螺旋千斤顶机械设计大作业(福大)

1、装题目：螺旋千斤顶的设计与计算机械 系 机制 专业 2011 级（ 3）班订设计者：吴胜 021*指导教师：陈亮位完成日期： 2013.10.10置装目录 3订3 4位49置12装订一、目的：1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计方法；2、初步学会综合、运用所学过的知识，解决实际问题，培养独立工作能力；3、熟悉有关设计资料，学会查手册。二、题目及方案：设计一个螺旋千斤顶，要求满足以下原始数据：位最大起重量 F（KN）52最大起重高度 H（mm）220手柄施加力 Fp（N）200置三、受力简图：装FT托杯FFpTTLp21h1H'订H轴力图扭矩图位Lp：手柄有效长度；T：施于手柄的力矩；T1

2、 ：克服螺纹副中的摩擦力矩；T2：克服托杯与支承面间的摩擦力矩。置四、计算内容：装计算及说明1选择螺杆和螺母的材料螺杆： 45螺母： ZCuA19Fe4Ni4Mn2（铝青铜）2螺杆的设计计算订(1)选择螺杆的牙型（梯形）(2)d（1 d1按强度计算螺杆的小径12.5F） ss ， s=35， s =355MPa， s=3，则118.3MPaF52KNd1 1.25 =1.25 ×=26.2mm118.3MPa取 d 1 =29mm，则 d=36mm，内螺纹大径 D=37mm，螺纹中径位 d2 =33mm，螺距 P=6mm。(3)验算自锁性f；其中15 ,V arctancos2由表

3、5-12 得 f=0.080.10 ，取 f=0.09置则有arctanfarctan0.095.32 ，coscos15螺纹升角arctanp5.32 ，满足自锁条件。3.31d2结论螺杆小径 :d=29mm1螺杆大径 :d=36mm螺杆中径 :d2=33mm螺纹大径 :D=37mm螺距 :P=6mm螺纹升角3.31小于5.32满足自锁条件。装订位(4) 验算螺杆的稳定性稳定条件： Fcr /F3.55其中 ,临界载荷 Fcr2EI2 ，( l )千斤顶一端固定，一端自由，则2 ，E2.06105 MPa ， Id1464由 lh1H 'H ； h1(1.8 2)d1 ，取中间值 1

4、.9 ，2h11.9d11.9 29，取整得h156mm55.1mmH 可由螺母的设计计算得出。则可算出螺杆长度：l h1 H 'H =56+220+H/2=301mm，2则有 Fcr2 EI = 3.142 2.06105 3.14 344=367.5KN,( l )264(2 301)2所以 Fcr367.57.067 >5，满足要求。F523螺母的设计计算(1) 根据耐磨性定出螺母的高度HFcrF7.0675满足稳定性条件HFP置d2 h p梯形螺纹工作高度h=0.5p=0.5× 6mm=3.0mm由机械设计表5-12 得钢- 青铜滑动螺旋副低速下的许用压力p=1

5、8 25MPa,取p=20MPa，装订FP52KN6=0.050m=50.0mm.取 H=50mm螺母高度=33 3.020Md2h pH=50mm旋合圈数 u=H/P=50/6=8.33<10.满足条件。校核 H/d 2=50/33=1.52.在 1.22.5 之间，满足条件。旋合圈数u=8.33<10(2) 校核螺纹牙的剪切强度剪切强度F，弯曲强度3Fh =1.52 在bbDbuDb2u1.22.5之间螺母大径 D=37mm螺纹牙根厚度b=0.634p=0.63 4×6mm=3.804mm取. b=4mm螺纹工作高度h=0.5P=0.5×6mm=3.0mm

6、,剪切强度则剪切强度 :13.43MPaFDbu52K=13.43MPa< =3040MPa=3.14 37 4 8.33< 位弯曲强度：b3Fh=352K3.030.22MPa<b =40 弯曲强度Db 2u3.1437 428.3330.22MPa60MPab螺纹牙满足强度要求。< b 4手柄的设计计算：置(1)选择材料选用 Q235 材料螺纹牙满足强度要求装订位置(2)计算手柄的总长度LLL pD / 2 ，其中： L pT1T2 ，FpT1 = F d 2 tan() =52K33 tan(3.315.32 ) =1.30105 N·mm，22T21D

