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机械毕业设计全套
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JXSW01-064@螺旋千斤顶设计三维,机械毕业设计全套
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1 计 算 与 说 明 结 果 （一） 螺杆 的设计计算 1.确定螺纹直径 螺杆工 作时，同时受到压力和转矩的作用。因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径，即 1 4 1 .3 Fd 许用应力 (3 5)s 由手册25P， 223 1 5 , 5 3 0sBN m m N m m 2315 1 0 5 6 3( 3 5 ) ( 3 5 )s N m m 取 80Mpa 则 314 1 . 3 6 5 1 0 3 6 . 6 880d m m 选梯形螺纹 48 8Tr 螺纹大径 48d mm ， 1 4 8 1 4 9D d m m 螺纹中径 22 4 4 8 4 4 4d D d m m 螺纹小径 9 4 8 9 3 9d m m 1d1 8 4 8 8 4 0D d m m 螺距 8p mm 螺纹根部厚度 1 0 . 6 3 4 0 . 6 3 4 8 5 . 0 7 2t p m m 螺纹工作高度 mmh=0.5p=0.5 8=4 较核螺杆强度 螺纹力矩 21 t a n ( ) 2v dTF 螺纹升角 218a r c t a n ( ) a r c t a n ( ) 3 . 3 144np d o 查手册 P6 表 1-10 0.18 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑 ) 当量摩擦角 0 . 1 8a r c t a n a r c t a n 1 0 . 5 5c o s c o s 1 5v oo351 446 5 1 0 t a n ( 3 . 3 1 1 0 . 5 5 ) 3 . 5 3 1 02T N m m g 80Mpa 48d mm 2 44d mm39d m1 8p mm 1 5.072t mmmmh=4 49D mm 1 40D mm3.31 o 10.55v o nts 2 计 算 与 说 明 结 果 按第四强度理论较核，压 扭组合校核 22123114 3 0 . 2caTFdd 2235234 6 5 1 0 3 . 5 3 1 03 7 4 . 9 6 8 03 9 0 . 2 3 9ca M p a M p a 满足要求。 图 1-1 螺杆 受力图 2.自锁性验算 自锁条件v其中 3.31 o 故 v，可用，且 4 4 30 oo，可靠 3.螺杆结构 （见图 1-2） 螺杆上端直径 ( 1 . 7 1 . 9 ) ( 1 . 7 1 . 9 ) 4 8 8 1 . 6 9 1 . 2d m m 2D取 85mm2D手柄孔径 ( 0 .5 1 )kpdd 式中： 35pd mm则 3 5 ( 0 . 5 1 ) 3 5 . 5 3 6kd m m 取 36kd mm7 4 .9 6ca M pa 满足螺杆强度要求。 85mm2D 36kd mm nts 3 计 算 与 说 明 结 果 ( 0 . 6 0 . 7 ) ( 0 . 6 0 . 7 ) 4 8 2 8 . 8 3 3 . 6d d m m ，取 30d mm 退刀槽直径 1 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 9 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 8 . 8 3 8 . 5d m m cd取 38.6cd mm退刀槽宽度 b=1.5p=1.5 8=12mm 螺杆膨大 部分长度 l = ( 1 . 4 1 . 6 ) d = ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 = 6 7 . 2 7 6 . 8 m m 取 70l mm 12 ( 3 4 ) 1 3 ( 3 4 ) 1 6 1 7h h m m ，取1 16h mm螺杆长度 1 2 4 0 1 4 0 7 0 1 6 4 6 6l l h m m =H+H4.稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力，螺杆可能失稳，为此按下式演算螺杆的稳定性。 