哈工大机械设计大作业螺旋千斤顶1

1、哈工大机械设计大作业螺旋千斤顶1哈工大_机械设计大作业_螺旋千斤顶(1)一、设计题目-2二、螺母、螺杆选材-2三、螺杆、螺母设计运算|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.3.1耐磨性运算-23.2螺杆强度校核-33.3螺纹牙强度校核-33.4螺纹副自锁条件校核-43.5螺杆稳固性校核-4四、螺母外径及凸缘设计-5五、手柄设计-5六、底座设计-6七、其余各部分尺寸及参数-7八、参考资料-8一、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量FQ=40KN，最大起重高度

2、H=200mm；二、螺杆、螺母选材本千斤顶设计采纳梯形螺纹螺旋传动；由于螺杆承担载荷较大，而且是小截面，应选用45#钢，调质处理；查参考文献2得s=355MPa,查机械设计表5.9得,取=110MPa;b=600MP；a由于千斤顶属于低速重载的情形，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采纳强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3，查表5.9得螺母材料的许用切应力3040MPa,取=35MPa；许用弯曲应力b=4060MPa,取b=50MPa；托盘和底座均采纳铸铁材料；第1页，共8页三、螺杆、螺母设计运算3.1 耐磨性运算由耐磨性条件公式：FFppAd2hH对于梯形螺纹，有h=0.

3、5p,那么耐磨性条件转化为：|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.d2式中d2螺纹中径，mm;F螺旋的轴向载荷，N；H螺母旋合高度，mm;引入系数，=H/d2;p材料的许用压强，MPa;查机械设计表5.8，得p=1825MPa，取p=20MPa，对于整体式螺母，1.22.5，取=2.0，那么有d20.8查参考文献425.3mm；2.0*20MPa表H.5,试取公称直径d=32mm螺,距p=6mm中,径d2=29mm小,径d1=25mm内,螺纹大径D4=33mm；那么螺母高度Hd22.0*2958mm，螺纹圈数H589.7，=2=30

4、6;；p63.2 螺杆强度校核千斤顶螺杆危急截面受轴向力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；依据第四强度理论，螺杆危急截面的强度条件为对于梯形螺纹该式可化为式中d1螺杆螺纹的小径mm；螺杆材料的许用应力MPa;F螺杆所受的轴向载荷N；'T1螺杆所受转矩N·mm,T1Ftan4*1.25*40KN24.06mm第2页，共8页*110MPa代入数据，d1而挑选d1=25mm满,足螺杆强度要求；3.3螺纹牙强度校核由于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：|精.|品.|可.

5、|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.zD4b式中F轴向载荷N；D4螺母螺纹大径mm;Z螺纹旋合圈数；b螺纹牙根部厚度mm，对于梯形螺纹b=0.65p；10.64MPa9.3*33*0.65*6即螺母满意剪切强度要求；螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为：b2式中l弯曲力臂，lD4d233292mm；22其它参数同上；代入数据运算b3*40000*216.73MPab9.3*33*0.65*62即螺母螺纹牙满意弯曲强度要求；3.4螺纹副自锁条件校核由螺纹副自锁条件：f'n','arcta式中螺纹螺旋升角（°），np第3页，共8页&

6、#39;当量摩擦角°n螺纹线数，n=1;p螺纹导程mm;d2螺纹中径mm;f'当量摩擦系数,查机械设计表5.10，得f'=0.080.10,取|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.f'=0.09;代入数据arctan3.77*29'arctan0.095.14由于'，所以满意螺纹副自锁条件要求；3.5螺杆的稳固性校核千斤顶的最大上上升度H=200mm就.螺杆的最大工作长度h1l退刀槽式中H螺母螺母高度mm，H螺母=58mm;h1符号参见参考文献1图3.1；l退刀槽螺杆与手柄座相接处额尺寸，查

