机械设计千斤顶设计大作业说明书

1、哈尔滨工业大学大作业说明书3harbin institute of technology机械设计大作业说明书大作业名称：螺旋传动设计 设计题目：设计螺旋起重器（千斤顶）班 级：1215102 设 计 者：高雪梅 学 号：1121510201 指导教师：张锋 设计时间：2014.10.6 哈尔滨工业大学目录1、 设计任务书12、 千斤顶参数设计21、选择各结构的材料22、螺杆参数设计及其校核23、螺杆强度校核34、螺纹牙强度校核45、螺纹副自锁条件校核56、螺杆的稳定性校核57、螺母外径及凸缘设计68、手柄参数设计及强度校核69、其他结构尺寸参数计算7参考文献8一、设计任务书1、螺旋起重器（千斤

2、顶）功能要求起重量fq=30kn 最大起重高度h =180mm起重器示意图2、设计要求1)、绘制装配图一张，a2纸，须画出起重器的全部结构，按照装配图的要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。2）、对起重器各部分尺寸进行计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性进行校核。2、 千斤顶参数设计1、 选择各结构的材料螺杆采用45钢，因螺杆的材料要有足够的强度和一定的耐磨性；螺母材料选用青铜，考虑其需要具有足够的强度，在重载低速环境工作；托杯材料选铸铁；手柄材料选60钢;底座材料采用铸钢。2、螺杆参数设计及其校核根据耐磨性条件设计螺纹中径，假想螺纹牙可展成一长条，设螺旋的

3、轴向载荷为f，承压面积（垂直于轴线方向上的投影面积）为a，螺纹工作面上的压强为ps，则螺纹的耐磨性条件为根据需要引用系数，可消去,得式中 系数的值根据螺母结构选定，对于本设计的整体式螺母，由于磨损后间隙不能调整，故取;f螺旋的轴向载荷，n;h螺母旋合高度，mm;p螺母螺距，mm;h螺纹工作高度，mm许用压强，mpa,见参考文献表8.11,本设计选用螺杆与螺母副材料为钢-青铜，工作环境为低速滑动，许用压强为18-25mpa,为保证安全，选用。根据中径的计算结果，查参考文献表11.2、11.3、11.4得到螺杆梯形螺纹的其他参数公称直径d=28mm,螺纹小径d1=22.5mm,螺纹中径d2=25.

4、5mm,螺距p=5，h=2.5mm,进而可得螺母旋合高度h=35.7mm,螺纹旋合圈数,由于螺纹旋合各圈受力不均，应使，故此时计算得出的合理。3、螺杆强度校核螺杆断面承受轴向力f和转矩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 d1螺杆螺纹小径，mm;螺杆材料许用应力，mpa,根据机械设计教材表8.12，其中，材料屈服点由参考文献表10.2查得，对于本千斤顶的设计材料45钢，其;f螺杆所受轴向力，;t螺杆所受转矩，,其中，螺纹升角，螺纹副当量摩擦角，对于此螺纹副材料钢-青铜，查参考文献表8.13，当量摩擦因数，现取为。4、螺纹牙强度校核因螺母材料强度低于螺杆，故螺纹牙的剪切和弯

5、曲破坏多发生在螺母上，现对其进行强度校核计算1）、螺纹牙根部的剪切强度校核公式为故剪切强度符合要求2）、螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为则故弯曲强度符合要求式中 螺母螺纹大径，mm;h螺纹牙工作高度，mm；z螺纹旋合圈数b螺纹牙根部厚，对于梯形螺纹，、螺母材料的许用切应力和许用弯曲应力，mpa;由参考文献表8.12查得。5、螺纹副自锁条件校核螺纹副自锁条件为 ，本设计中，显然，自锁能力较好。6、螺杆的稳定性校核受压螺杆的稳定性条件为其中为螺杆稳定的临街载荷在本设计的千斤顶中，螺杆的柔度，根据规定，对于的淬火钢螺杆则有所以 经校核证明此螺杆稳定性良好。式中 螺杆长度系数，与螺杆的支撑情况有关，见

6、参考文献表8.14，此千斤顶的端部支撑情况可视为一端固定、一端自由，其长度系数为2；螺杆危险截面的轴惯性矩，,；螺杆的最大工作长度，由参考文献表11.2 （gb/t 3-1997）查得，对于梯形螺纹，螺距p为5时，退刀槽区6.5mm;设计为36mm。7、螺母外径及凸缘设计螺纹外径。螺纹凸缘外径，取。纹凸缘厚度，取。8、手柄参数设计及强度校核手柄材料选用屈服点较高的60钢，加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的相对转动的阻力矩和托杯支撑面间的摩擦力矩。设为人加在手柄上的力，为手柄长度，则有其中 则 考虑到人推力的差异，取，加套筒长。对于手柄，应满足根据设计要求，现取手柄直径式中 假设人对千斤顶的推力,n;轴向力，n;手柄直径，mm;托杯与手柄间的摩擦因数，托杯选铸铁，手柄为60钢，则；螺纹副之间的相对转动的阻力矩，；托杯支撑面间的摩擦力矩，；手柄材料的许用弯曲应力，,查参考文献表10.2，对于60钢，则，取。9、 底座设计螺杆下落到底面，需再留的空间，底座铸造起模斜度为，厚度为,由结构设计确定，。从而。校核底面的挤压应力对于底面材料铸钢，查参考文献表，另查参考文献表知铸钢的，则。显然，满足