浙江工业大学机械设计大作业

1、WORD 格式 .整理版优质.参考.资料机械设计班级：姓名：学号：目录1 .设计要求12 .螺杆设计与计算12.1 螺杆材料的选择12.2 螺杆螺纹类型的选择12.3 确定螺杆直径12.4 自锁验算22.5 螺杆强度计算22.6 稳定性计算32.7 螺杆结构42.8 轴端挡圈53 .螺母设计与计算53.1 螺母材料的选择53.2 确定螺母实际高度及螺纹实际工作圈数53.3 校核螺纹牙强度53.4 螺母凸缘根部弯曲强度计算63.5 螺母与底座孔配合74 .托杯设计与计算75 .手柄设计与计算85.1 手柄材料85.2 手柄长度85.3 手柄直径96 .底座设计与计算9设计内容计算及说明结果1.

2、设计要求2. 螺杆 的设 计与计算2.1 螺杆材料 的选择2.2 螺杆螺纹 类型的选择2.3 确定螺杆 直径最大起重量F=33 kN最大起重高度S=180 mm由于千斤顶的的最大载荷F=33kN,低速运行，按表5-11 【 1】 螺杆材料选45 钢，并采用调质处理。螺杆材料为45 钢按表 5-1 【 1】 ，选梯形螺纹，牙型为等腰梯形，牙形角单线梯形螺纹=30o。梯形螺纹的内、外螺纹以锥面贴紧，不易松动；牙型角=30o工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹。千斤顶要求能自锁，因此采用单线螺纹。按耐磨性条件确定螺杆中径d2。 求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距P及其它尺寸。螺纹

3、工作面上的耐磨性条件为FFPpp d 2 hu d 2 hHF(N): 作用于螺杆的轴向力d2 (mm):螺纹中径h(mm):螺纹工作高度P(mm):螺纹的螺距H(mm):螺母的高度p(MPa):材料许用压强令=H /d 2，且螺纹工作圈数：u=H/P，d2对梯形螺纹，FP h p h=0.5P；d20.8 F2p值选取： 对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取=1.2 2.5 ；这里取=1.2。查表5-12 【 1】 得滑动螺旋副材料的许用压力p 为：18 25Mpa。当<2.5 时， p 可提高20%，所以p 为：21.6 30MPa；

4、这里取p=22MPa。螺杆螺纹中径：d=32.00mm d1=25.00mm d2=29.00mm P=6mm33000d2 0.828.3mm21.2 22【 2】查表A2【 2】 ( GB/T5796.2 1986、 GB/T5796.3 1986)取：螺纹中径d2=29.00mm螺纹公称直径d=32.00mm螺纹小径d1=25.00mm螺纹螺距P=6mm2.4 自锁性校 核自锁条件为:式中 ：螺纹升角=arctanP d26arctan 3.7729=3.77 o=4.73o<满足自锁性条件当量摩擦角=arctg(f/cos ) ；摩擦系数f： 0.08 0.10，取 f=0.08

5、 ；牙侧角152f0.08=arctan = arctan4.73coscos152.5 螺杆强度根据第四强度理论求出危险截面的计算应力ca ，其计算强度条件为：ca 23 2螺杆所受扭矩2.6 稳定性计 算1AF4ca22524T 2 3(4dT1 )2 T F tan v d2 v22933000 tan(3.774.73 )71512.3N mm330002 34 71512.3 2.78.4MPa25查表8-17【 3】 的 45钢s =355MPa， 由表按表5-13【 1】 得355s118.3MPa353（载荷稳定时，许用应力取大值）ca < ，螺杆强度满足要求。对于长径比

6、大的受压螺杆，当轴向压力F 大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，螺杆承受的轴向力F（单位为N）必须小于临界载荷（单位为N）。则螺杆的稳定性条件为Fcrs cr s sc F s螺杆的长度系数：2（一端固定，一端自由）螺杆材料的拉压弹性模量： E 2.06 105 MPa螺杆危险截面的惯性矩螺杆的工作长度：ld14： I 119174.8mm64HS 1.5P (1.4 1.6)d36180 1.5 6 1.5 32255mm2l 4l螺杆柔度ss i d14 2 2552581 .6s 40，临界载荷Fcr按欧拉公式计算：scr螺杆强度满足要求Fcr2EI252 2

7、.06 105 19174.82 255 2149884 .8NsscFcr149884.84.5F 33000螺杆稳定性安全系数Ss，对于传力螺旋:3.5 5.02.7 螺杆结构螺杆上端用于支承托杯并在其中插装手柄，因此需要dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdk=29mm d4=24.6mm dp+4mm。由后面的计算可知手柄的直径dp=25mm，所以dk =25+4=29mmD131.7 1.9 d 1.8 32 57.6 58mm4F4 33000p 222216.7MPa pD13 d k5829为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽直 径d4 应 比 螺 杆 小 径d1 约

