机械说明书.doc

_螺 旋 千 斤 顶起 重 量 Q= 27.5 KN起 重 高 度 H= 150 mm手 柄 操 作 力 P= 200 N作业任务：1、 设计计算说明书一份2、 设计装配图一张（1:1）班级 动力机械1303 姓名 陈祎 完成日期 2015.10.26 指导老师 朱长顺 评分 目 录1材料选择-12 螺纹类型选择-13螺旋千斤顶的设计计算-1 3.1. 螺旋副的计算-1 3.1.1耐磨性计算-1 3.1.2自锁性校核-2 3.2 螺杆的计算-2 3.2.1螺杆强度-2 3.2.2稳定性计算-3 3.3螺母的计算-3 3.3.1螺纹牙强度-3 3.3.2螺母体强度-4 3.4托杯设计-5 3.5底座设计-6 3.6手柄计算-7 3.7螺旋千斤顶效率-8 3.8螺钉螺栓挡圈选择设计-8参考文献-9精品资料_设计计算内容计算及说明结果1、材料选择2、螺纹类型3、螺旋千斤顶的设计计算 螺旋副的计算螺杆材料选择 ：除有足够的强度外，还要求有较高的耐磨性和良好的工艺性 故选45 钢 b=600MPa s =355MPa螺母材料选择 ：除要求足够的强度外，还要求在与螺杆旋合时摩擦系数尽可能的小和有较高的耐磨性。故选 高强度铸造铝青铜 ZCuAl10Fe3(10-3铝青铜)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，且内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故选梯形螺纹。 用于起重的螺纹，一般采用自锁性较好的单头左旋螺纹，且左旋螺纹符合操作习惯。 故选左旋螺纹3.1.1耐磨性计算螺杆中径 d20.8QP根据国家规定对整体式螺母=1.22.5，取=1.6 螺旋副许用压强p=25Mpa故，d20.8QP =0.8275001.625=20.98mm查机械设计手册，取d=28mm，P=5mmd2=d2.5=25.5mmd1=d-5.5=22.5mm螺母高度H=d2=1.625.5=40.8mm螺母的螺纹工作圈数u=HP=40.85=8.16 取u=9螺杆材料： 45 钢螺母材料：ZCuAl10Fe3(10-3铝青铜)梯形螺纹螺纹左旋d=28mmP=5mmd2=25.5mmd1=22.5mmu=9圈设计计算内容计算及说明结果螺杆的计算最终螺母实际高度H=uP=95=45mm螺纹牙工作高度h=0.5P=2.5mm3.1.2自锁性校核自锁条件是v，式中：为螺纹升角；v为螺旋副当量摩擦角，v= arctgfv，当螺旋副材料为钢对青铜时取=0.09。为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小11.5v=arctgfcos=arctgfv=arctgPd2=3.5714v=arctgfcos=arctg =5.1428故=3.5714v-1=4.1428故满足自锁条件3.2.1螺杆强度螺旋千斤顶工作时，螺杆受轴向压力F和转矩T的作用，应根据第四强度理论对其强度进行校核。 =2+32=(4Fd12)2+3(16T1d13)2T1= Ftan+fvd22=27500tan(3.5714+5.1428)0.02552=53.74Nm s =355MPa 取安全系数s=4 即 = ss=88.75MPa=4275000.022522+31653.740.022532=69.17MPa=88.75MPa 螺杆强度符合要求H=45mmh=2.5mm=3.5714v=5.1428满足自锁条件T1=53.74Nm螺杆强度符合要求设计计算内容计算及说明结果螺母的计算3.2.2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。起重高度H=150mm H=45mm h1=(1.41.6)d=1.5d=1.528=42mml=H+H2+h1=150+452+42=214.5mm取=2 i=IA=d14=0.02254=0.005625s=li=20.21450.005625=76.27Sc螺杆稳定性符合要求3.3.1螺纹牙强度螺母剪切强度D=d+0.5=28.5mmb=0.65P=3.25mmu=9圈对青铜螺母 取 =35MPa =QDbu=2750028.53.259=10.5MPa 螺母剪切强度符合要求l=214.5mm=2i=0.005625s=76.27Qc=105361NSsc=3.83螺杆稳定性符合要求=10.5MPa螺母剪切强度符合要求设计计算内容计算及说明结果螺母弯曲强度D2=d2=25.5mml=D-D22=28.5-25.52=1.5mm对青铜螺母 取 b=50MPab=6QlDb2u=6275001.528.53.2529=29.1MPab 螺母弯曲强度符合要求3.3.2螺母体强度螺母外径D3=1.61.8D=1.728.5=48.45mm 取 D3=50mmD4=1.31.4D3=1.450=70mma=H3=453=15mm对于青铜螺母 取b=50MPa=0.83b=0.8350=41.5MPa=（1.21.3）Q4（D32-D2）=1.34（502-28.52） =26.96MPa 