2 .5 4 .0crFF 式中，crF为螺杆的临界压力。 22()crEIFL。 弹性模量 52 .0 1 0E M pa 4 4 541 39 1 . 1 1 06 4 6 4dI m m 。 5 (1 . 4 1 . 6 )L H p d 2 4 0 5 8 (1 . 4 1 . 6 ) 4 8 3 4 7 . 2 3 5 6 . 8 mm ，取 350L mm 。 由 0 0 2 1 4 0 4 4 3 . 1 8 3l d d H，为固定支承， 2 （一端固定， 一端自由 ） 2 5 5 522 . 0 1 0 1 . 1 1 0 4 . 5 7 1 0( 2 3 5 0 )crFN 534 . 5 7 1 0 6 5 1 0 7 . 0 3 2 . 5crFF ，螺杆可以稳定工作。 图 1-2 螺杆简图 30d mm 38.6cd mm b=12mm 70l mm 1 16h mm466l mm= 52 .0 1 0E M pa 541 .1 1 0I m m 350L mm 2 54 .5 7 1 0crFN 7.03crFF nts 4 计 算 与 说 明 结 果 （二） 螺母的设计计算 螺母的材料选用 HT300 1. 确定螺纹旋合圈数 z 根据耐磨性旋合圈数 z，即 2 FPppd h H 2 Fz d h p 26 5 , 1 5p N m m120查 书 本 P 表 36 5 1 0 7 . 8 44 4 1 5 4z 螺母实际圈数 1 . 5 7 . 8 4 1 . 5 9 . 3 4zz 1 0 , 1 . 5 8 . 5z z z 取 则 螺母旋合长度 1 0 8 8 0H z p m m g 校核螺母的高径比 8 0 4 4 1 . 8 2 2= H d6 .5120查 书 本 P 表 ， 2 . 5 3 . 5 兼 做 支 承 的 螺 母，不能满足要求。故要重新确定螺母的高度。 3.2 取 ，则2 3 . 2 4 4 1 4 0 . 8H d m m 取 140H mm 紧定螺钉 选择参照手册 P45 2. 校核螺母的螺牙强度 （ 1） 剪切强度 121 6 .6p查 书 本 表2 4 0 N m m 3 2216 5 1 0 9 . 8 4 04 9 5 . 0 7 2 8 . 5 N m m N m mD t z F 故满足要求。 （ 2） 弯曲强度 213 bbFhD t z 式中 mmh=4 6 .6121查 书 本 p 表 2 4 5 5 5b N m m 10z 80H mm 140H mm 2 4 0 N m m 29 . 8 N m m，满足 剪切强度要求 2 4 5 5 5b N m m nts 5 计 算 与 说 明 3 223 6 5 1 0 4 2 3 . 2 4 9 5 . 0 7 2 8 . 5bb N m m 故满足要求 3. 螺母其它结构尺寸 螺母外径 mm D = ( 1 . 6 1 . 8 ) D = ( 1 . 6 1 . 8 ) 4 9 = 7 8 . 4 8 8 . 2 取 80D mm 螺母凸缘厚度 1 ( 1 . 3 1 . 4 ) ( 1 . 3 1 . 4 ) 8 0 1 0 4 1 1 2D D m m 取 1 106D mm 螺母 凸 缘 厚 度 80 2 6 . 6 73 mmHa= 3 取 25a mm 4. 螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分拉 扭组合校核 （ 1） 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) 1 ()4FDD式中：螺母的许用拉应力 0.83 b螺母材料的许用弯曲应力 b 6 .6121见 书 本 P 表， 2 4 5 5 5b N m m 0 . 8 3 0 . 8 3 4 5 5 5 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5b M p a 3 2 2 2 2(1 . 2 1 . 3 ) (1 . 2 1 . 3 ) 6 5 1 011( ) ( 8 0 4 9 )44FDD 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 安全。 （ 2） 凸缘与底座接触部分的挤压强度计算 2 211()4ppFDD ( 1 . 5 1 . 7 ) ( 1 . 5 1 . 7 ) ( 4 5 5 5 ) 6 7 . 5 9 3 . 5pb M p a 3226 5 1 0 1 7 . 