机械设计大作业最终(DOC)

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二200 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a =30?因为梯形螺纹的牙根强度高，

2、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d2对于梯形螺纹，h=0.5p,由耐磨性条件可转化为：d2 - 0.8 F / pd2: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1.2 2.5;此处取：- =1.5,许用压力P = 20Mpa 从滑动螺旋传动的许用压强表中查得:人力驱动时，P】可提咼20%故 Pl 20120

3、00 =24Mpa带入设计公式，得d2 _ 24. 9mm按国家标准选择公称直径和螺距为：D = d = 30mmd2 = d - 3 = 27mmd1 = d - 7 二 23mmP = 6mm2.1.4自锁验算自锁验算条件是乞匚:?v = arctan f / cos :二 arcta n0.08/cos15o= 4.73V =arcta nn p/二 d2=arctan 6/30二= 3.64V且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 乙 因此需要加大 直径。手柄孔径dk的大小根

4、据手柄直径dp决定，dk dp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 d4 = dj -0.5 二 34mm。(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。2.1.6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:二 ca = L 3 2二.、F/A2 3T/W 2 I其中T

5、为扭矩T = F tan 匚d2/2查表可得 6 =360MPaUs/3 =120MPa已知F = 35 kN ，又T = Ftan d? / 2 二 79. 82N mA = 1 / 4：dj 二 572. 56mmW = 1/ 16二d；二 3864 7mm代入校核公式，得二ca -101.2MPa二 ca - -1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。Fcr/F _2.54螺杆的临界载荷Fcr与柔度s有关其中s二川/i取2l = H + 5 + 1. 5d = (200 + 5 汇 1 + 1. 5 汉 30)mm

6、= 250mmi = J / A = 1 / 4d 303. 99二 24. 42Mpa八6,符合弯曲强度条件。224配合二a=H/3pmGcMl1 DuDimF D13 ,(OJ-O.Z)dDig* (2*亦2+5用 Pi Di (2*4) mm % HU)d（1）采用巴配合。r（2） 为了安装简便，需在螺母下端（图13）和底座孔上端（图1 7）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 GB/T71 -1985 M6 12。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Q235钢。2.3.2结构设计结构尺寸见图1 4。为了使其与重物接触良好和

7、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P= 225MPa为避免工作时过度磨损，接触面间的压强应满足 P1F2 2 心(D12- D11)根据图1-4，取相关尺寸为:耳=0. 6d = 0. 630mm= 18mmD0 = 2. 5d = 2. 5 30mm = 75mmD3 = 1.8d = 1. 8 沢 30mm = 54mmD2 = D13 - 4mm = 50mm35r iP2220.5MPa 乞 PJJi(502 182)4接触面压强满足要求，选材合理2.4手

8、柄的设计计算 241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:K LTiT2，则Lp取 K 二 200Nd又T1F tan( F 】-v)丄=68. 49N m2T2 = ( D12 D|1)fF / 4-(5018)0. 08335 / 4 二 49. 39N mLp68.4949. 39200m = 0. 589m = 589mm手柄实际长度为:54二 589100 工 716mm2由于手柄长度不超过千斤顶，因此取L 350mm，使用时在手柄上另加套筒。2.4.3手柄直径dp的确定把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径Dp，强度条件为KLp0.1d3HI 1 得设计公式为dpKLp0.1“已知r =120MPadp3 200 1111 “ 一 -3mm= 22. 9mm:0. 1 120取dp=25mm2.4.4结构 手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应 加上挡环，并用螺钉固定，选择开槽沉头螺钉 GB/T67 M8 16 2.5底座设计2.5.1选择底座材料选择底座材料为HT200，其匚 =2MPa2.5.2结构设计由图1-7可得底座的相应尺寸:H1 =(H 20)mm=(20020