螺旋千斤頂設(shè)計(jì)參考.(DOC)
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螺旋千斤頂設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名陳嵩專業(yè)年級(jí)10級(jí)車輛工程設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)螺旋千斤頂設(shè)計(jì)條件:1、最大起重量F = 40 kN;2、最大升距H =190 mm。設(shè)計(jì)工作量:1、 繪制出總裝配圖一張,標(biāo)注有關(guān)尺寸,填寫標(biāo)題欄及零件明細(xì)表;2、 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。指導(dǎo)教師簽名: 2012年 月螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說明書院 系 工程技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 2010級(jí)車輛工程 設(shè) 計(jì) 者 陳 嵩 指導(dǎo)教師 李華英 成 績(jī) 2012年 12月 13日螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說明書目錄 1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算2 1.1螺桿螺紋類型的選擇 2 1.2選取螺桿材料 2 1.3確定螺桿直徑 2 1.4自鎖驗(yàn)算 3 1.5結(jié)構(gòu) 3 1.6螺桿強(qiáng)度校核 5 1.7螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算 6 2. 螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算7 2.1選取螺母材料 7 2.2確定螺母高度 H及螺紋工作圈數(shù)u 7 2.3校核螺紋牙強(qiáng)度 8 2.4結(jié)構(gòu)要求 9 3. 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算9 4. 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 4.1手柄材料11 4.2手柄長(zhǎng)度 Lp 11 4.3手柄直徑 dp 12 4.4結(jié)構(gòu)12 5. 底座設(shè)計(jì) 13設(shè)計(jì)與說明結(jié)果1 螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1 螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形,常用的是梯形螺紋。螺紋選用梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形,牙形角=30,梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng);它的基本牙形按GB/T5796.12005的規(guī)定。1.2 選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。選擇45鋼。1.3 確定螺桿直徑根據(jù)教材式(5-42)得對(duì)于梯形螺紋,h=0.5P,則對(duì)于整體螺母,由于磨損后不能調(diào)整間隙,為使受力分布比較均勻,螺紋工作圈數(shù)不宜過多,故取,此處取。因?yàn)榍Ы镯數(shù)穆輻U和螺母的相對(duì)滑動(dòng)速度為低速,查表5-12,取p=18MPa。故由課程設(shè)計(jì)手冊(cè),查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5796.2-2005與GB/T 5796.3-2005,得公稱直徑d=40mm螺距P=7mm內(nèi)螺紋大徑D=41mm外螺紋小徑d1=32mm內(nèi)螺紋小徑D1=33mm內(nèi)外螺紋中徑d2=D2=36.5mm1.4 自鎖驗(yàn)算對(duì)傳力螺旋傳動(dòng)來說,一般應(yīng)確保自鎖性要求,以避免事故。螺旋副的自鎖條件為式中:為螺紋升角;為當(dāng)量摩擦角;為螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù),為摩擦系數(shù),為牙側(cè)角。根據(jù)材料和滑動(dòng)速度查表5-12,取 ,對(duì)于牙型角的等腰梯形螺紋,其牙側(cè)角,則因?yàn)?,所以自鎖性可以保證。1.5 結(jié)構(gòu)螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7,因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定,dkdp十0.5mm,由后計(jì)算可知dp=27mm,所以取dk=28mm。為了便于切制螺紋,螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽。退刀槽的直徑d4應(yīng)比螺桿小徑d1約小0.20.5mm,取d4=d1-0.5=31.5mm。退刀槽的寬度可取為1.5p。為了便于螺桿旋入螺母,螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出,在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986),擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。如圖1-2,則有退刀槽寬度1.5P=10.5mmD13=(1.71.9)d=6876mm,取D13=70mm(1.41.6)d=5664mm,取1.5d即60mmH+H=190+56=246mm(H為后面計(jì)算得)螺釘外徑0.25d=10mm擋圈外徑d+(610)=4650mm 根據(jù)GB/T891-1986,選取擋圈GB/T891 B50,公稱直徑D=50mm,H=5mm根據(jù)GB/T68-2000,選取螺釘GB/T68 M616,螺紋規(guī)格d=M6,公稱長(zhǎng)度l=16mm1.6 螺桿強(qiáng)度校核對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度。其強(qiáng)度條件為其中扭矩 式中:y為螺紋中徑處升角,rv為當(dāng)量摩擦角。因?yàn)?5鋼的屈服強(qiáng)度,取安全系數(shù)S=4,故: 則 滿足強(qiáng)度條件。1.7 穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn),為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。式中:為螺桿穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù);為螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù),對(duì)于傳導(dǎo)螺旋;為螺桿的臨界載荷,N。螺桿的臨界載荷與柔度s有關(guān)式中:為螺桿的長(zhǎng)度系數(shù),與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān);為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度,可近似取;為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑,若危險(xiǎn)截面面積,則(I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩)當(dāng)螺桿的柔度時(shí),可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺桿一端固定,一端自由,則長(zhǎng)度系數(shù),取則,所以需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。