螺旋起重器设计要点VIP专享VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页螺旋起重器设计一、螺旋起重器（千斤顶）简介螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可升起重物。它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄或扳手等零件所组成。二、螺旋起重器（千斤顶）结构与功能螺旋起重器结构示意图如右图所示。零件1为托杯，当千斤顶承受重载时，由1直接托住重物。螺母5与螺杆7组成螺旋副，同时，螺母5又与底座8固定联接，当转动手柄4时，托杯便会随着螺杆而上下移动，从而将重物托起。紧定螺钉6主要是为了提高了联接可靠性。三、设计题目设计起重量F=50000Ｎ，最大起重高度Ｈ=150mm的螺旋起重器（千斤顶）。四、题目解答1.选择螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb=600Mpa，σs=355Mpa。第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页由于速度较低，螺母材料用铝青铜ZCuAll0Fe3。2.耐磨性计算按耐磨性性条件设计螺纹中径d2，对于梯形螺纹，√Fψ[p]螺杆选用45钢，螺母用铝青铜ZCuAll0Fe3，由参考文献[3]表5.8查得MPa，从表5.8注释中可以查得，人力驱动可提高约20%，则21.6~30MPa，取25MPa。由参考文献[3]查得，对于整体式螺母系数=1.2~1.5，取=2。则代入数据，得√Fψ[p]=25.3mm式中：F──螺杆所受轴向载荷，N；──螺纹中径，mm；[p]─—螺旋副材料的许用压力，MPa。查参考文献[4]表11.5取公称直径d=32mm,螺距P=3mm,中径=30.5mm,小径d3（d1）=28.5mm,内螺纹大径D4=32.5mm。3.螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe=≤[σe]式中：F──螺杆所受轴向载荷，F=50000N；d3（d1）──螺纹小径，mmd3（d1）=28.5mm；T1──螺纹副摩擦力矩，T1=Ftan(+’),为螺纹升角，=arctan=arctan=1.7942；[σe]——螺杆材料的许用应力，MPa查参考文献[1]表5.10.得钢对青铜的当量摩擦因数f’=0.08~0.10,取f’=第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页0.09，螺纹副当量摩擦角’=arctanf’=arctan0.09=5.1428。把已知的值代入T1的计算公式中，则得T1=50000=92771Nmmσe==86.02Mpa由参考文献[3]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力[σ]=,s=355Mpa,[]=71~118Mpa，取[]=95Mpa。显然，σe[]，螺杆满足强度条件。4.螺母螺纹牙的强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度为：≤[]式中：F──螺杆所受轴向载荷，N,F=50000N；D4──螺母螺纹大径，mm,D4=32.5mm；Z──螺纹旋合圈数，Z取10；b──螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=0.65mm=1.95mm代入数值计算得=Mpa=25.13Mpa查参考文献[3]表5.9螺母材料的许用剪应力[]=30~40Mpa，显然，<[]。满足剪切强度条件。螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为：σb=≤[σb]式中：l──弯曲力臂，l==mm=1mm。其他参数同上。代入数值计算得第4页共7页第3页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共7页σb=Mpa=38.66Mpa<[σb]查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用弯曲应力[σb]=40~60Mpa。取[σb]=50Mpa。显然，σb<[σb]，即满足螺纹牙强度条件。5．自锁条件校核因ψ=1.7942，’=5.1427，因此ψ<’满足自锁条件。6.螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值λ==式中：l──螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点间的距离，则l=150++h1+l退刀槽。l退刀槽指螺杆与手柄座相接触处的尺寸，查手册知l退刀槽=9mmH螺母=ZP=10=30mm假设手柄直径为d1=20mm,由结构尺寸经验公式h1=(1.8~2)d=36~40mm,取h1=38mm，则l=150+15+38+9=212mm──长度系数，对千斤顶，可看作一端固定、一端自由，取=2；d1──螺纹小径，,d1=28.5mm；代入以上数值得λ==59.5对于45钢正火，当λ<90时：第5页共7页第4页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共7页Fc===148462N则==2.969>2.5因此，满足稳定性要求。7.螺母外径及凸缘设计螺纹外径D21.5d=1.532mm=48mm。螺纹凸缘外径D31.4D2mm=67.2mm,取D3=68mm。螺纹凸缘厚b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)30mm=6~9mm，取b=8mm。8.手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副...