机械设计大作业最终

1、便携式螺纹千斤顶设计计算说明书（班级：车辆工程141 姓名：王俊 学号：1608140120 ）1. 设计任务书1.1 螺旋千斤顶的原理：千斤顶的工作原理是:通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现将物体由低处向高处的传送的，并使托杯中的物体做直线运动，从而实现我们的传动要求。其中，螺母固定，当手柄旋动的时候，螺杆通过与螺母的螺旋副的运动，螺纹之间产生自锁，使装有重物的托杯往上运动。 1.2 原始数据 最大起重量： F = 35 kN 最大升程 ： H = 200 mm2. 计算内容和设计步骤2.1螺杆的设计与计算2.1.1 螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹螺旋传动，右旋，牙型角=30,因为梯形螺纹的牙

2、根强度高，易于对中，易于制造，内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。2.1.2选取螺杆材料因为螺杆承受的载荷较大，而且是小截面，故选择45#钢。2.1.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定中径对于梯形螺纹，h=0.5p,由耐磨性条件可转化为：d2:螺纹中径，mm;F：螺旋的轴向载荷，N;:引入系数；p:材料的许用压强，Mpa;对于整体式螺母，为使受力分布均匀,螺纹工作圈数不宜过多，宜取1.22.5;此处取 ,许用压力从滑动螺旋传动的许用压强表中查得：人力驱动时，可提高20%故带入设计公式，得按国家标准选择公称直径和螺距为：2.1.4自锁验算 自锁验算条件是且

3、螺纹中径处升角满足比当量摩擦角小1°，符合自锁条件。2.1.5结构设计根据图1-2进行螺母的结构设计（1）螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。（2）为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1约小0.20.5mm。退刀槽的宽度可取为1.5P，取。（3）为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。（4）为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。2.1.

4、6螺杆强度计算螺杆受力较大，应根据第四强度理论校核螺杆的强度强度计算公式为：其中T为扭矩查表可得已知F = 35 kN ，又代入校核公式，得满足强度要求。2.1.7稳定性计算细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。螺杆的临界载荷与柔度有关其中取其中I为螺杆危险截面的轴惯性矩。将以上数据代入柔度计算公式，得需进行稳定性校核。实际应力的计算公式为其中 将上述数据代入公式得螺杆满足稳定性要求2.2螺母设计计算2.2.1选取螺母材料螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜2.2.2确定螺母高度及工作圈数因为考虑退刀槽的影响，取实际工作圈数为：应当圆整，又考虑到螺

5、纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，故取2.2.3校核螺纹牙强度螺母的其它尺寸见图13，螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。（1）剪切强度校核已知 剪切强度条件为：查表得：，则剪切强度为：符合剪切强度条件；（2）弯曲条件校核弯曲强度条件为：查表得，则弯曲强度为 ，符合弯曲强度条件。 2.2.4配合（1）采用配合。（2）为了安装简便，需在螺母下端（图13）和底座孔上端（图17）做出倒角。（3）为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，查表选择紧定螺钉 。 2.3托环的设计与计算2.3.1托杯材料的选择选择托环材料为钢。2.3.2结构设

6、计结构尺寸见图14。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，应在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。2.3.3接触面强度校核查表得Q235钢的许用压强为为避免工作时过度磨损，接触面间的压强应满足根据图1-4，取相关尺寸为：接触面压强满足要求，选材合理。2.4手柄的设计计算2.4.1手柄材料的选择选择手柄材料为Q235钢2.4.2计算手柄长度Lp扳动手柄的力矩：，则取又 手柄实际长度为：由于手柄长度不超过千斤顶，因此取，使用时在手柄上另加套筒。2.4.3手柄直径的确定把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径，强度条件为得设计公式为已知取2.4.4结构手柄插入螺杆上端的孔中