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1、目 錄
1、 螺旋千斤頂原理…………………………………………2
2、 設(shè)計(jì)要求…………………………………………………2
3、 螺桿的設(shè)計(jì)………………………………………………2
4、 螺母的設(shè)計(jì)………………………………………………4
5、 杯托的設(shè)計(jì)………………………………………………4
6、 手柄的設(shè)計(jì)………………………………………………6
7、 底座的設(shè)計(jì)………………………………………………7
1、螺旋千斤頂原理
千斤頂?shù)墓ぷ髟硎牵和ㄟ^螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)將物體由低處向高處的傳送的,并使托杯中的物體做直線運(yùn)
2、動,從而實(shí)現(xiàn)我們的傳動要求。其中,螺母固定,當(dāng)手柄旋動的時(shí)候,螺桿通過與螺母的螺旋副的運(yùn)動,螺紋之間產(chǎn)生自鎖,使裝有重物的托杯往上運(yùn)動。
2、設(shè)計(jì)要求
1、設(shè)計(jì)螺桿要求校核耐磨性、自鎖性;校核螺紋工作圈數(shù)、螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性
2、設(shè)計(jì)螺母要求校核螺母螺紋牙強(qiáng)度
3、底座和托杯要求滿足一定的強(qiáng)度
4、機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的傳力性能
5、繪制裝配圖、主要零件圖兩張
3、螺桿的設(shè)計(jì)
千斤頂適用于載重較高的重要傳動,因此選用的材料要有足夠的耐磨性、強(qiáng)度。經(jīng)分析選用40Cr。
螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算
1、螺旋傳動選擇:螺旋傳動按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同,分為滑動螺旋副,滾動螺旋副和靜壓螺旋副?;?/p>
3、動螺旋副結(jié)構(gòu)簡單,便于制造,易于自鎖,所以螺旋千斤頂選擇滑動螺旋副。
2、滑動螺旋采用的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用最廣。本設(shè)計(jì)中千斤頂?shù)穆菁y選擇梯形螺紋,并為右旋的方式。因?yàn)槠鋬?nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動,對中性好,并牙根強(qiáng)度高,同時(shí)采用單線螺紋()的自鎖性也比較高。
3、螺桿螺紋的設(shè)計(jì)及計(jì)算
按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后,按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距t及其它尺寸。
根據(jù): ;
注:, 由于在此處為整體螺母,此處選;由于條件為剛-青銅和低速, ,滑動速度為低速,?。?
;
根據(jù)GB/T5796.2-2005查表:取得,
4、D=31.00mm;
由,
得P=6.34mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 P=6.00mm
d1=d-7=23.00mm
D1=d-P=30mm-6mm=24.00mm
d2=D2=d-0.5P=27.00mm
螺桿整體長度:200mm
自鎖驗(yàn)算
自鎖條件是y≤
式中:y為螺紋中徑處升角;為當(dāng)量摩擦角(當(dāng)量摩擦角,為保證自鎖,螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°。
y≤ , ,取(取啟動時(shí)計(jì)算用最大值)
y
故,y=4.05
所以自鎖性得以保證。
螺桿強(qiáng)度校核
有螺桿材料是,查表得:
根據(jù)螺旋副間的摩擦力矩為:
·
其中,可看作是螺桿的螺紋處的預(yù)緊
5、力。
所以,螺桿所受的總的應(yīng)力為:
由此可得,。所以設(shè)計(jì)的螺桿滿足強(qiáng)度條件。
4、螺母設(shè)計(jì)
螺母的材料有:鑄錫青銅和鑄鋁鐵青銅兩種供選擇,經(jīng)分析,本設(shè)計(jì)采用鑄錫青銅材料。
確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u
螺母高度
螺紋工作圈數(shù)
螺母的相關(guān)尺寸:
D=d+1=31mm
內(nèi)螺紋小徑
;
a=(0.2~0.3)H=0.25=13.5mm
5、杯托的設(shè)計(jì)
杯托用來承托重物,也可用Q235鋼模鍛制成,取材料為Q235。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動,在杯托上表面制有切口的溝紋。為了防止杯托從螺桿端部脫落,在螺桿上端裝有擋板。
當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時(shí),杯
6、托和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時(shí),杯托底部與螺桿和接觸面有相對滑動,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:
Q235:;45鋼:取[p]。
故
杯托厚度,此處取
杯底厚度為;溝紋寬度為;
溝紋深度為;杯托高度為1.8*d=1.8*30mm=54mm;
為保證杯托可以轉(zhuǎn)動,螺桿預(yù)警端的墊片與杯托底部留有間隙,間隙值為3~4mm,應(yīng)為承受力不大,故值取為3mm。
6、手柄的設(shè)計(jì)
手柄材料:常用Q235和Q215。選擇Q235
手柄長度
扳動手柄的力矩: 則
式中:K—加于手柄上一個(gè)工人的臂力,間歇工作時(shí),約為15
7、0~250N,工作時(shí)間較長時(shí)間為100~150N??紤]一般為間歇工作,工作的時(shí)間較長機(jī)會不多,故取為200N。
——螺旋副間的摩擦阻力矩,
——杯托與軸端支承面的摩擦力矩,。()
則
手柄計(jì)算長度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)際長度還應(yīng)加上+(50~150)mm。手柄實(shí)際長度不應(yīng)超過千斤頂,使用時(shí)可在手柄上另加套管。因此,手柄實(shí)際長度
手柄直徑:把手柄看成一個(gè)懸臂梁,按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑,其強(qiáng)度條件為
≤[s]F
故 ≥=
取25mm
式中:[s]F——手柄材料許用彎曲應(yīng)力,當(dāng)手柄材料為Q235時(shí),[sF]=120Mpa。
7、底座的設(shè)計(jì)
底座材料常用鑄鐵(HT150及HT200),鑄件的壁厚δ不應(yīng)小于8~12mm,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1∶10的斜度。
S=(1.5~2)δ=1.5*15=22.5mm
=L+(14~28)mm=160+20=180mm
H-a=54-13.5=40.5mm
+(5~10)mm=45+5=50mm
+=50+=86mm
=
式中:[s]p——底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對于木材,取[s]p=2~2.5MPa。
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