螺母外径符合要求螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度计算 p=1.51.7b=1.650=80MPap=Q4(D42-D32)=13.71MPap螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度符合要求b=29.1MPa螺母弯曲强度符合要求D3=48.45mmD4=70mma=15mm螺母外径符合要求螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度符合要求设计计算内容计算及说明结果托杯设计螺母凸缘根部的弯曲强度计算b=MW=1.5Q(D4-D3)D3a2=1.527500(70-50)50152=23.34MPab螺母凸缘根部的弯曲强度符合要求3.4托杯设计托杯用来承托重物，一般用铸铁或铸钢材料。为了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托盘表现制有切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应安有挡圈。由于托杯在起重时不转动，因此，托杯底部与螺杆接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面要加注润滑剂，另一方面还需限制接触面间比压PP，许用压力P可取1520MPa螺母凸缘根部的弯曲强度符合要求托杯材料：铸铁设计计算内容计算及说明结果底座设计D2=1.71.9d=1.7828=50mmD0=D2-24=50-4=48mmD6=2.42.5d=2.4328=68mmD5=0.60.7d=0.6428=18mmD4=D5+2=20mm取 P=20MPaP=Q4(D02-D42)=275004(482-202)=18.39MPaP接触面强度符合要求3.5底座设计底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于812mm为稳定起见，可以制成1/101/12的斜度取斜度 故取 1：10 壁厚=12mmH1=H+(1428)=150+20=170mmD6=D3+510=50+6=56mmD7=2H10+D6=90mmD2=50mmD0=48mmD6=68mmD5=18mmD4=20mm接触面强度符合要求底座材料：铸铁斜度 1：10=12mmH1=170mmD6=56mmD7=90mm设计计算内容计算及说明结果手柄计算D8=4Qp+D72=4275002102+902=160mmp联接结合面材料的许用挤压应力。当联接结合面材料为木头时，取p=2MPa。3.6手柄计算手柄材料 Q235 b=235MPab=120MPa螺纹副摩擦力矩 T1 T1=Qd22tg+v=53.74Nm 端面摩擦力矩式中fc为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数,可取fc=(0.10.12) 取fc=0.11T2=13fcQD03-D43D02-D42=130.11275000.0483-0.02030.0482-0.0202=54.33Nm螺旋驱动力矩T=T1+T2=53.74+54.33=108.07Nm驱动力作用半径（即手柄的计算长度）Lp=TP=108.07200=540.35mm手柄的实际长度L=Lp+D22+50150=540.35+502+134.15=700mm因为L过长，可以用段手柄外加套筒。所以L取300mm 套筒长400mmD8=160mm手柄材料 Q235T1=53.74NmT2=54.33N*mT=108.07NmL=300mm设计计算内容计算及说明结果螺旋千斤顶效率螺钉螺栓挡圈选择设计手柄的直径dp3T0.1b=3108.070.1120106=20.08mmb为手柄材料的许用弯曲应力可取b=120MPa，故，取dp=22mm3.7螺旋千斤顶效率=QP2PLp=2750052200540.35=20.25%分子上P为螺距，分母上P为人手作用力3.8螺钉螺栓挡圈选择设计开槽锥端紧定螺钉 L=D-D32=15.6mm 查机械手册 取紧定螺钉(GB/T 71-1985 M618)开槽圆柱头螺钉 d=D512=184=4.5mm查机械手册 取螺钉(GB/T 65-2000 M512)螺杆头部 d5=18mm查机械手册 取螺钉紧固轴端挡圈 (GB/T 892 B25)开槽沉头螺钉螺杆大径d=28mm查机械手册 取螺钉(GB/T 68-2000 M616)dp=22mm=20.25%螺钉(GB/T 71-1985 M618)螺钉(GB/T 65-2000 M512)挡圈 (GB/T 892 B25)螺钉(GB/T 68-2000 M616)设计计算内容计算及说明结果螺杆大径d=28mm查机械手册 取螺钉紧固轴端挡圈 (GB/T 891 B35)开槽沉头螺钉手柄直径dp=22mm查机械手册 取螺钉(GB/T 68-2000 M512)查机械手册 取