机械设计大作业 螺旋千斤顶说明书 CAD装配图
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螺旋千斤顶设计计算说明书院 系 工 程 技 术 学 院 专业年级 设 计 者 指导教师 成 绩 1螺旋千斤顶设计任务书学生姓名 专业年级 设计题目： 设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量 F = 65 kN；2、最大升距 H =240 mm。设计工作量：1、 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；2、 编写设计计算说明书一份。指导教师签名： 20 年 月 日2目录1 螺杆的设计与计算31.1 螺杆螺纹类型选择31.2 选取螺杆材料31.3 确定螺杆直径31.4 自锁验算31.5 结构41.6 螺杆强度计算41.7 稳定性计算51.7.1 计算柔度61.7.2 计算稳定性62 螺母设计与计算362.1 选取螺母材料62.2 确定螺母高度 H及螺纹工作圈数u62.2.1 求螺母高度H72.2.2 螺纹工作圈数u72.2.3 螺母实际高度H72.3 校核螺纹牙强度72.4 结构要求83 托杯的设计与计算84 手柄设计与计算94.1 手柄材料104.2 手柄长度Lp1044.3 手柄直径dp114.4 结构115 底座设计12参考资料13螺旋千斤顶设计计算及说明 结果51 螺杆的设计与计算1.1 螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角 =30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故选梯形螺纹，它的基本牙形按GB/T5796.12005 的规定。1.2 选取螺杆材料螺杆材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等。1.3 确定螺杆直径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 t 及其它尺寸。有 d2 phF根据国家规定 =1.23.5，取 =1.2（梯形螺纹） ；h=0.5t；查教材表 5-12， p取 20Mpa。故，d 2 = 0.8 =41.5mmhFtp查机械设计课程设计手册，d 取48mm，t=8mm，d 1=39mm，d 2=44mm1.4 自锁验算自锁条件是 v，式中： 为螺纹中径处升角； v 为当量摩擦角（当量摩擦角 v=arctanv，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小 1。查教材表 5-12，f 取 0.09 = arctan(t / d2)=arctan 8/(3.14 ) =2.884v=arctan（f/cos）=arctan 0.09/cos(30/2)=5.35选梯形螺纹选 40 钢d=48mmt=8mmd1=39mmd2=44mm=2.88v=5.35v-16则 =2.88v-1= 4.35满足自锁条件1.5 结构如下图（1-2）:螺杆上端用于支承托杯 10 并在其中插装手柄 7，因此需要加大直径。手柄孔径 dk 的大小根据手柄直径dp 决定，d kdp 十 0.5mm。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 1.5t。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。其中：1.5t=12mm d4=38.5mmD13=(1.71.9)d=87mm(1.41.6)d=72mm0.25d=0.2548mm=12mmd+(610)=48+8=56mm1.6 螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公式(5-47)，满足自锁条件1.5t=12mmd4=38.5mmD13=87mm(1.41.6)d=72mm0.25d=12mmd+(610)=56mm7ca= 2312164dTdF其中扭矩=65103tan(2.88+5.35) 44/2Nmm=206830 Nmm查机械设计课程设计手册，对 40 钢， =335MPas由表 5-13，= = = =83.75MPa53s43d1=39mm，故， ca= 2323914.068914.065=62.50MPa=83.75MPa满足强度条件1.7 稳定性计算细长的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 2.5 4螺杆的临界载荷 Fcr 与柔度 s 有关， s=l/i，为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l 为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取lH+5t+(1.41.6)d，i 为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积 A=d12/4，则(I 为螺杆危险截面的轴惯性矩 )4Ai当螺杆的柔度 s40 时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。1.7.1 计算柔度T=206830Nmm=335Mpas=83.75MPaca=62.50MPaca 满足强度条件2)tan(Tv8（1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩 I 和 iI= = =113560 mm464d39.4= =9.75mm1AIi（2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度 llH+5t+(1.41.6)d=240+58+1.548=352mm(3)计算柔度查教材表 5-14， 取 2(一端固定，一端自由)查教材公式 5-51，E =2.06105MPas=l/i= =72.240，所以需要进行稳定性校核。75.9321.7.2 计算稳定性（1）计算临界载荷 FcrFcr= =465850N2522316006.14.lEI(2) 稳定性计算=7.1 3.5 565048Fcr满足稳定性条件。2 螺母设计与计算2.1 选取螺母材料螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。2.2 确定螺母高度 H及螺纹工作圈数 uI=113560mm4i=9.75mml=352mms=72.2Fcr=465850N =7.1Fcr 3.5 5满足稳定性条件选铸锡青铜ZCuSn10P19螺母高度 H=d2，螺纹工作圈数 ，考虑退刀槽的影pHu响，实际螺纹圈数 u = u+1.5(u应圆整) 。考虑到螺纹圈数 u 越多，载荷分布越不均，故 u 不宜大于 10，否则应改选螺母材料或加大d。螺母高度由下式计算：H= ut。2.2.1 初求螺母高度 HH =d2=1.244=52.8mm2.2.2 螺纹工作圈数 u= =6.610，符合要求tu8.52u = u+1.5=6.6+1.5=8.1u应圆整, u取 82.2.3 螺母实际高度 HH= ut=88=64mm2.3 校核螺纹牙强度一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图 13。必要时还应对螺母外径 D3 进行强度验算。查教材公式 5-48,5-49，螺纹牙的剪切强度和
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