机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)

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1、机械设计课程作业设计说明书题目：螺旋传动设计班级：学号：姓名：目录1、设计题目22、螺纹、螺杆、螺母设计23、耐磨性计算24、自锁性校核35、螺杆强度校核36、螺母螺纹牙强度校核37、螺杆的稳定性校核48、螺母外径及凸缘设计59、手柄设计510、底座设计611、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）6912、螺旋千斤顶的效率613、参考资料71、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量Q=37.5KN，最大起重高度H=200mm，手柄操作力P=200N。2、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有

2、较好的自锁性能，且便于加工，左旋符合操作习惯。由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45号钢，调质处理。查参考文献得σs=355MPa,σb=600MPa，S=4，9［P］=20MPa。剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3。查参考文献得［］=35MPa，=50MPa。托杯和底座均采用HT250材料。3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa，取[p]=20MPa。按耐磨性条件选择螺纹中径，选

3、用梯形螺纹。由参考文献查得，取=2.0。由耐磨性条件公式：式中——螺杆中径，mm;Q——螺旋的轴向力，37.5KN；——引入系数，=2.0;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有。查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm，螺距P=8mm，中径d2=25.5mm，小径d1=22.5mm，内螺纹大径D4=28.5mm。螺母高度H=d=51mm，螺母的螺纹工作圈数u==6.410.螺纹牙的工作高度h=0.5P=4mm4、自锁性校核9为保证自锁，取=其中，由相关手册查得5、螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和

4、扭转力矩T的作用，根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：式中——螺杆螺纹的小径22.5mm；——螺杆材料的许用应力(MPa);F——螺杆所受的轴向载荷(N)；T1——螺杆所受转矩，对起重螺旋取T=T将=0.09代入数据计算得到：由得=122561N·mm，代入公式得=87.7MPa，显然符合条件。6、螺母螺纹牙强度校核因为螺母材料强度低于螺杆，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。查参考文献得螺母材料的许用切应力,取=35MPa；许用弯曲应力[σb]=40~60MPa,取[σb]=50MPa。

5、螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：9式中Q——轴向载荷(N)；D——螺母内螺纹大径(mm);——螺纹旋合圈数，取6.4；b——螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹b=0.65p。代入数据计算：即螺母满足剪切强度要求。螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为：式中——弯曲力臂，其它参数同上。代入数据计算：即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。7、螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度H=200mm，则螺杆的最大工作长度式中—螺母高度(mm)，=51mm;=56~60mm，取=56mm；9—螺杆与手柄座相接处尺寸，查手册知，=7.5mm。假设手柄直径为d1=

6、30mm,由尺寸经验公式h1=(1.8~2)d1=54~60mm取h1=56mm,则：L=243.5mm则螺杆的柔度：式中——长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取=2；d1——螺纹小径，d1=22.5mm。i——螺杆危险截面的惯性半径(mm),,其中A为危险截面的面积(mm2)。代入数据计算：对于45#钢，此时螺杆稳定的临界载荷Fc为：代入数据计算：由压杆稳定条件知螺杆满足稳定性要求。8、螺母外径及凸缘设计根据经验公式，螺母外径≈1.7d=1.7×28=49mm;螺母凸缘外径≈1.4=1.4×49=68.6mm，取

7、=69mm；9螺母凸缘厚a=(0.2~0.3)=(0.2~0.3)×51=10~15mm，取b=13mm。9、手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩T1和托杯支撑面间的摩擦力矩T2。设加在手柄上的力F1=200N，手柄长度为L，则有F1L=T1+T2。对于T1和T2，有N·mm，为环形端面，所以根据经验公式，mm,取D=60mm;mm，取D1=25mm。托杯材料选择铸铁，手柄选择Q235，摩擦因数f=0.08,则代入数据得：=98.6KN，L=920mm那么手柄长度取=300mm,加套筒长620mm。手柄直径可按下式

8、计算：，—手柄材料的许用弯曲应力，可取=120MPa。得。取手柄直径。10、底座设计9螺杆下落至底面，再留10mm左右的空间，底座铸造起模斜度1:10，壁厚。由经验公式，S=(1.5~2)=15~20mm,取S=20mm。D5由结构设计确定，D5=