哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)螺旋千斤頂

1、百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我目/、錄一、設(shè)計(jì)題目2二、螺母、螺桿選材 2三、螺桿、螺母設(shè)計(jì)計(jì)算耐磨性計(jì)算2螺桿強(qiáng)度校核3螺紋牙強(qiáng)度校核3螺紋副自鎖條件校核 4螺桿穩(wěn)定性校核4四、螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì) 5五、手柄設(shè)計(jì)5六、底座設(shè)計(jì)6七、其余各部分尺寸及參數(shù) 7八、參考資料81百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我設(shè)計(jì)題目螺旋起重器(千斤頂)已知條件：起重量Fq=40KN,最大起重高度H=200mm。2、 螺桿、螺母選材"/本千斤頂設(shè)計(jì)采用梯形螺紋螺旋傳動(dòng)。 由于螺桿承受載荷較大，而且是小截 面，故選用45#鋼/調(diào)質(zhì)處理。查參考文獻(xiàn)2得s=355MPa查機(jī)械設(shè)計(jì)表得s ，取(r=110MPa

2、; (T b=600MPa3 5由于千斤頂屬于低速重載的情況，且螺母與螺桿之間存在滑動(dòng)磨損，故螺母 采用強(qiáng)度高、耐磨、摩擦系數(shù)小的鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3,查表得螺母材料的許用切應(yīng)力3040MPa,取=35MPa；許用彎曲應(yīng)力bb=4060MPa,取b=50MPa托盤(pán)和底座均采用鑄鐵材料。3、 螺桿、螺母設(shè)計(jì)計(jì)算耐磨性計(jì)算由耐磨性條件公式：F P d2 h HpFPs 一A對(duì)于梯形螺紋，有h=，那么耐磨性條件轉(zhuǎn)化為:d20.8227式中 d2螺紋中徑，mm;F螺旋的軸向載荷，N;H螺母旋合高度，mm;引入系數(shù)，=H/d2;p材料的許用壓強(qiáng)，MPa;查機(jī)械設(shè)計(jì)表，得p=1825MPa,取p=

3、20MPa,對(duì)于整體式螺母，1.2 2.5,取 =,那么有 d2 0.8J-40KN- 25.3mm。查參考文獻(xiàn)42.0*20MPa表，試取公稱(chēng)直徑d=32mm,螺距p=6mm,中徑d2=29mm,小徑d1=25mm,內(nèi)螺紋大徑D4=33mm 。 那么螺母高度 H d2 2.0* 29 58mm , 螺紋圈數(shù)9.7 , a =2 0 =30° 。H 58 z p 6螺桿強(qiáng)度校核千斤頂螺桿危險(xiǎn)截面受軸向力 F和扭轉(zhuǎn)力矩Ti的作用，這里的扭轉(zhuǎn)力矩是 螺紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩Tio根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為代入數(shù)據(jù)，d* 110MPa對(duì)于梯形螺紋該式可化為4*1.25F式中di螺桿

4、螺紋的小徑（mm）;螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa）;F螺桿所受的軸向載荷（N）;Ti螺桿所受轉(zhuǎn)矩（N mm）,TiF tan（ '）電9.3* * 33* 0.65* 610.64MPa而選擇di=25mm,滿(mǎn)足螺桿強(qiáng)度要求。螺紋牙強(qiáng)度校核因?yàn)槁菽覆牧蠌?qiáng)度低于螺桿，所以螺紋牙的剪切和彎曲破壞大多發(fā)生在螺 母上，故可只校核螺母螺紋牙強(qiáng)度。螺母螺紋牙根部剪切強(qiáng)度條件為：式中 F軸向載荷（N）;D4螺母螺紋大徑（mm）;Z螺紋旋合圈數(shù)；b螺紋牙根部厚度（mm）,對(duì)于梯形螺紋b二 代入數(shù)據(jù)計(jì)算即螺母滿(mǎn)足剪切強(qiáng)度要求。螺母螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度條件為:3Flz D4b彎曲力臂,其它參數(shù)同上。 代入數(shù)

5、據(jù)計(jì)算3* 40000* 2b 9.3* * 33*(0.65* 6)2a b即螺母螺紋牙滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度要求。螺紋副自鎖條件校核由螺紋副自鎖條件：arctan f'-螺紋螺旋升角（° ） ,arctanpd2當(dāng)量摩擦角（° ）；n螺紋線(xiàn)數(shù)，n=1;p 螺紋導(dǎo)程（mm）;d2螺紋中徑（mm）;' 、 一 .一 、 . 'f 當(dāng)量摩擦系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表，得f =，取f =;代入數(shù)據(jù)arctan 1 63.77*29'arctan 0.09 5.14因?yàn)?< 1,所以滿(mǎn)足螺紋副自鎖條件要求。螺桿的穩(wěn)定性校核千斤頂?shù)淖畲笊仙叨菻=200mm.則