臨界載荷可按歐拉公式計(jì)算,即式中:E為螺桿材料的拉壓彈性模量,。所以有所以,滿足穩(wěn)定性條件。2 螺母的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1 選取螺母材料螺母材料一般可選用青銅,對(duì)于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造,其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金。這里選用螺母材料為ZCuSn10Pl。2.2 確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u螺母高度考慮到螺紋圈數(shù)u越多,載荷分布越不均,故u不宜大于10,否則應(yīng)改選螺母材料或加大d。螺紋工作圈數(shù)考慮退刀槽的影響,實(shí)際螺紋圈數(shù)u = u+1.5(u應(yīng)圓整)。所以,u=u+1.5=6.26+1.5=7.76圓整得,u=8螺母高度H= uP=87mm=56mm2.3 校核螺紋牙強(qiáng)度一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿,故只校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺母的其它尺寸見圖13。螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為 螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為 式中:b為螺紋壓根部的厚度,mm,對(duì)于矩形螺紋,對(duì)于梯形螺紋,b=0.65P,P為螺紋螺距; 為彎曲力臂,mm,;為螺母材料的許用切應(yīng)力,MPa;為螺母材料的許用彎曲應(yīng)力,MPa。因?yàn)槁菽覆牧蠟榍嚆~,查表知其=3040MPa,=4060MPa,取=35MPa,=50MPa。 帶入校核公式: 滿足強(qiáng)度條件。2.4 結(jié)構(gòu)螺母壓入底座上的孔內(nèi),圓柱接觸面問的配合常采用或等配合,這里選擇配合。為了安裝簡(jiǎn)便,需在螺母下端(圖13)和底座孔上端(圖17)做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng),還應(yīng)裝置緊定螺釘(圖11),緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取,一般為612mm。選用緊定螺釘GB/T 71 M625。3 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯用來承托重物,可用鑄鋼鑄成,也可用Q235鋼模鍛制成,此處選用Q235鋼。托杯的結(jié)構(gòu)尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng),在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落,在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。由圖14可得:托杯厚度,取杯底厚度為溝紋寬度溝紋深度托杯高度,取托杯高度為70mm擋圈選用GB/T892 B32,其公稱直徑D=32mm,H=5mm;擋圈用GB/T67 M616的開槽盤頭螺釘固定。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在起重時(shí),托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng),為了避免過快磨損,一方面需要潤滑,另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。式中:p為許用壓強(qiáng),應(yīng)取托杯與螺桿材料p的小者。查表得,Q235鋼的許用壓強(qiáng)p為225MPa,45鋼的許用壓強(qiáng)p為570MPa,故用托杯材料來進(jìn)行壓力強(qiáng)度校核,即取p=225MPa。根據(jù)圖1-4,相關(guān)尺寸為所以滿足接觸面的壓力強(qiáng)度要求。為保證托杯可以轉(zhuǎn)動(dòng),螺桿頂端的擋圈與托杯底部留有間隙,間隙值為34mm,因承受力不大,故取值為3mm。4 手柄的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 手柄材料常用Q235和Q215。這里選用Q235鋼。4.2 手柄長(zhǎng)度Lp板動(dòng)手柄的力矩:KLp=T1+T2 則式中:K為加于手柄上一個(gè)工人的臂力,間歇工作時(shí),約為150250N,工作時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)為100150N。T1為螺旋副間的摩擦阻力矩, T2為托杯與軸端支承面的摩擦力矩, T2 = (D12+D11) f F/4。因一般情況下為間歇工作,工作時(shí)間較長(zhǎng)的情況不多,故取K=200N。查設(shè)計(jì)手冊(cè)得,鋼鋼的摩擦因數(shù),所以則手柄計(jì)算長(zhǎng)度Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離,考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離,手柄實(shí)際長(zhǎng)度還應(yīng)加上+(50150)mm。故取手柄長(zhǎng)度。由于手柄實(shí)際長(zhǎng)度不應(yīng)超過千斤頂,因此取,使用時(shí)可在手柄上另加套管。4.3 手柄長(zhǎng)度dp把手柄看成一個(gè)懸臂梁,按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑dp,其強(qiáng)度條件為故 式中:sF為手柄材料許用彎曲應(yīng)力,當(dāng)手柄材料為Q235時(shí),sF=120Mpa。 取。4.4 結(jié)構(gòu)手柄插入螺桿上端的孔中,為防止手柄從孔中滑出,在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)(圖16),并用螺釘或鉚合固定。因手柄直徑,所以由GB/T891-1986,選取擋圈GB/T891 B35,其公稱直徑D=35mm,H=5mm;螺釘選用GB/T68 M616的開槽沉頭螺釘。5 底座設(shè)計(jì)底座材料常用鑄鐵(HT150及HT200)(圖17),此處選用HT200,鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm,選取15mm,為了增加底座的穩(wěn)定性,底部尺寸應(yīng)大些,因此將其外形制成110的斜度。圖中式中:sp為底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對(duì)于木材,取sp=22.5MPa。這里取2MPa。所以有同時(shí)取螺紋:梯形螺紋螺桿材料:45鋼d=40mmP=7mmD=41mmd1=32mmD1=33mmd2=36.5mmD2=36.5mmdk=28mmd4=31.5mm1.5P=10.5mmD13=70mm1.5d=60mmH+H=246mm擋圈:GB/T891 B50螺釘:GB/T68 M616T=113140.4Nmm 螺母材料:ZCuSn10Plu=8H=56mm配合:緊定螺釘:GB/T 71 M625托杯材料:Q235鋼杯底厚度:溝紋寬度:溝紋深度:托杯高度:70mm擋圈:GB/T892 B32螺釘:GB/T67 M616擋圈與托杯間隙:3mm手柄材料:Q235鋼擋圈:GB/T891 B35螺釘:GB/T68 M616底座材料:HT20014- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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