机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)

1、 机械设计课程作业设计说明书 题目： 螺旋传动设计 班级： 学号： 姓名： 目录1、设计题目22、螺纹、螺杆、螺母设计23、耐磨性计算24、自锁性校核35、螺杆强度校核36、螺母螺纹牙强度校核37、螺杆的稳定性校核48、螺母外径及凸缘设计59、手柄设计510、底座设计611、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）612、螺旋千斤顶的效率613、参考资料71、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量Q=37.5KN，最大起重高度H=200mm，手柄操作力P=200N。2、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有较好的自锁性能，且便于加工，左旋符合操作习惯。由于螺

2、杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45号钢，调质处理。查参考文献得s=355MPa, b=600MPa，S=4，P=20MPa。剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。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、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3。查参考文献得=35MPa，=50MPa。托杯和底座均采用HT250材料。3、耐磨性计算查参考文献得p=1825MPa，取p=20MPa。按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。由参考文献查得，取 =2.0。由耐磨性条件公式： 式中 螺杆中径，mm;Q螺旋的轴向力，37.5KN； 引入系数，=2.0 ;

3、p材料的许用压力，20MPa;代入数值后有。查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm，螺距P=8mm，中径d2=25.5mm，小径d1=22.5mm，内螺纹大径D4=28.5mm。 螺母高度H=d=51mm，螺母的螺纹工作圈数u=6.410.螺纹牙的工作高度h=0.5P=4mm4、自锁性校核 为保证自锁，取=其中，由相关手册查得 5、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T的作用，根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为： 式中 螺杆螺纹的小径22.5mm； 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，对起重螺旋取T=T将=0.09

4、代入数据计算得到：由得=122561N·mm，代入公式得=87.7MPa，显然符合条件。6、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。查参考文献得螺母材料的许用切应力,取=35MPa；许用弯曲应力b=4060MPa, 取b=50MPa。螺母螺纹牙根部剪切强度条件为： 式中 Q轴向载荷(N)； D螺母内螺纹大径(mm); 螺纹旋合圈数，取6.4； b螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹b=0.65p。代入数据计算： 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： 式中 弯曲力臂， 其它参数同上。代入数据计

5、算： 即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。7、螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度H=200mm，则螺杆的最大工作长度 式中 螺母高度(mm)，=51mm; =5660mm，取=56mm； 螺杆与手柄座相接处尺寸，查手册知，=7.5mm。假设手柄直径为d1=30mm,由尺寸经验公式h1=(1.82)d1=5460mm取h1=56mm,则： L=243.5mm则螺杆的柔度： 式中长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取=2； d1螺纹小径，d1=22.5mm。 i螺杆危险截面的惯性半径(mm),其中A为危险截面的面积(mm2)。代入数据计算： 对于45#钢，此时螺杆稳定的临界载荷Fc为：

6、代入数据计算：由压杆稳定条件知螺杆满足稳定性要求。8、螺母外径及凸缘设计 根据经验公式，螺母外径1.7d=1.7×28=49mm; 螺母凸缘外径1.4=1.4×49=68.6mm，取=69mm； 螺母凸缘厚a=(0.20.3)=(0.20.3)×51=1015mm，取b=13mm。9、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=200N，手柄长度为L，则有F1 L = T1 + T2。对于T1和T2，有N·mm， 为环形端面，所以根据经验公式，mm,取D=60mm; mm，取D1=25mm。

7、托杯材料选择铸铁，手柄选择Q235，摩擦因数f=0.08,则 代入数据得：=98.6KN，L=920mm那么手柄长度取=300mm,加套筒长620mm。手柄直径可按下式计算： ，手柄材料的许用弯曲应力，可取=120MPa。得。取手柄直径。10、底座设计螺杆下落至底面，再留10mm左右的空间，底座铸造起模斜度1:10，壁厚。由经验公式，S=(1.52)=1520mm,取S=20mm。D5由结构设计确定，D5=120mm；D4=1.4D5=1.4*120=168mm。结构确定后校核下底面的挤压应力：底面材料选择铸铁HT250，查表得铸铁件壁厚为1020mm时，。显然，底面强度满足设计要求。11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） ，取 取 固定托盘用的挡圈螺钉。 螺杆底部挡圈螺钉 。 紧定螺钉 GB/T71-1985。 其余铸造圆角，取R=4mm。 螺旋千斤顶装配图见A3