6、螺桿的最大工作長(zhǎng)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符號(hào)參見(jiàn)參考文獻(xiàn)1圖；/l退刀槽一一螺桿與手柄座相接處額尺寸，查手冊(cè)知，l退刀槽=。假設(shè)手柄直徑為d1=26mm,由尺寸經(jīng)驗(yàn)公式h1=2）di=54mm取h1=50mm, 則L=200+29+50+=百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我則螺桿的柔度L 4 Li d1式中長(zhǎng)度系數(shù)，對(duì)本千斤頂，看做一端固定、一端自有，則可取二2；di螺紋小徑，di=25mm。I di螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑（mm）,i J! ,其中a為危險(xiǎn),A 4/截面的面積（mm2）。代入數(shù)據(jù)計(jì)算4*2*289.

7、592.64 9025對(duì)于45州制鋼，此時(shí)螺桿1I定的臨界載荷 Fc為：F J1LC2（L）2式中E 螺桿材料的彈性模量，對(duì)于鋼 E=X105MPa螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩(mm),d64 ，代入數(shù)據(jù)計(jì)算Fc252*2.07 1052(2*289.5)24* 25464那么，由壓桿穩(wěn)定條件FcF148782.9 3 7240000.故螺桿滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。四、 螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)五、148782.9N2.5根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,螺母外徑=x 32=48mm;螺母凸緣外徑D3= = X48=；螺母凸緣厚b=H=< 58=,取b=15mm手柄設(shè)計(jì)加在手柄上的力需要克服螺紋副之間的摩擦阻力矩T1和托杯支撐

8、面間的摩擦力矩丁2。設(shè)加在手柄上的力F1=300N手柄長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,則有F1 L1 = T1+T2。對(duì)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公式中的符號(hào)見(jiàn)參考書(shū)1圖和圖。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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托杯材料選擇鑄鐵，手柄選擇 Q230摩擦因數(shù)f=,則fF D (24)3§

9、 D (24)2(Di32)0.12*40000 533* 2)23532273一2 99380N mm 27 211那么手柄長(zhǎng)度L1 90929.3 99380 634.4mm,取L1=200mm,加套筒長(zhǎng) F1300500mm。設(shè)手柄所受最大彎曲應(yīng)力為叫 查參考文獻(xiàn)2表，s 225MPa ,查參考文獻(xiàn)3,得 b , M b =150MPa取 b =125MPa1.5 2則手柄直徑d1應(yīng)滿(mǎn)足工 T232(T1 T2)Wz3d1&3 32(T1 T2)3 32* (90929.3 99380)*12524.9mm取手柄直徑d二26mm。六、1底座設(shè)計(jì)螺桿下落至底面，再留 2030mm的

10、空間，底座鑄造起模斜度1:10,壁厚10mm。由經(jīng)驗(yàn)公式，S=2) =1216mm,取S=16mmo各符號(hào)見(jiàn)參考書(shū)1圖 和圖。D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，D5=128mm。/D4=*128=。結(jié)構(gòu)確定后校核下底面的擠壓應(yīng)力：F400003.24MPa產(chǎn)2_ 2_22D5 )(179.22 1282)4有結(jié)果可知，千斤頂在最大載荷下，可以在木材上使用。底面材料選擇鑄鐵HT100 , 查表得鑄鐵件壁厚為 1020mm 時(shí)， b 100MPa p (0.4 0.5) b (0.4 0.5)*100 (4050)MPa。顯然，p p,下表面強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。上表面校核：b1 F F一4*嗎000 223.03

11、MPa,查參A _(D32 D22)*(67.2 48)4考文獻(xiàn)4表，得(rb=195MPa, bi(r b。、故上表面滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。七、 其余各部分尺寸及參數(shù)(符號(hào)見(jiàn)參考書(shū)1圖和圖)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。固定托盤(pán)用的擋圈內(nèi)徑8mm ,外徑26mm ,厚5mm ;螺釘GB/T5783 - 2000A M8 X10o螺桿底部擋圈內(nèi)徑8mm ,外徑 34mm ,厚5mm ;螺釘GB/T5783-2000A M8X16。緊定螺釘 GB/T71-1985 M8X20。其余鑄造圓角，取R=2mm底座高度為284mm,裝配后千斤頂?shù)纳捣秶鸀?414614mm。，/螺旋起重器(千斤頂)裝配圖見(jiàn) A3圖紙。/八、參考