8、 小 0.2 0.5mm。d4=d1-0.4=24.6mm退刀槽的宽度可取为1.5P=9mm2.8 轴端挡圈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。为防止螺杆从螺母中滑出，在螺杆下端面应加上轴端挡圈：查表GB/T892-1986 得螺杆底部轴端挡圈内径6.6mm，外径50mm，厚5mm；螺栓M6× 203. 螺母 设计 与计算3.1 选取螺母材料螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨。根据表 5-11 【 1】 ， 螺母材料选青铜。螺母材料为青铜3.2 确定螺母实际高度H及螺纹实际工作圈数 u3.3 校核螺纹 牙强度 剪切强度由

9、螺杆的计算可知：螺母内螺纹中径D2=d2=29.00mm螺母内螺纹小径D1=26.00mm螺母内螺纹大径D=33.00mm螺母高度H= d2=34.8mm，螺纹工作圈数u=H/P=5.8， u 应圆整，螺纹实际工作圈数u =6。螺母实际高度H =Pu =6 6=36mm螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。螺纹牙危险截面剪切强度条件为：H =36mmu =6D bub（ mm）：螺纹牙根部的厚度，对于梯形螺纹，b=0.65P（ MPa） :螺母材料的许用切应力，查表5-13【 1】 为30 40Mpa，b 为 40 60MPa3300013.6MP

10、a 螺母满足剪切33 0.65 6 6螺母满足剪切强度要求。螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为：强度要求 弯曲强度6FlDb2u螺母满足弯曲强度要求。弯曲力臂lD D233 2926 33000 2233 0.65 6 2 641.9MPa螺母满足弯曲强度要求3.4 螺母凸缘根部弯曲强度计算螺母凸缘根部弯曲强度计算式：1D5a2M F4(D6 D5) 1.5F(D6 D5)D5aD5=(1.6 1.8)D ， D6=( 1.3 1.4) D5， a=H/3D=33m，取m D5=1.7D=56mm， D6=1.3D5 =73mm代入数据计算：1.5 33000 73 565636 233.2MPa

11、 b螺母凸缘根部弯曲强度满足要求。3.5 螺母与底 座孔配合螺母压入底座上的孔内，属于过盈配合，为了安装简6 12mm。紧定螺钉选：M6× 20( GB/T71-1985)4. 托杯 的设 计托杯材料选HT200。为了使其与重物接触良好和防止托杯材料为HT200FD122D1124p 为许用压强，取托杯和螺杆材料p 中较小的一个，取p=22MPaD11 = (0.60.7)d=0.6 32 19.2 19mmD12 D13 4 58 4 54mm330004542 19216.4MPa托杯厚度为8 12mm，在此取10mm轴端挡圈外径D=28m，内径m d=5.5mm，高度 h=4m

12、m，螺栓M5× 20托杯高度：H托 （ 0.81） D5 1 1.7 33 56.1 56mm5. 手 柄 设 计 与计算5.1 手柄材料手柄常用材料为Q215 或 Q235， 该千斤顶选用Q215手柄材料为 Q2155.2 手 柄 长 度LP扳动手柄的力矩：K LP T1 T2LPT1 T2P12 P K式中 K 为人垂直扳手柄的力取K=250NT1: 螺旋副间的摩擦阻力矩：T1F tan v d2v233000 tan(3.77 4.73 )29271512.3N mmT2: 托杯与轴端支承面的摩擦力矩：D11D12 Ff4钢与铸铁之间的摩擦系数为0.12 0.15，在此取f 0

13、.12代入数据计算：19 54 33000 0.12 72270N mm所以LP71512.3 72270 575mm2505.3 手 柄 直 径 dp6.底座设计手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上D1350 150手柄的实际长度是：D58L'P L 13 100 575100 704 700mmP22'M KLpk3 kWdp3232KLp32 250 700d 3324.6 25mmpk120式中：K 为手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215Q235时，K =120MPa。手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄

14、从孔中滑出，在手柄端面应加上轴端挡圈，并用螺钉固定。因为手柄的精度要求不高，可选用：外径D=35mm，内径d=6.6mm，厚度h=5mm 的轴端挡圈，螺栓M6 × 20底 座 材 料 常 用 HT200， 铸 件 的 壁 厚 不 应 小 于812mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1 10 的拔模斜度，厚度在此取10mm，圆形倒角 =5mm， R=8mm。取圆整L'P=700mmd p =25mm螺栓M6 × 20轴端挡圈 D=35mm d=6.6mm h=5mm底座材料为 HT200拔模斜度 1:10底座厚度 =10mmH1 S 14 28180 20 200mmH a 36 12 2