哈工大机械设计大作业2千斤顶

1、哈尔滨工业大学大作业说明书Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书大作业名称： 机械设计大作业2 设计题目： 螺旋起重器（千斤顶）班 级： 1208106 设 计 者： 韩威 学 号： 1120810613 指导教师： 张锋 设计时间： 2014.10.5 哈尔滨工业大学目录设计题目1选择螺杆、螺母材料1螺杆、螺母尺寸设计计算1耐磨性计算1螺杆强度校核2螺母螺纹牙强度校核2自锁条件校核3螺杆稳定性校核3螺母外径及凸缘设计4手柄设计5底座设计6确定结构6地面挤压应力校核6其余结构尺寸7参考文献7I一、 设计题目设计起重量FQ=40kN ，最大起重高度H=2

2、00mm的螺旋起重器（千斤顶）。二、 选择螺杆、螺母材料螺杆选用45号钢，由参考文献2表10.2查得抗拉强度b=600MPa,s=355MPa。螺母选用铝青铜ZCuAlFe3。托杯与底座选铸铁，手柄选Q215。三、 螺杆、螺母尺寸设计计算1 耐磨性计算螺纹耐磨性条件: ps=FQA=FQd2hz=FQPd2hHP对于梯形螺纹h=0.5P,则：d20.8FQP查参考文献1表8.11P=1825MPa,取P=25MPa。引用系数=1.22.5，取=2则：d20.8FQp=0.850000225mm=25.3mm式中： FQ 轴向载荷，N d2 螺纹中径，mm P 材料许用压强，MPa H 螺母旋合

3、高度，mm h 螺纹工作高度，mm 引用系数=Hd2查参考文献2表11.3、11.4，取公称直径d=32mm,螺距P=6mm,螺纹中径d2=29mm,螺纹小径d1=25mm,内螺纹大径D4=34mm可得到螺母高度，螺纹圈数，取。2螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为e=4FQd122+316T1d132式中：FQ 轴向载荷，N d1 螺纹小径，mmT1 螺纹副摩擦力矩, T1=FQtan+d22 为螺纹升角，=tan-1npd2=tan-11629=3.7679 螺杆材料的许用应力，MPa查参考文献1表8.13得钢-青铜的当量摩擦系数f=0.080.10,取f=0.09，则螺纹副的当量摩擦角=

4、tan-1f=tan-10.09=5.1427。T1=FQtan+d22=40000tan5.1427+3.7679292=90935.51Nmme=4FQd122+316T1d132=4400002522+31690935.512532=96.32MPa查参考文献2表10.2可得螺杆材料45号钢的许用应力=s35,s=355MPa,则=71118MPa，取=100MPa。显然e，螺杆满足强度条件。3.螺母螺纹牙强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度条件：=FQZD4b螺纹牙根部的弯曲强度条件：b=3FQlZD4b2b式中：FQ 轴向载荷，N D4 螺母螺纹大径，mmZ 螺纹旋合圈数 ，取Z=10b

5、 螺纹牙根厚度，mm ， 梯形螺纹b=0.65P=0.656mm=3.9 mm l 弯曲力臂，mm ， l=D4-d22=33-292=2 mm计算得：=FQZD4b=4000010333.9=9.89MPab=3FQlZD4b2=340000210333.92=15.22MPa参考文献3表5.9可查螺母材料许用剪切应力=3040MPa,许用弯曲应力为b=4060MPa。显然、bb，螺纹牙满足强度条件。 4.自锁条件校核自锁条件为其中=3.7679，=5.1427，90时：FC=2E(l)2d1464=117258.52NFCFQ=117258.5240000=2.932.5满足稳定性条件。四

6、、 螺母外径及凸缘设计参考文献4可查得D21.5d,D31.4D2,b=0.20.3H式中D2 螺纹外径，mm D3 螺纹凸缘外径，mm b 螺纹凸缘厚，mm H 螺纹工作高度，mmd=32mm,H=60mm 取b=0.25H=15mm计算得D2=1.5d=1.532=48mm, D3=1.4D2=1.448=67.2mm 取 D3=67mm 五、 手柄设计加在手柄的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩。FL=T1+T2T2=13fFQD-33-D1+23D-32-D1+22D=1.61.8d D1=0.60.8d式中：F 加在手柄上的力，N T1 螺纹副之间相对转动的

7、阻力矩，Nmm T2 托杯支承面间的摩擦力矩，Nmm D 手柄穿过螺杆处螺杆直径，mmD1 托杯与螺杆相接处螺杆直径，mm f 摩擦因数 FQ 轴向载荷，ND 螺杆公称直径，mm代入数据得D=1.61.8d=1.61.832=51.257.6mm，取D=52mmD1=0.60.8d=0.60.832=19.225.6mm，取D1=24mm托杯为铸铁，手柄为Q215，摩擦因数 f=0.12，取加在手柄上的力F=300N则 T2=13fFQD-33-D1+23D-32-D1+22=130.124000052-33-24+2352-32-24+22=92821.33N L=T1+T2F=90935.

8、51+92821.33300=612.52mm , 取L=650mmd手柄3FL0.1b式中d手柄 手柄直径，mmF 施加在手柄上的力，NL 手柄长度，mb 许用应力，MPa由查考文献4,可得b=s1.52，查考文献2中表10.1，s=205MPa，则b=102.5136.7MPa，取b=130MPa。则：d手柄3FL0.1b=3300612.520.1130=24.18mm取d手柄=25mm。六、 底座设计1.确定结构要求螺杆下落到底面时留2030mm空间，底座铸造起模斜度1:10，厚度为10mm，D5由结构设计确定，取D5=118mmD4=1.4D5=1.4118=165mm 式中： D4

9、 底座外径，mm D5 底座孔的直径，mm2.地面挤压应力校核p=4FQD42-D52b式中：D4 底座外径，mm； D5 底座孔的直径，mm； p 地面挤压应力，MPa； FQ 轴向载荷，N； b 许用应力，MPa；p=4FQD42-D52=4400001462-1042=4.85MPa铸铁壁厚=3050mm时，b80MPa，p=0.40.5b，p=0.40.580=3240 MPa ,显然pp，满足设计要求。七、其余结构尺寸DT=2.02.5d=2.02.532=6480mm=80mm D=1.61.8d=1.61.832=51.257.6mm=54mm D1=0.60.8d=0.60.832=19.225.6=22mm D21.5d=1.532=48mm=48mm D31.4D2;=1.448=67.2mm=67mm h=0.81D=0.8154=43.254mm=50mm h1=1.82d1=1.8225=4550mm=50mm h2=0.60.8D1=0.60.822=13.217.6mm=16mm d3=0.250.3D1=0.250.322=5.56.6=6.5mm，取=7mm，取=