哈工大机械设计大作业螺旋千斤顶

1、百度文库-让每个人平等地提升自我目/、录一、设计题目2二、螺母、螺杆选材 2三、螺杆、螺母设计计算耐磨性计算2螺杆强度校核3螺纹牙强度校核3螺纹副自锁条件校核 4螺杆稳定性校核4四、螺母外径及凸缘设计 5五、手柄设计5六、底座设计6七、其余各部分尺寸及参数 7八、参考资料81百度文库-让每个人平等地提升自我设计题目螺旋起重器(千斤顶)已知条件：起重量Fq=40KN,最大起重高度H=200mm。2、 螺杆、螺母选材"/本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。 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得s=355MPa查机械设计表得s ，取(r=110MPa

2、; (T b=600MPa3 5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,查表得螺母材料的许用切应力3040MPa,取=35MPa；许用弯曲应力bb=4060MPa,取b=50MPa托盘和底座均采用铸铁材料。3、 螺杆、螺母设计计算耐磨性计算由耐磨性条件公式：F P d2 h HpFPs 一A对于梯形螺纹，有h=，那么耐磨性条件转化为:d20.8227式中 d2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，=H/d2;p材料的许用压强，MPa;查机械设计表，得p=1825MPa,取p=

3、20MPa,对于整体式螺母，1.2 2.5,取 =,那么有 d2 0.8J-40KN- 25.3mm。查参考文献42.0*20MPa表，试取公称直径d=32mm,螺距p=6mm,中径d2=29mm,小径d1=25mm,内螺纹大径D4=33mm 。 那么螺母高度 H d2 2.0* 29 58mm , 螺纹圈数9.7 , a =2 0 =30° 。H 58 z p 6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Ti的作用，这里的扭转力矩是 螺纹副的摩擦转矩Tio根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为代入数据，d* 110MPa对于梯形螺纹该式可化为4*1.25F式中di螺杆

4、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）;Ti螺杆所受转矩（N mm）,TiF tan（ '）电9.3* * 33* 0.65* 610.64MPa而选择di=25mm,满足螺杆强度要求。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；b螺纹牙根部厚度（mm）,对于梯形螺纹b二 代入数据计算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:3Flz D4b弯曲力臂,其它参数同上。 代入数

5、据计算3* 40000* 2b 9.3* * 33*(0.65* 6)2a b即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。螺纹副自锁条件校核由螺纹副自锁条件：arctan f'-螺纹螺旋升角（° ） ,arctanpd2当量摩擦角（° ）；n螺纹线数，n=1;p 螺纹导程（mm）;d2螺纹中径（mm）;' 、 一 .一 、 . 'f 当量摩擦系数，查机械设计表，得f =，取f =;代入数据arctan 1 63.77*29'arctan 0.09 5.14因为 < 1,所以满足螺纹副自锁条件要求。螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度H=200mm.则

6、螺杆的最大工作长度, ccc H螺母、 L 200h l退刀槽2式中 H螺母螺母高度（mm）, H螺母二58mm; /h1符号参见参考文献1图；/l退刀槽一一螺杆与手柄座相接处额尺寸，查手册知，l退刀槽=。假设手柄直径为d1=26mm,由尺寸经验公式h1=2）di=54mm取h1=50mm, 则L=200+29+50+=百度文库-让每个人平等地提升自我则螺杆的柔度L 4 Li d1式中长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取二2；di螺纹小径，di=25mm。I di螺杆危险截面的惯性半径（mm）,i J! ,其中a为危险,A 4/截面的面积（mm2）。代入数据计算4*2*289.

