机械课程设计(千斤顶)

1、机械设计基础课程设计设计计算说明书设 计 题 目： 螺旋起重器设计 专 业 班 级： 组 号 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 老 师： 成 绩： 年 月 日浙江科技学院设计任务书设计题目：螺旋起重器螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。图中，螺杆7与螺母5组成螺旋副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺钉6提高了联接可靠性。托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为3040），磨损

2、快，寿命低，传动精度低。螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。螺母5作为起升时的支承件，常做成整体结构。螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆7和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。螺杆一般采用梯形牙、右旋、单线螺纹。当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯1的下部安放一推力轴承。根据所给的参数，设计一简单千斤顶。要求确定主要尺寸、画装配图及主要零件图、编写设计计算书。已知参数：序号起重力 F / kN起升高度 H / mm0720250设计任务：设计计算说明书 1 份起重器总装配图 1 张丝杆及底座零件图共 2 张目

3、录1. 螺杆和螺母材料的选择确定42. 滑动螺旋起重器的设计计算2.1 耐磨性计算 42.2 自锁性校核计算 42.3 螺杆强度计算42.4 螺母螺纹牙的强度计算52.5 螺母外径与凸缘的强度计算52.6 手柄设计52.7底座主要尺寸确定63设计结果与体会 7参考文献 81.螺杆和螺母材料的选择确定螺杆材料 ：45钢，调质处理，硬度220-250HBS螺母材料 ：ZCuA110Fe32.滑动螺旋起重器的设计计算2.1 耐磨性计算p=F/A=F/3.14 d2 hu<=ph=0.5(d-D1)u=H/PF-螺杆所受轴向载荷。Nd2- -螺纹中径， mmh-螺纹工作高度， mmh=0.5(d

4、-D1),d为螺杆大径，D1为螺母小径；u-螺纹副材料的许用压力，/Mpa.可取p=1825Mpa对梯形螺纹，h0.5P，可演化为设计计算式： d20.8 式中 螺母高度因数， H / d2 ,一般可取 2.53.5d20.8=0.8×19.25=16.8 mmH=×d2 =2.5 ×20.5=51.25 mm2.2 自锁性校核计算 设螺纹升角，当量摩擦角v=arctan（np/3.14d2），v=arctan（f/cos15°）式中 f为螺旋副材料的摩擦因数则自锁的条件为v得4.23°，v =5.23° 故自锁符合要求2.3 螺杆强

5、度计算起重时螺杆受压和受扭，按第4强度理论计算：ca=(2+32) 1/2=（1/A）F2+3（T1/WT）21/2 【】式中 A螺杆螺纹段的危险截面面积，A=（3.14d12）/4 Wt螺杆螺纹段的抗扭截面系数，Wt=（3.14d13）/16=Ad1/4，/mm3 d1螺杆螺纹小径。mm F升起载荷，/N T1螺杆所受扭矩，T1=Ftan（+）d2/2,/N.mm 【】螺杆材料的许用应力，【】= /(35) s=352Mpaca=79.80Mpa故螺杆强度基本符合要求2.4 螺母螺纹牙的强度计算剪切强度条件为： =F/(Dbu)螺纹牙危险截面a-a上的弯曲强度条件为： b=6Fl/(Db2u

6、)b式中 b螺纹牙根部的厚度，b=0.65P l弯曲力臂,/mm.l=(D-D2)/2 螺母材料的许用切应力，/MPa;可取30-40Mpa b螺母许用弯曲应力，/MPa;可取40-60Mpa=20000/(3.14×24.5×0.65×5×10.75)=7.44Mpab=7.2×20000/(3.14×24.5×3.12×10.75)=18.12Mpa故螺母螺纹牙的强度符合要求2.5 螺母外径与凸缘的强度计算螺母下段悬置部分的抗拉强度条件为：=4（1.21.3）F/(D32-D2) 带入数据得=42.5Mpa螺母

7、凸缘的挤压强度条件为：p=4F/(D42-D23) p带入数据得p=20.48Mpa螺母凸缘根部的弯曲强度条件为：b=M/W=1.5F(D4-D3)/( D3a2) b带入数据得b=11.2Mpa螺母下段悬置部分的抗拉强度条件与螺母凸缘的挤压强度条件不符合要求2.6 手柄设计由T=T1+T2=FhLh= T1+(fcF/3)(D03-d03)/(D02-d02)T=67.4Nmm 带入数据得Lh=T/Fh=27mm计算手柄弯曲强度： b=T/W=T/(0.1dh3) b 故dhT×103/(0.1b)1/3=17.5mm取dh=18mm 2.7底座主要尺寸确定 D4=152mm D5

8、=105mm取【p】=20Mpa取 2.5计算得d216.8mm，则选d2=20.5mm，p=8mm，d=32mm，D1=26mm取n=1取f=0.1计算得=4.23°，v =5.32°取【】=s/4=88 Mpa;计算得ca=79.80 Mpa;取b=0.65P=3.1mml=1mm=30Mpab=60Mpa计算得：=7.44Mpab=18.12Mpa取 D4=50.4mm D3=36mm D=24mm =49.8Mpa p=90Mpa得 =42.5Mpap=20.48Mpab=11.2Mpa取D0=43.2mm d0=14.4mm fc=0.1 Fh=250N b=125Mpa算得Lh=260mm dh17.5mm3设计总结与体会经过两个星期课题为螺旋起重器课程设计，我们学会了如何去进行一门课程的设计，为以后的毕业设计打下基础。因为这两个星期我们还要进行期末考试，所以我们做课程设计的时间都比较紧张。设计过程中也遇到了很多的问题。首先是对所给的梯形螺纹的尺寸选择，这是计算过程最重要的环节，后面的计算就是为了验证你所选的尺寸是否合格，不少同学开始的几组数据试了都不成功，然后就想放弃了，这对大家的耐心是一个很大的考验。其次是画零件图和装配图的过程中不知道图该怎么去画，尺寸如何去标注，这也反映了自己在学习工程