千斤顶的设计说明书带cad图纸
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螺旋千斤顶设计说明书
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螺旋千斤顶主要零件:螺杆、螺母、托杯、手柄和底座等。
设计的原始数据:最大起重F=6t、最大升起高度H=240mm。
一、 螺杆
① 螺杆材料选用Q235
② 螺纹牙型选用矩形螺纹采用内径对中,配合选H8/h8,在
计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。
③ 螺杆直径
螺杆工作时,同时受压力与扭矩的作用,因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径,即:
F2.5d1 查式中螺杆的屈服极限s=235MPa,由于Q235是塑性材料,取安全因数n=2,得许用压应力=127.5MPa,取整数=130MPa
将上述数据带入得螺杆的直径为d10.02764m,取d1=30mm。
根据经验公式4pd1,得P=7.5mm。
参考梯形螺纹标准,螺纹牙型高h=2p,得h=3.75mm。
d圆整为整数后,取pdd1=38-7.5=30.5mm。
④ 自锁检验
在考虑众多因素后,实际应满足的自锁条件为:
1
由)(/nptand2 n=1,p=7.5mm,
d2=2h2d1=32.375mm
得tan=0.07373
当量摩擦角=arctan ,在有润滑油情况下=0.1,
得1=4.574
验证结束,左边小于右边,达到自锁条件。
⑤ 螺杆强度校核
对Q235进行压应力校核,Q235许用弯曲应力b =120MPa,从后面的计算中得到数值,如下公式:
231222b0.2dT3d4F<102MPa
符合该压力下的强度要求。 ⑥ 螺杆稳定性验算
计算螺杆柔度时,螺杆最大受压长度l可按将重物举到最大起升高度后,托杯底面到螺母中部的高度计算,即:
1.5d/2HlH
式中d为大径,d=34mm,得l=230+56.25/2+1.5X34=309mm
由稳定性验算公式22crlEIF
查表得Q255的弹性模量E=200GPa,
由惯性矩公式I=212dd64,得I=1.1925104m
式中crF为满足条件的轴向压力
将上述数据带入公式得crF=2.456KN510,满足条件,装置稳定。
二、 螺母
① 材料
螺母的材料选择Q235
② 螺纹计算 螺纹圈数Z与高度H,螺母的圈数通常是根据螺纹牙间强度条件求出,即: phd2FZ
式中:螺纹中径2d=32.375mm,螺纹牙高度h=3.75mm
③ 螺纹牙的强度计算
螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为:ZFbd1=98MPa,
得Z1.7
螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为:b21bZbdFl6=400MPa,得12.0Z
对于矩形螺纹b=0.5P,在条件Z10的条件下,取Z=6。
考虑到退刀槽的影响,实际螺纹圈数为:5.1ZZ=7.5
所以得到螺母的高度:PZH=56mm。
④ 螺母与底座的配合
螺母压入底座上的孔内,圆柱面的配合采用H8/n7,为了方便安装,应在螺母下端和底座孔上端制出倒角,紧固螺钉的直径取M8。
三、 托杯
杯用来承托重物,此次计算选用碳钢Q235模煅制成,尺寸如图所示,为了使其与重物接触良好,防止重物滑动,在托杯表面制出切口和沟纹。直径2D的配合取H11/a11。
托杯的许用压强可取为a18MPP,由此可确定托杯直径4D,即:
224PF4DD
取2D=0.634.25=20.55mm,得4D68.1mm,取4D=70mm
四、 手柄
① 手柄材料选用Q235
② 手柄长度Lp
扳动手柄的转矩PKL必须克服螺纹副的螺纹力矩1M和螺杆与托杯间的摩擦力矩2M,即:
21pMMKL
KM21PML
式中K为一个工人加于手柄上的臂力,间歇工作时约为150~250N,这里取K=250N。
2dtgFM21 FD41242DM
在加润滑油的情况下,摩擦系数=0.06
将以上的数据带入公式得pL0.71014m
手柄计算pL是螺杆中心到人手施力点的距离。考虑杆头尺寸及人手握的长度,手柄的实际长度还应该加上10022Dmm,最终得到千斤顶的手柄需要的长度为820mm。
③ 手柄直径pd
把手柄看成一个悬臂梁,按弯曲强度确定直径pd,其强度条件为:
3bp1.0dKL
式中b为材料的许用弯曲应力,对于Q235手柄,b=120MPa。
代入数据计算得pd28.8mm,取pd=30mm。 ④ 手柄挡环
手柄插入螺杆上端的孔中,为防止手柄从孔中滑出,在手柄两端应加上挡环(如图),并用螺钉或铆钉固定。
五、 底座
底座这里选用HT150,铸件壁厚选用=10mm。为了增加底座的稳定性,底部尺寸应大些,因此,可按照1:5的锥度设计。
26p74FDD
式中p为底座下枕垫物的许用应力。对于木材,取p=2MPa。
将以上数据带入公式得7D=232.53mm,最终取7D=240mm。
251158HDD=96mm。
六、三维图
总装图1
总装图2
托杯
螺母
底座
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