哈工大机械设计大作业二说明书完美版

1、Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书设计题目： 螺旋起重器（千斤顶）院 系： 机电学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2015.10.032015.10.07 目 录1设计题目-32螺母、螺杆选材-33耐磨性计算-34螺杆强度校核-35螺纹牙强度校核-46螺纹副自锁条件校核-57螺杆稳定性校核-58螺母外径及凸缘设计-69手柄设计-610底座设计-711其余各部分尺寸及参数-712参考文献-81、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F=30 KN，最大起重高度H=180 mm。2、螺杆、螺母选材本千斤顶设计采用梯形

2、螺纹螺旋传动。由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。查参考文献2表10.2得s=355 MPa, b=600 MPa。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。托盘和底座均采用铸铁材料。3、耐磨性计算查参考文献1表5.8得p=1825 MPa。人力驱动p值可增大20%，则p=21.630 MPa。取p=25 MPa。按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。由参考文献1查得，取 =2.0。由耐磨性条件公式： 式中螺纹中径，mm;F螺旋的轴向载荷，N； H螺母旋合高度，mm;引入系数，=/

3、;p材料的许用压强，MPa;代入数值后有。查参考文献3表11.5，试取公称直径d=28 mm，螺距P=3 mm，中径d2=26.5 mm，小径=24.5 mm，内螺纹大径=28.5 mm。4、螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和扭转力矩T1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T1。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(mm)； 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(N·mm), 为螺纹升角，； 由参考文献15.10查得钢对青铜的当量摩擦因数=0.080.10,取=0.09，螺纹副当量摩擦角=。代入数据计

4、算得到： = = 由参考文献1表5.9可以查到螺杆材料的许用应力=,=355 MPa,=71118 MPa,取=95 MPa。 显然<，螺杆满足强度条件。5、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。螺母螺纹牙根部剪切强度条件为： 式中 F轴向载荷(N)； D4螺母螺纹大径(mm); Z螺纹旋合圈数，Z取10； b螺纹牙根部厚度(mm)，梯形螺纹b=0.65P=0.65×3 mm=1.95 mm。代入数据计算： =17.2 MPa查阅参考文献1表5.9螺母材料的许用剪应力=3040 MPa,显然<。

5、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 l弯曲力臂，。 其它参数同上。代入数据计算： 查参考文献1表5.9得螺母材料的许用弯曲应力=4060 MPa。显然<,即满足螺纹牙的强度条件。6、 螺纹副自锁条件校核因因此 满足自锁条件。 7、螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度H=180 mm，则螺杆的最大工作长度式中 螺母高度(mm)，=ZP=10×3 mm=30 mm 螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，=9 mm。假设手柄直径为=20 mm,由尺寸经验公式h1=(1.82)=3640 mm取h1=38 mm,则： l=(180+15+38+9) mm=24

6、2 mm则螺杆的柔度： 式中长度系数，对本千斤顶，可看作一端固定、一端自由，则可取=2； d1螺纹小径，d1=24.5 mm。 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#调制钢，当时，螺杆稳定的临界载荷Fc为： 代入数据计算：N 故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D21.5d=1.5×28=42 mm; 螺母凸缘外径D31.4D2=1.4×42=58.8 mm，取D3=60 mm； 螺母凸缘厚b=(0.20.3)H=(0.20.3)×30=69 mm，取b=8 mm。9、手柄设计加

7、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F=200 N，手柄长度为L，则有FL = T1 + T2。对于T1和T2，有 公式中的符号见参考文献4。根据经验公式，D=(1.61.8)d=(1.61.8)×28 mm=44.850.4 mm,取D=50 mm； =(0.60.8)d=(0.60.8)×28 mm=16.822.4 mm，取=20 mm。托杯材料选择铸铁，手柄选择Q215，摩擦因数f=0.12,则 取=200 mm,加套筒长400 mm。手柄直径，查教材可得：，参考文献2表10.1,，则，则=102.5136.7

8、MPa,取=110MPa。则手柄直径应满足 取手柄直径=24mm。10、底座设计螺杆下落至底面，再留2030 mm的空间，底座铸造起模斜度1:10，壁厚。D5由结构设计确定，D5=104 mm；D4=1.4D5=1.4×104=146 mm。结构确定后校核下底面的挤压应力： 底面材料选择铸铁HT100，查表得铸铁件壁厚为3050mm时，。显然，底面强度满足设计要求。11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书3），取=70 mm；，取D=50 mm；，取=20 mm;，取=42 mm;，取=60 mm;，取=40 mm；，取；，取=6 mm；，取=6 mm；，取=8 mm。固定托盘用的挡圈内径6 mm，外径34 mm，厚2mm；螺栓。螺杆底部挡圈内径6 mm，外径34 mm，厚2 mm；螺栓 。开槽紧定螺钉 GB/T71-1985 M6×20。其余铸造圆角，取R=3 mm。螺旋起重器（千斤顶）装配图见A2图纸。12、参考资料1王黎钦，陈铁鸣. 机械设计.4