7、手册知，l退刀槽=10.5mm；假设手柄直径为d1=26mm由,尺寸体会公式h1=1.82d1=46.854mm取h1=50mm,就L=200+29+50+10.5=289.5mm就螺杆的柔度式中长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，就可取d1螺纹小径，d1=25mm；i螺杆危急截面的惯性半径mm,i截面的面积mm2；4*2*289.592.6490对于45#调制钢，此时螺杆稳固的临界载荷Fc为：第4页，共8页1,其中A为危急A4式中E螺杆材料的弹性模量，对于钢E=2.07×105MPa；I螺杆危急截面的轴惯性矩mm,I代入数据运算Fc2*2.071052*289.524*2

8、54148782.9N|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.那么，由压杆稳固条件Fc148782.93.722.5F40000故螺杆满意稳固性要求；四、螺母外径及凸缘设计依据体会公式，螺母外径D21.5d=1.5×32=48mm;螺母凸缘外径D31.4D2=1.4×48=67.2mm;螺母凸缘厚b=0.20.3H=0.20.3×58=11.617.4mm，取b=15mm；五、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F1=300N，手柄长度为L1，就有

9、F1L1=T1+T2；对于T1和T2，有T1Ftan'40000*tan3.775.14*90929.3N·mm22fFD243D1233D242D122公式中的符号见参考书1图3.2和图3.3；依据体会公式，D1.61.8d1.61.83251.257.6mm,取D=55mm;D10.60.8d0.60.83219.226.6mm，取D1=25mm；托杯材料挑选铸铁，手柄挑选Q235，摩擦因数f=0.12,就0.12*40000533273fFD243D123第5页，共8页*299380NmmT2222353273D24D12那么手柄长度L1500mm；T1T290929.

10、399380634.4mm，取L1=200mm加,套筒长F1300|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.设手柄所受最大弯曲应力为，查参考文献2表10.1,s225MPa，查参考文献3,得b，就b=112.5150MPa,取b=125MPa；就手柄直径d1应满意T1T232T1T2b，转化为：3d132T1T2b32*90929.39938024.9mm取手柄直径d1=26mm；六、底座设计螺杆下落至底面，再留2030mm的空间，底座铸造起模斜度1:10，壁厚10mm；由体会公式，S=1.52=1216mm取,S=16mm；各符号见参考书1图

11、3.2和图3.3；D5由结构设计确定，D5=128mm；D4=1.4D5=1.4*128=179.2mm；结构确定后校核下底面的挤压应力：p3.24MPaD4D5179.22128244有结果可知，千斤顶在最大载荷下，可以在木材上使用；底面材料挑选铸铁HT100，查表得铸铁件壁厚为1020mm时，b100MPa，第6页，共8页p0.40.5b0.40.5*1004050MPa；明显，pp，下表面强度满意设计要求；上表面校核：b1FF4*4000023.03MPa，查参A22*67.22482|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.D3D24考

12、文献4表B.4，得b=195MPa,b1故上表面满意强度要求；七、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书1图3.2和图3.3）DT2.02.5d2.02.5*326480mm，取DT=76mm；D1.61.8d1.61.8*3251.257.6mm，取D=55mm；D10.60.8d0.60.8*3219.225.6mm，取D1=24mm;h0.81D0.81*554455mm，取h=55mm；h11.82d11.82*2646.852mm，取h1=50mm；h20.60.8D10.60.8*2414.419.2mm，取h2=18mm；d30.250.3D10.250.3*2467.2mm，取d3=6mm；a68mm，取a=6mm；t68mm，取t=6mm；固定托盘用的挡圈内径8mm，外径26mm，厚5mm；螺钉GB/T5783-2000AM8×10；螺杆底部挡圈内径8mm，外径34mm，厚5mm；螺钉GB/T5783-2000AM8×16；紧定螺钉GB/T71-1985M8×20；其余铸造圆角，取R=2mm；底座高度为284mm，装配后千斤顶的升降范畴为414614mm；螺旋起重器（千斤顶）装配图见A3图纸；1 张丰，宋宝玉.机械设计大作业指导书.北京：高等训练出版社，2021.102宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等训练出版社，2021