不宜超过10圈的要求螺母高度：H=ut=106=60mm3.5稳定性校核对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力Qmax大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力Qmax必须小于临界载荷Qcr，则螺杆的稳定性条件为 ：式中：n螺杆稳定性的计算安全系数；nst螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋（如起重

6、螺杆等），=3.55.0;Qcr螺杆的临界载荷；螺杆柔度：为螺杆的长度系数，设计时取2L为螺杆的工作长度，等于螺母中部到托杯支承面的距离，初步作图L=281mmi为危险截面的惯性半径，则由于1=86，2=43.2。材料力学第303页则2+1校核结果：自锁性可靠第四章 螺母的设计计算4.1根据螺杆的螺纹直径查的螺母大径根据螺杆的螺纹直径查得：螺母大径d=d+1=43mm 螺母小径d1=d-6=36mm 旋合间隙c=h1-h=3.5-3=0.5mm 凸缘高度a=H/3=60/3=20mm4.2校核螺纹牙强度 螺母失效形式有，螺纹牙磨损，牙根部弯曲折断或者被剪切，螺母悬置部分被拉扭断。 a.螺纹牙剪

7、切强度校核ZQSn10-1，其的许用剪切强度=35MPa 螺纹牙根厚度：b=0.65t=0.656=3.9mm剪切应力：因此，螺纹牙根剪切强度校核安全 b.螺纹牙根弯曲强度校核ZQSn10-1，其的许用弯曲强度 b=50MPa弯曲应力：b螺纹牙根部的厚度 弯曲力臂， 则弯曲应力：因此螺纹牙弯曲强度校核结果是安全的 c.螺母体拉扭强度校核许用抗拉应力=0.83 b=0.8350=41.5MPa即取 D=68mmD1=（1.31.4）D=（1.31.4）68=88.495.2mm取 D1=90mm4.3螺母凸缘强度校核螺母凸缘失效形式：螺母凸缘支承表面被挤压，凸缘根部弯曲或剪断a. 挤压强度校核p

8、 =（1.51.7_ b=（1.51.7） 50=7585MPa 所以挤压强度校核：安全b. 剪切强度校核=35MPa剪切强度校核：c. 弯曲强度校核 弯曲强度校核：4.4螺母尺寸参照上面螺母剖面图D1=90mm，D=68mm，a=20mm，H=60mm，d1=36mm,d=43mm第五章 托杯的设计与计算托杯用来承托重物，选用用Q235钢模锻制成。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；为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。其经验设计结构尺寸见图5，具体设计计算尺寸如下：D10=104mm，D11=25mm，D12=D13-4=78-4=7

9、4mm，D14=52mm当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动，在设计千斤顶时，要在托杯下面安装一个推力轴承。 p许用压强，应取托杯与螺杆材料p的小者。则p55a 故满足挤压强度要求。许用剪切强度,=188MPa故满足剪切强度要求第六章 手柄设计与计算 6.1力矩分析手柄材料为A3螺纹摩擦力矩选用推力轴承：滚动轴承 51305 GB/T301-1995其内径为，取=0.002，故T2可以忽略不记 则转矩6.2手柄直径dh计算时手柄所受的最大转矩M近似等于T，取许用弯曲应力由得取6.3手柄长度Lp防止人产生过度疲劳，人手推力不可以过大，一般取150200N，这里计算时取175N，则取手柄计算长度

10、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+（50150）mm。手柄的实际尺寸，手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时手柄应可拆卸。第七章 底座设计底座材料常用铸铁（HT150）（图6），铸件的壁厚不应小于812mm，取为10，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110的斜度。图中 H1 =L+（1428）mm D6=D+（510）mmD7=D6+其中L为千斤顶起重最大高度具体数值为：H1=200mm；D6=75mm；p底座下枕垫物的许用挤压应力，一般木材p=24MPa。取D8=200mm第八章 轴承选取失效形式：滚动体与地权接触点处的变形超过滚珠直径的万分之一选取滚动轴承 51305额定静载荷：C0=61.4KN安全系数S=C0/Qmax=61.4/66=0.93要求S介于0.81.2，所以安全