哈工大第四组大作业千斤顶

机械设计大作业说明书名称机械设计大作业设计题目螺旋起重器（千斤顶）院系能源学院班级1402405学号1140240524姓名陈以铖指导教师张锋设计时间2016年10月哈尔滨工业大学机械设计大作业目录1设计任务111任务说明112已知条件（表11）113设计要求12设计说明书221选择螺杆、螺母的材料222耐磨性计算223螺杆强度校核224螺母螺纹牙强度校核325螺纹副自锁条件校核426螺母外径及凸缘设计427手柄设计528螺杆的稳定性校核529底座设计6210其余各部分尺寸及参数73参考资料8机械设计大作业11设计任务11任务说明螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可起升重物。它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄或扳手等零件组成。12已知条件（表11）表11题号起重量FQ/KN最大起重高度H/MM3113018013设计要求（1）绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照尺寸要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。（2）撰写设计说明书一份，要求包括起重器的各部分尺寸计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性校核。F机械设计大作业22设计说明书21选择螺杆、螺母的材料本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45钢，调质处理。查参考文献1得S355MPA,B600MPA。由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的103铝青铜ZCUAL10FE3。托盘和底座均采用铸铁材料。22耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCUAL10FE3，查参考文献2得P1825MPA。人力驱动P值可增大20，则P21630MPA。取P25MPA。按耐磨性条件设计螺纹中径，选用梯形螺纹。由参考文献1查得，521取2。由耐磨性条件公式208FDP式中螺纹中径，MMF螺旋的轴向载荷，N；H螺母旋合高度，MM引入系数，H/代入数值后有。查参考文献1，试取公称直径230819605KNDMPAD32MM，螺距P3MM，中径D2305MM，小径D1285MM，内螺纹大径D4325MM。23螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和扭转力矩T1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T1。根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为机械设计大作业3163421DTF式中螺杆螺纹的小径MM；1D螺杆材料的许用应力MPAF螺杆所受的轴向载荷N；T1螺杆所受转矩NMM,。2TAN1DFT由参考文献1查得钢对青铜的当量摩擦因数008010,取009。代FF入数据计算得到螺纹副当量摩擦角ARCTAN00951427；ARCTAN17933。5301由得55331NMM，代入公式2TAN1DFT1T得515368MPA。查表可得，得312164D，取90MPA，显然符合条件。24螺母螺纹牙强度校核因为螺母材料强度低于螺杆，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。螺母螺纹牙根部剪切强度条件为Z4BDF式中F轴向载荷N；D4螺母螺纹大径MMZ螺纹旋合圈数，Z取10；B螺纹牙根部厚度MM，对于梯形螺纹B065P195MM。查参考文献1得螺母材料的许用切应力MPA403代入数据计算01567912机械设计大作业4即螺母满足剪切强度要求。螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为324BBDZFL式中L弯曲力臂，L1MM。D其它参数同上。许用弯曲应力B4060MPA。代入数据计算230138141256BBMPA即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。25螺纹副自锁条件校核由螺纹副自锁条件又ARCTAN00951427；ARCTAN17933。13265得到满足自锁条件。26螺母外径及凸缘设计根据经验公式，螺母外径D215D153248MM螺母凸缘外径D314D21448672MM，取D370MM；螺母凸缘厚B0203H02033069MM，取B8MM。27手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩T1和托杯支撑面间的摩擦力矩T2。设加在手柄上的力F1200N，手柄长度为L，则有F1LT1T2。对于T1和T2，有N21305TAN30TAN7932MDF机械设计大作业5MM21233243DFFT公式中的符号见参考书3。根据经验公式，MM,取D56MM16868576DDMM，取00329D122MM。托杯材料选择铸铁，手柄选择Q215，摩擦因数F012,则21233243DFFT代入数据得322075NM那么手柄长度，取200MM套筒长12517698LL300MM。设手柄所受最大弯曲应力为，查参考文献2,，查参考文献3,205SMPA得，则10251367MPA,取110MPA。251SBBB则手柄直径D应满足2266MM。取手柄直径D24MM。28螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度H180MM，则螺杆的最大工作长度1180H2HLL螺母退刀槽式中螺母高度MM，31030MM螺母H螺母螺杆与手柄座相接处尺寸，查手册知，5MM。退刀槽L退刀槽L手柄直径为D24MM,由尺寸经验公式H1182D143248MM取H148MM,则机械设计大作业6M则螺杆的柔度14DLI式中长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取2；D1螺纹小径，D1245MM。I螺杆危险截面的惯性半径MM,其中A为危险截面41DII的面积MM2。代入数据计算6964085对于45调制钢，此时螺杆稳定的临界载荷FC为2LCEIF代入数据计算158769N。CF那么，由压杆稳定条件1587692430C故螺杆满足稳定性要求。29底座设计螺杆下落至底面，再留30MM左右的空间，底座铸造起模斜度110，壁厚10MM由经验公式，S1521520MM,取S20MM。各符号见参考书3。D5由结构设计确定，D5116MM；D414D5141161624MM。结构确定后校核下底面的挤压应力2957MPA底面材料选择铸铁HT100，查表得铸铁件壁厚为3050MM时，。MPAB80MPABP40328504504机械设计大作业7显然，底面强度满足设计要求。P210其余各部分尺寸及参数（符号见参考书3），取70MM；20520536480TDDMTD，取D56MM；168168127，取22MM95125324DM，取70MM3214867D3D0H081D081554455,取H45MMH1182D11822443248,取H146MM；H20608D1取H220MM，取6MM；MDD9675320530533D，取6MM；MA86A，取6MM。TT固定托盘用的挡圈内径6MM，外径34MM，厚4MM；螺钉GB/T57822000M6X16螺杆底部挡圈内径8MM，外径40MM，厚5MM；螺钉GB/T57822000M6X16紧