7、03d03,f=0.120.15 ，取 f=0.14, D 0=D-(12)mm，3fF22D0d0D=（1.61.8）d,取 D=1.7d=1.7×36=61.2mm，取整为 D=62mm，则 D 0 =60mm, d0D1(1 2)mm，手柄总长D1(0.6 0.8) d , D10.7d 0.736 25.2mm，L=1521mm取整得 D1 =26mm，则 d0 =28mm，T21 fF D03d0310.14 52K6032831.67105 N mm3 D02d023602282L pT1T2(1.30 1.67)105Fp200=1485 mm手柄总长 LL p D /

8、 2 =1485+72/2=1521mm（ 3）计算手柄的直径dp手柄直径把手柄看成是悬臂梁，然后按弯曲强度计算直径dpdp=28mm3Fp Lp ，其中 b =150MPadp=0.1b 则：3FpLp = 32001521 27.27mm，取整 dp=28mmdp=0.1b 0.1150传动效率5计算传动总效率 =0.1673 =FPT2) =52K6=0.16732 (T12 3.14 (1.301.67) 105五、程序include<stdio.h>#include<math.h>#define PI 3.1415926floatA175= 15.5,20,2

9、0.5,18,4,16.5,22,22.5,19.5,5,18.5,24,24.5,21.5,5, 20.5,26,26.5,23.5,5,22.5,28,28.5,25.5,5,23,30,31,27,6,25,32,33,29,6,27,34,35,31,6,29,36,37,33,6,30,38,39,34.5,7,32,40,41,36.5,7,34,42,43,38.5,7,36,44,45,40.5,7,39,48,49,44,8,41,50,51,46,8,43,52,53,48,8,45,55,56,50.5,9;double F,H1,Fp;double d1,d,D,d2,

10、P;double H2,u,Fcr,jq,wq,Lp,L,dp,xl;double st,mct=5.14;void part1(int i);void part2(int i);void show(int i);void main()int i=0,j=0;printf("螺纹参数数组已输入n");printf("输入原始数据F (KN):");scanf("%lf",&F);printf("输入原始数据H(mm):");scanf("%lf",&H1);printf(&quo

11、t;输入原始数据Fp(N):");scanf("%lf",&Fp);double temp = F/101000;d1=1.25*1000*sqrt(temp);part1(i);void part1(int i)if(d1<=Ai0)d1=Ai0;d=Ai1;D=Ai2;d2=Ai3;P=Ai4;double temp = PI * d2;temp = P / temp;st=atan(temp)*double(180)/PI;if(st<=mct)part2(i);elsepart1(+i);elsepart1(+i);void part2

12、(int i)/ 计算螺母高度 H,u 及有关尺寸公式H2=F*1000*P/(PI*d2*0.5*P*24);H2=int(H2+0.5);u=H2/P;/ 计算 Fcrdouble temp = 2*(1.9*d1+H1+H2/2);Fcr=PI*PI*2.06*pow(10,5)*PI*pow(d1,4)/(64*pow(temp,2); /8.93*104/ 剪切强度 jq, 弯曲强度 wq temp=0.634*P;jq=F/(PI*D*temp*u);wq=3*F*0.5*P/(PI*D*u*pow(temp,2);/ 计算手柄长度 L double T1,T2; double D

13、0,d0; D0=1.7*d-1; d0=0.7*d+1;temp=(pow(D0,3)-pow(d0,3)/(pow(D0,2)-pow(d0,2);T1=F*d2/2*tan(st+mct)/double(180)*PI);T2=0.13*F*temp/3;Lp=(T1+T2)/Fp;L=int(Lp*1000+D/2+0.5);/ 计算手柄直径 dp temp=Fp*Lp*1000/(0.1*150); dp=pow(temp,1.0/3); if(Fcr/(F*1000)<3.5)part1(+i);else/ 计算总效率xlxl =F*P/(2*PI*(T1+T2);/ 输出s

14、how(i);void show(int i)int j;for(j=0;j<5;j+)printf("%.1f mm ",Aij);printf("n = %.2lfn= %.2lfn",st,mct,Fcr,H2,u);printf("Fcr/F = %.2lf n v = %.2lf = %.2lfMPa nnFcr= %.2lfN nH= %.2lfmm nu b = %.2lfMPa nL = %0.2lfmmdp = %.2lfmm n = %.2lf% n",Fcr/(F*1000),jq*1000,wq*1000,L,dp,xl*100); 程序