11 (1 0 6 8 0 )4p M p a 结 果 22 3 . 2 bbN m m 满足弯曲强度要求。 80D mm 1 106D mm25a mm 2 4 5 5 5b N m m 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5 M p a 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 故安全 6 7 . 5 9 3 . 5p M p a nts 6 计 算 与 说 明 结 果 pp ，安全 螺母上固定螺钉用 GB/T 71 M12 （ 3） 凸缘根部的弯曲强度计算 121 . 5 ( ) bbF D DDa 321 . 5 6 5 1 0 (1 0 6 8 0 ) 1 6 . 1 58 0 2 5b M p a bb ，安全。 图 1-3 螺母简图 （三） 托杯的设计计算 1.验算接触面间的压力强度：螺旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度， 22451()4FppDD直径42 ( 2 4 ) 8 5 ( 2 4 ) 8 3 8 1D D m m 4 82D mm取直径 5 ( 1 2 ) 3 0 ( 1 2 ) 3 1 3 2D d m m 5 31D mm取则 322 2 2 2456 5 1 0 1 4 . 411( ) ( 8 2 3 1 )44Fp N m mDD 2 1 8p N m m （托杯材料 Q235） , pp ,故安全 pp 故安全 4 82D mm5 31D mm21 4 .4p N m m pp ,故安全 nts 7 计 算 与 说 明 结 果 2.托杯的外口径 3 ( 2 . 4 2 . 5 ) ( 2 . 4 2 . 5 ) 4 8 1 1 5 . 2 1 2 0D d m m 3 118D mm取图 1-4 托杯简图 （四） 手柄的设计计算 1. 选材：手柄的材料选取 Q235 2. 手柄长度 1）作用于手柄上的力矩12TTPT=KL，从而可得 12P TTL K2） K 为搬动手柄的臂力，起取值为 K = 1 5 0 2 5 0 N: ， 取 K=200N 3）螺纹力矩 521 t a n ( ) 3 . 5 3 1 02v dT F N m m gg 摩擦力矩 32 4 511( ) ( 8 2 3 1 ) 0 . 0 7 6 5 1 044T D D F g 51 . 2 8 1 0 N m m g 2 mT r F4533452245( ) 4 ,13mD D C Cr DDDD gg（ p 为 常 数 ）（ p=C ）4）手柄长度 5512 3 . 5 3 1 0 1 . 2 8 1 0 2405200P TTL m mK 1500PL m m取 5）手柄的实际长度 3 118D mmK=200N 51 3 . 3 1 0T N m m g 52 1 . 2 8 1 0T N m m g 1500PL mm nts 8 计 算 与 说 明 结 果 2 85( 5 0 1 5 0 ) 1 5 0 0 ( 5 0 1 5 0 )22P DLL 1 5 9 2 . 5 1 6 9 2 . 5 mm : mm取 L=800 3.手柄直径 按弯曲强度设计 3 0 . 1PKLbbPd则3 0 . 1 PKL Pbd2 1 2 0 N m m b 3 2 0 0 2 4 0 5 3 4 . 20 . 1 1 2 0 mmPd35mmP取 d图 1-5 手柄简图 （五） 底座的设计计算 底座材料选用 HT150，铸铁壁厚 10mm ，底座外形制成 1： 5 的锥度，其主要结构尺寸如下： 240H mm （任务书） 高度 1 ( 1 4 1 8 ) 2 4 0 1 4 0 ( 1 4 1 8 )H H H 3 9 4 3 9 8 mm 取 1 395H mm6 ( 5 1 0 ) 8 0 ( 5 1 0 ) 8 5 9 0D D m m 6 90D mm取mmL=800 35mmPd 240H mm 1 395H mm6 90D mmnts 9 计 算 与 说 明 结 果 7 6 111( ) 9 0 ( 3 9 5 1 4 0 2 5 ) 1 5 155D D H H a m m 7 150D mm取按挤压强度计算8D274PF D8D取 2 .2 5P M pa 3 24 6 5 1 0 1 5 0
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