7、592.64 9025对于45州制钢，此时螺杆1I定的临界载荷 Fc为：F J1LC2（L）2式中E 螺杆材料的弹性模量，对于钢 E=X105MPa螺杆危险截面的轴惯性矩(mm),d64 ，代入数据计算Fc252*2.07 1052(2*289.5)24* 25464那么，由压杆稳定条件FcF148782.9 3 7240000.故螺杆满足稳定性要求。四、 螺母外径及凸缘设计五、148782.9N2.5根据经验公式,螺母外径=x 32=48mm;螺母凸缘外径D3= = X48=；螺母凸缘厚b=H=< 58=,取b=15mm手柄设计加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

8、面间的摩擦力矩丁2。设加在手柄上的力F1=300N手柄长度为L1,则有F1 L1 = T1+T2。对于和T2,有、/d229T1Ftan( ') 40000* tan(3.77 5.14)* mm22TfF D (24)3 (Di 2)32 T D (24)2 (Di 2)2公式中的符号见参考书1图和图。根据经验公式，D (1.61.8)d (1.61.8) 32 51.2 57.6 mm取 D=55mm;Di /(0.6 0.8)d (0.6 0.8) 32 19.2 26.6 mm 取 D=25mm托杯材料选择铸铁，手柄选择 Q230摩擦因数f=,则fF D (24)3§

9、 D (24)2(Di32)0.12*40000 533* 2)23532273一2 99380N mm 27 211那么手柄长度L1 90929.3 99380 634.4mm,取L1=200mm,加套筒长 F1300500mm。设手柄所受最大弯曲应力为叫 查参考文献2表，s 225MPa ,查参考文献3,得 b , M b =150MPa取 b =125MPa1.5 2则手柄直径d1应满足工 T232(T1 T2)Wz3d1&3 32(T1 T2)3 32* (90929.3 99380)*12524.9mm取手柄直径d二26mm。六、1底座设计螺杆下落至底面，再留 2030mm的

10、空间，底座铸造起模斜度1:10,壁厚10mm。由经验公式，S=2) =1216mm,取S=16mmo各符号见参考书1图 和图。D5由结构设计确定，D5=128mm。/D4=*128=。结构确定后校核下底面的挤压应力：F400003.24MPa产2_ 2_22D5 )(179.22 1282)4有结果可知，千斤顶在最大载荷下，可以在木材上使用。底面材料选择铸铁HT100 , 查表得铸铁件壁厚为 1020mm 时， b 100MPa p (0.4 0.5) b (0.4 0.5)*100 (4050)MPa。显然，p p,下表面强度满足设计要求。上表面校核：b1 F F一4*吗000 223.03

11、MPa,查参A _(D32 D22)*(67.2 48)4考文献4表，得(rb=195MPa, bi(r b。、故上表面满足强度要求。七、 其余各部分尺寸及参数(符号见参考书1图和图)DT/(2.0 2.5)d(2.0 2.5)* 32 64 80mm, M DT=76mm；/ D (1.61.8)d(1.6 1.8)* 32 51.2 57.6mm ,取 D=55mm；Di (0.6 0.8)d(0.6 0.8)* 32 19.2 25.6mm ,取 Di =24mm;h (0.8 1)D(0.8 1)* 55 44 55mm ,取 h=55mm;h1(1.8 2)d1(1.8 2)*26

12、46.8 52mm，取 h1 =50mm；h2 (0.6 0.8)D1(0.6 0.8)*24 14.4 19.2mm ,取 h2 =18mm；d3 (0.25 0.3)D1(0.25 0.3)* 24 6 7.2mm ,取 d3=6mm;a 6 8mm,取 a=6mm；t 6 8mm,取 t=6mm。固定托盘用的挡圈内径8mm ,外径26mm ,厚5mm ;螺钉GB/T5783 - 2000A M8 X10o螺杆底部挡圈内径8mm ,外径 34mm ,厚5mm ;螺钉GB/T5783-2000A M8X16。紧定螺钉 GB/T71-1985 M8X20。其余铸造圆角，取R=2mm底座高度为284mm,装配后千斤顶的升降范围为 414614mm。，/螺旋起重器(千斤顶)装配图见 A3图纸。/八、参考