螺旋千斤顶设计说明书
- 格式:doc
- 大小:204.58 KB
- 文档页数:9
题目:螺旋千斤顶
学院:
专业:
班级:
设计者:
学号:
指导老师:
完成日期:
2 目录
一、 目的…………………………………………………3
二、 题目及方案…………………………………………3
三、 受力简图……………………………………………3
四、 设计进行步骤………………………………………4
五、 参考文献……………………………………………7
六、 计算机截图…………………………………………7
七、 计算机辅助程序……………………………………8
八、结构图………………………………………………9
3 一. 目的
1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计方法;
2. 初步学会综合、运用所学过的知识,解决实际问题,培养独立工作能力;
3. 熟悉有关设计资料,学会查手册。
二. 题目
螺旋千斤顶
原始数据如下:(按学号尾数)
项目 设计方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
最大起重量F(KN) 40 45 48 50 52 55 60 62 65 70
最大起重高度H’(mm) 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270
手柄施加力Fp(N) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
设计方案:最大起重量F=50KN
最大起重高度H’=210 mm
手柄施加力Fp=200N
三.受力简图:
Lp:手柄有效长度;
T:施于手柄的力矩;
T1:克服螺纹副中的摩擦力矩;
T2:克服托杯与支承面间的摩擦力矩。
T2h1H'HFFT1T轴力图扭矩图托杯LpFp 4 四. 设计进行步骤及注意事项:
已知条件:
最大载荷 F=50KN
最大升距 H’=210mm
手柄施加力 Fp=200N
(一) 选择螺杆和螺母的材料
分析:起重螺旋为传力螺旋,主要特点是能承受较大的轴向力,传动速度较低。通常要求自锁,螺杆材料应具有较高的耐磨性,螺母材料除要求较高的强度外,还应有较好的减磨性,因此螺旋副材料选取钢-青铜,螺旋选用45号钢。
(二) 螺杆的设计计算
(1) 螺杆的牙型选择梯形,右旋单线。
(2) 螺杆的小径d1
d1≥1.25][F 由教材表5-8取Q235号钢的屈服强度σ=225MPa 取安全系数S=4.0 许用应力[σ] = S =56MPa
F=50KN代入得 d1≥ 37.4mm 取d1=39mm
(3)选择标准螺距P及螺杆小径d1、中径d2、大径d、螺母螺纹大径D
查附表得:
螺杆螺距P= 7mm
外螺纹小径d1=39mm 外螺纹大径 d=48mm
内螺纹大径D= 49mm 螺纹中径 d2=44mm
(4)、验算自锁性:Ψ≤Φv(Ψ—螺纹升角;Φv—当量摩擦角)
由教材表5-12查得钢-青铜摩擦系数f=0.08~0.10,取值f=0.08
=2=230=15
=arctan(d2P)= (教材P64式5-1)
Φv=arctancosf=1.5 (教材P97式5-46)
因为3.3<1.5 即Ψ≤Φv 故满足自锁条件
F=50KN
H’=210mm
Fp=200N
P= 6mm
d1=29mm
d=36mm
D= 37mm
d2=33mm
满足自锁条件
5 (5)、验算螺杆的稳定性
I=64d41=64294mm4=34701 mm4
h1=2dp=226mm=52mm
l=h1+H’+H/2=50+210+51/2=286mm
Fcr=22)l(EI=252)2862(347011006.2=215.4KN
Fcr /F=4.3 因为3.5≤4.3,故满足稳定性要求。
式中:l—螺杆的最大工作长度
螺母高度H=52mm(具体看下面计算)
手柄直径为 dp=26mm(具体看下面计算)
h1=(1.8~2)dp=46.8~52mm
—长度系数,对千斤顶可看作一端固定,一段自由,取=2
I—险截面的惯性矩, I=64d41
E—螺杆材料的拉压弹性模量,E=2.06510Mpa
(三) 螺母的设计计算
(1)、耐磨性定出螺母的高度H旋合圈数u
对于梯形螺纹,h=0.5p=0.57mm=3mm
由教材表5-12查得许用压应力[p]=18~25Mpa,取[p]=23Mpa,
则H≥]p[hdFP2=50.4mm 取整H=51mm
螺纹工作圈数u=PH=8.510.
=2dH=1.54 1.2 2.5 满足条件
式中:F—轴向载荷
d2—螺纹中径
[p]—许用压强
P—螺距
h—螺纹工作高度
螺杆稳定
H=51mm
u=8.5
6 (2) 、校核螺纹牙的剪切强度和弯曲强度
由教材表5-13查得螺母的许用应力
[b]=40~60Mpa;[]=30~40Mpa
τ=DbuF=13.3Mpa≤[τ] 其中b=0.634p []=35Mpa
σb=uDbFh32=31.5Mpa≤[σb] 其中b=0.634p [b]=50 Mpa
得出结论:螺母螺纹牙的剪切强度和弯曲强度均满足要求
其中:b—螺纹牙的根部厚度
梯形螺纹b=0.634p=0.6346mm=3.804mm
[b]—螺母材料的许用应力
[]—螺纹牙的裁剪强度
(四) 手柄的设计计算
(1)、 手柄材料用Q235
(2)、计算手柄的总长度L
T1=Fd22 tan(Ψ+Φv)=50233tan(3.3+5.1)Nm=121825Nmm
当托杯材料为铸铁是f=0.12~0.15,取f=0.12
由《课程设计图册》查得
D=(1.6~1.8) D1=(0.6~0.8)d
取D=1.7d D1=0.8d
D0=D-(1~2)mm=1.7d-1=60.2mm
d0= D1+(1~2)mm=0.8d+1=29.8mm
T2=13 f FD03-d03D02-d02 =13 0.125022338.2960.28.2960.2Nm=140134 Nmm
Lp =P21FTT=200140134121825=1308mm
L= Lp +D/2=1327mm
(3)、 计算手柄的直径dp
dp=][1.0LpFpb3=25.93mm
取dp=26mm 其中[p]=150Mpa
(五) 计算传动总效率η
η=)TT(2FP21 = )1.1408.121(2650100%= 18.2%
螺母螺纹牙的剪切强度和弯曲强度均满足要求
dp=26mm
η=18.2%