千斤頂3機(jī)械設(shè)計螺旋千斤頂設(shè)計說明書

上傳人:仙*** 文檔編號:33402004 上傳時間:2021-10-17 格式:DOC 頁數(shù):8 大?。?83KB
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1、螺旋千斤頂作業(yè)指導(dǎo)書 一、作業(yè)目的 1. 熟悉螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?,設(shè)計與計算的方法; 2. 運用所學(xué)的知識解決設(shè)計中所遇到的具體實際問題,培養(yǎng)獨立工作能力,以及初步學(xué)會綜合運用所學(xué)知識,解決材料的選擇,強(qiáng)度計算和剛度計算,制造工藝與裝配工藝等方面的問題; 3. 熟悉有關(guān)設(shè)計資料,學(xué)會查閱手冊和運用國家標(biāo)準(zhǔn)。 二、螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計 千斤頂一般由底座1,螺桿4、螺母5、托杯10,手柄7等零件所組成(見圖1―1)。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn),并上下升降,把托杯上的重物舉起或放落。 設(shè)計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的,其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造工藝決定的,必要時才進(jìn)行強(qiáng)度驗

2、算。 設(shè)計的原始數(shù)據(jù)是:最大起重量F(kN)40 000N和最大提升高度H(mm)200mm。 螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計步驟如下: 1. 螺桿的設(shè)計與計算 (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。 梯形螺紋牙型為等腰梯形,牙形角α=30,梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動;它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的規(guī)定。 (2)選取螺桿材料 螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 (3)確定螺桿直徑 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。 (4)自鎖驗算 自鎖條件是y≤rv 式中

3、:y為螺紋中徑處升角;rv為當(dāng)量摩擦角(當(dāng)量摩擦角rv=arctanmv,為保證自鎖,螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1。 (5)結(jié)構(gòu)(見圖1―2) 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,dk≥dp十0.5mm。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0.2~0.5mm。退刀槽的寬度可取為1.5t。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

4、用 緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。 (6)螺桿強(qiáng)度計算 對受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿 的強(qiáng)度。強(qiáng)度計算方法參閱教材公式(6.23),其中扭矩 式中:y為螺紋中徑處升角,rv為當(dāng)量摩擦角。 (7)穩(wěn)定性計算 細(xì)長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn), 為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性。 Fcr / F 2.5 ~ 4 螺桿的臨界載荷Fcr與柔度λs有關(guān),λs=m l/i, m為螺桿的長度系數(shù),與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān),l為舉 起重物后托杯底面到螺母中部的高度,可近似取 l=H+5t+(1.4~1.6)d,i為螺桿危險截面的慣性

5、半徑, 若危險截面面積A=pd12/4,則 (I為螺桿危險截面的軸慣性矩) 當(dāng)螺桿的柔度λs<40時,可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。計算時應(yīng)注意正確確定。 2. 螺母設(shè)計與計算 (1)選取螺母材料 螺母材料一般可選用青銅,對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。 (2)確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u 螺母高度H=φd2,螺紋工作圈數(shù),考慮退刀槽的影響,實際螺紋圈數(shù)u = u+1.5(u應(yīng)圓整)??紤]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。螺母高度由下式計算:H= ut。 (3)校核螺紋牙強(qiáng)度 一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺

6、桿,故只校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺母的其它尺寸見圖1―3。必要時還應(yīng)對螺母外徑D3進(jìn)行強(qiáng)度驗算。 (4)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。為了安裝簡便,需在螺母下端(圖1―3)和底座孔上端(圖1―7)做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動,還應(yīng)裝置緊定螺釘(圖1―1),緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取,一般為6~12mm。 3. 托杯的設(shè)計與計算 托杯用來承托重物,可用鑄鋼鑄成,也可用Q235鋼模鍛制成,其結(jié)構(gòu)尺寸見圖1―4。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,在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯

7、從螺桿端部脫落,在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。 當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時,托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時,托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動,為了避免過快磨損,一方面需要潤滑,另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強(qiáng)度。 ≤[p] (式1-1) 式中:[p]——許用壓強(qiáng),應(yīng)取托杯與螺桿材料[p]的小者。 4. 手柄設(shè)計與計算 (1)手柄材料 常用Q235和Q215。 (2)手柄長度Lp 板動手柄的力矩:KLp=T1+T2 則 (式1-2) 式中:K——加于手柄上一個工人的臂力,間歇工作時,約為150~250N,工作時間較

8、長時為100~150N。 T1——螺旋副間的摩擦阻力矩, T2——托杯與軸端支承面的摩擦力矩, T2 = (D12+D11) f F/4。 手柄計算長度Lp是螺桿中心到人手施力點的距離,考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離,手柄實際長度還應(yīng)加上+(50~150)mm。手柄實際長度不應(yīng)超過千斤頂,使用時可在手柄上另加套管。 (3)手柄直徑dp 把手柄看成一個懸臂梁,按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑dp,其強(qiáng)度條件為 ≤[s]F (式1-3) 故 dp≥

9、 (式1-4) 式中:[s]F——手柄材料許用彎曲應(yīng)力,當(dāng)手柄材料為Q215和Q235時,[s]F=120Mpa。 (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1―6),并用螺釘或鉚合固定。 5. 底座設(shè)計 底座材料常用鑄鐵(HT150及HT200)(圖1―7),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。 圖中 H1=H+(14~28)mm D6=D3+(5~10)mm D7=D6+ D8= 式中:[s]p——底座

10、下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對于木材,取[s]p=2~2.5MPa。 三、設(shè)計要求 1. 總裝配圖一張 設(shè)計前應(yīng)仔細(xì)閱讀作業(yè)指導(dǎo)書,了解圖中各零件的結(jié)構(gòu)、作用和各零件間的相互關(guān)系。作圖時應(yīng)先畫主要部分,并從中心線開始,由上到下,由內(nèi)到外地進(jìn)行。線型粗細(xì)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)和字體,都應(yīng)符合制圖規(guī)定。 裝配圖應(yīng)注的尺寸包括:總體尺寸(長、寬、高)、安裝尺寸、工作性能尺寸及配合尺寸,配合尺寸應(yīng)標(biāo)出配合公差。 零件明細(xì)表的內(nèi)容包括:件號、名稱(包括主要規(guī)格尺寸)、數(shù)量、材料(注出牌號)和備注(對于標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)注明該標(biāo)準(zhǔn)的代號)。 2. 設(shè)計說明書一份 說明書的內(nèi)容包括:目錄、設(shè)計任務(wù)書,計算內(nèi)容和設(shè)計步驟,說明書的字跡要清楚整潔,計算準(zhǔn)確,步驟分明,計算過程要列出公式,代入數(shù)字并寫出結(jié)果,而中間的數(shù)字演算不必書寫。 設(shè)計計算說明書書寫格式 計 算 及 說 明 結(jié) 果 1 1.1 1.1.1 (1) 約25mm

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