1、螺旋千斤顶作业任务书 姓名 于方津 专业 机制 年级 13 班级 5 设计完成日期 2015 年 10 月 11 日指导教师 一、题目：螺旋千斤顶原始数据:（请在指定的设计方案编号后划）设计方案题目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10最大起重量F（kN） 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65最大起升高度H（ mm） 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240二、机构简图 寸 AA三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。 （注：将任务书置于计算说明书首页）四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书机械设计大型作业编号08螺旋千斤顶设计说
2、明书设计及说明 结果螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。设计的原始数据：最大起重量 F=55KN、最大升起高度 H=220mm。螺旋千斤顶的设计步骤如下：1.螺杆的设计与计算：（1）螺纹的牙型选用矩形螺纹，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。（2）螺杆的材料选用 45 钢（3）螺杆的直径螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即 3.14Fd其中：螺杆许用应力 S查阅资料得：45 号钢屈服极限=353取安全系数 =3于是， =3533=118螺纹内径满足： =27.78mm 141.355118螺距
3、 mm=14=27.784 =6.94参考矩形螺纹标准，取 P=6mm进而确定螺纹的工作高度 mm32Ph螺纹大径 mm=1+=33.78圆整后，取 d=34mm因此， mm1=28(4) 自锁验算： 原始数据F=55KNH=220mm配合选 H8/h8螺杆材料选 45 钢P=6mmh =3mmd=34mmmm1=28当量摩擦角 2cosartn由于螺杆和螺母的材料分别取 45 钢和锡青铜，因此取0.1(.80.1)又因为矩形螺纹牙顶角 所以， .arctn5.70os2螺纹中径 mm2=1+2 =31螺纹中径升角 arctan =arctan =3.5252dnp631满足 1因此，满足自锁
4、条件，自锁可靠。(5) 螺杆结构：螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，其结构见图1。图1手柄孔径 根据手柄直径 决定， （后面给kdpd0.5kpdmm2=31=3.525满足自锁条件出）。为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比小 ，宽度为1.5P=1.5 6=9mm。1d0.5m所以退刀槽尺寸为： 927.5螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为 。2C为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端安置了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。挡圈直径为 mm0=+5=39挡圈厚度 612mm 取8mm螺钉直径为 0.25d=8.5mm选取 开槽沉头螺钉。2
5、68/TGB41M（6)强度校核:螺杆工作时承受轴向压力 和转矩 的联合作用，根据第四FT强度理论求出其危险截面的当量应力,令其满足)2.0(3)4(31212 dv其中， 2tandTF=45312tan（ 3.525+5.711）=113.42（ ）所以， 223114()()0.vFTd= (45510328210-6)2+3( 113.420.228310-9)2=99.90(MPa) =118MP因此，强度符合强度要求。2.螺母的设计与计算：（1）材料：锡青铜 牌号：ZCuSn10Pb1（2）螺纹圈数： 2phdFZ其中螺纹中径 ，螺纹牙高度 h=3mm，螺纹牙表面许2=29用压强
6、取 。代入上式，得 p5(18)MPa5510331325=7.520=39挡圈厚度 8mm挡圈螺钉：451M=99.90满足强度要求材料：锡青铜因此，取 Z=8考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数=9.55.1Z螺母高 =9.56=57（3）螺纹其它尺寸：见图 2图 2=3=19取 D=55mm1.6=1.634=54.4取 72mm11.3=1.355=71.5 1D(4) 螺母与底座的配合：螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用 。螺母下端8/7Hn和底座孔上端均加工出倒角，倒角尺寸为 。同时安置紧定螺钉防止2C螺母转动，紧定螺钉选用 GB/T65 的开槽圆头螺钉。3.螺杆稳定性计算：螺杆稳定
7、性条件为scrsSF式中， 为螺杆稳定性计算安全因数； 为螺杆稳定性安全因scSs数（ ）, 为螺杆的临界载荷。45.2scr先计算螺杆的长细比 il其中，长度系数 2Z=8=9.5=57=17mmaD=55mm72mm1D紧定螺钉308M螺杆最大受压长度=+2+1.5=299.5螺杆危险截面惯性半径 =14=7所以， =23817 =85.57对于 淬火钢85=4801+0.00022214= 4801+0.000285.5722824=119.93()进而可得 =2.65=119.9345由于 螺杆稳定性安全因数 =2.54sS所以螺杆稳定性合格。4.托杯的设计与计算：（1）材料：选用 Q
8、235 碳钢,模锻制造。（2）托杯结构，见图 3.取壁厚 m10托杯高（1.51.8d）, 所以托杯高=1.6d=51.2mm 取 52mm直径 取2=0.6=0.634=20.42=21取 3=2.4=2.434=81.63=82图 3为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制=2.642螺杆稳定性合格材料：Q235 碳钢m10托杯高 58mm2=213=82出切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板尺寸 ，螺钉选用306开槽圆角头螺钉。直径 的配合为/57825GBTM2D。1aH当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，托杯 底部与螺杆的接触面
9、间有相对滑动。为了避免过快磨损，一方面需 要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，取其许用压力为20(152)pMPaa由此可确定托杯直径24)(DFD=62.79(mm) 取 4=635.手柄的设计与计算:(1) 材料：Q235 碳钢(2) 手柄长度 ：扳动手柄的转矩 必须克服螺纹副的 pLpKL螺纹力矩 和螺杆与托杯间的摩擦力矩 ，即1M2M1Kp则 Lp2式中，K 为施加于手柄上的臂力 ，为满足大多数人(50)N的使用，设计中取 K 取 。12tan()(MFd=138.62( )mFD(25.04=69.3(N ）4=63材料：Q235 碳钢1=138.62式中， 。0.6(5.08)所
10、以，手柄计算长度满足=1039.6mmKMLp/)(21考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为=1171.1mm05.4wDp不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为L352mm，另外加套筒，套筒长 800mm。（3）手柄直径： 3)1.0(bppKLd式中， 为材料的许用弯曲应力，对于 Q235 的手柄，bMPab2所以， =25.88mm3/(0.1)取 =25.88则螺杆孔径 =+0.5=26.38（4）手柄结构：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，并用螺钉固定，其结构见图4。图 4固定螺钉选用 开槽沉头螺钉。2068/TGB208M2=69.3=1171.1=25.88=26.386.底座的设计与计算：（1）材料：HT100 铸铁（2）尺寸设计：见图 5，取壁厚 ，锥度按照 设m105:1计。各部分尺寸为： 图 51=+20=2405=+6=55+6=616=61+2405=109式中， 为底座下枕垫物的许7=4+26=199.73p用挤压应力。以下枕垫物为木材考虑， 。MPa5.2因为 18D所以，取 8=727、千斤顶的效率：（一般 0.3）)(221TFP =0.2530.3因此， 设计效率符合要求。 材料：HT100 铸铁m101=2405=616=1097=199.738=72 =0.253效率符合要求
