机械说明书

螺旋千斤顶起重量Q二27. 5KN 起重高度H=150mni 手柄操作力P=200N作业任务：1、设计计算说明书一份2、设计装配图一张（1:1）班级动力机械1303 姓名陈祎完成日期2015. 10. 26指导老师朱长顺评分1材料选择12螺纹类型选择13螺旋千斤顶的设计计算13.1.螺旋副的计算13.1.1耐磨性计算13.1.2自锁性校核23.2螺杆的计算23.2.1螺杆強度23.2.2稳定性计算33.3螺母的计算33.3.1螺纹牙强度33.3.2螺母体强度43.4托杯设计53.5底座设计63.6手柄计算73.7螺旋千斤顶效率83.8螺钉螺栓挡圈选择设计8参考文献9设计计算内容计算及说明结果1、材料选择螺杆材料选择：除有足够的强度外，还要求有 较高的耐磨性和良好的工艺性故选45钢% = 600MPaffs = 355MPa螺杆材料：45钢2、螺纹类型螺母材料选择：除要求足够的强度外，还要求 在与螺杆旋合时摩擦系数尽可能的小和有较高 的耐磨性。故选高强度铸造铝青铜ZCuA110Fe3（10-3 铝青铜）螺母材料： ZCuA110Fe3 （10-3铝青 铜）螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺 纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角a =30 且内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故选梯形螺纹。梯形螺纹用于起重的螺纹，一般釆用自锁性较好的单头左 旋螺纹，且左旋螺纹符合操作习惯。故选左旋螺纹螺纹左旋3、螺旋千斤顶 的设计计算螺旋副的计31.1耐磨性计算算螺杆中径d2 0.8隔根据国家规定对整体式螺母0.22.5,取p = 1.6螺旋副许用压强p=25Mpa古 J n oQ -n o(27500 一“ qq故d2-8P _O-841.6x25 2- 9810查机械设计手册，取d=28mm, P二5mmU2=d2. 5=25. 5nundi=cl5. 5=22. 5nun螺母高度 H,二pd2二1. 6X25. 5=40. 8mm 螺母的螺纹工作圈数一 816 取 u-9d二28mmP 二 5mm12二25 5nun11二22 5nunu=9圈设计计算内容计算及说明结果最终螺母实际高度H二uP二9X5二45mm 螺纹牙工作高度h二0. 5P二2. 5mmH =45mm h二2 5mm3.12自锁性校核自锁条件是l(pv，式中：兄为螺纹升角：pv 为螺旋副当量摩掠角，pv= arctgfv,当螺旋副材料为钢对青铜时取f=0.09o为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小久 nv=a rctg=a rctg fvCOSpA 二arctg爲二3. 5714A =3.5714q)v=arctg-=arctg 右=5.1428(pv=5.1428故 A =3.5714(pv-lo=4.1428故满足自锁条件满足自锁条 件螺杆的计算3. 2. 1螺杆强度螺旋千斤顶工作时，螺杆受轴向压力F和转矩T 的作用，应根据第四强度理论对其强度进行校 核。厂14F16T1L=Ftan( A + d) 字=275OOX tanif.57140 +5.1428。)X 晋岁Ti=53. 74N-m=53.74Nmffs = 355MPa取安全系数s二4 即J 二害=8875MPasIf 4 x 27500( q/ 16x 53.742螺杆强度符aJ7TX 0.02252丿 +3Ux 0.02253/二 69. 17MPaa =88.7 5M Pa合要求螺杆强度符合要求设计计算内容计算及说明结果螺母的计算3 2.2稳定性计算细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失 稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。起重高度 H=150mm FT=45mm hl=(14-1.6)d=1.5d=1.5X28=42mm l=H+y+hl=150+y+42=214.5mm 取卩-2i-& - , 一- 0.005625A s旦=鶯栄=76.27 480MPa的碳素结构钢 临界载荷 Qc-(461 - 2.57 A s) 丫-(461 - 2.57 X 76.27)二105361N稳定性条件取 Sc=3Qc 105361Ssc = = 3.83 Scsc Q27500螺杆稳定性符合要求3. 3.1螺纹牙强度螺母剪切强度D=d+0. 5=28. 5mmb二0. 65P二3. 25mmu=9圈 对青铜螺母取r=35MPaQ27500t = = = W.SMPaTiDbu Ti X 28.5 X 3.25 X 9螺母剪切强度符合要求l=214.5mm卩=2 i=0005625 兄 s=76.27Qc二105361NSsc = 3.83螺杆稳定性 符合要求t= 10.5MPa螺母剪切强 度符合要求设计计算内容计算及说明螺母弯曲强度D2=d2=25.5mmD-D2 28.5 -25.51 = = 1.5mm2 2 对青铜螺母取% = 50MPa6QI 6 X 27500 X 1.5Tb = “ =77=o or-?= 29MPa tJbnDb2u n x 28.5 x 3.252 x 9L J螺母弯曲强度符合要求cib = 2 9.IMP a螺母弯曲强 度符合要求3. 3. 2螺母体强度螺母外径D3 = (1.61.8)D = 1.7 X 28.5 = 48.45 mm 取 = 50mmD4 = (1.3-1.4)D3 = 1.4 X50 = 70mmHf 45 严a = T=T=15rnm 对于青铜螺母取ob = SOMPaa = 0.837b = 0.83 X 50 = 41.5MPa(1.2-1.3) Q1.3y =7 (Dl-D2) 7X (502-28.52)44=26.96MPa a螺母外径符合要求螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度计算ap = (l5l7)0b = 16 X5O = 80MPa=13.71MPa D3 = 48.45mmD4 = 70mm a = 15mm螺母外径符 合要求螺母凸缘与 底座接触表面的挤床强度符合要求结果螺母凸缘根部的弯曲强度符合要求托杯设计3. 4托杯设计托杯用来承托重物，一般用铸铁或铸钢材料。为 了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相 对滑动，在托盘表现制有切口和沟纹。为了防止 托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应安有挡圈。由于托杯在起重时不转动，因此，托杯底部与螺 杆接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方 面要加注润滑剂，另一方面还需限制接触面间比 ffiP P,许用压力P可取15-20MPa托杯材料: 铸铁螺母凸缘与底座接触表面的挤圧强度符合要求设计计算内容计算及说明螺母凸缘根部的弯曲强度计算_ M _ 15(2()4-。3)_ 1.5 X 27500 X (70 一 50) W nD3a2 7r x 50 x 152=23.34MPQ ab螺母凸缘根部的弯曲强度符合要求设计计算内容计算及说明D2 = (1.71.9)d = 1.78 X 28 = 50mm Dq = D2 (24) = 50 4 = 48mmZ)6 = (2.42.5)d = 2.43 X 28 = 68mmD5 = (0.60.7)d = 0.64 X 28 = 18mm D； = D5 + 2 = 20mm取P = 20MPaQ27500p 飞厲-必2)-冷 x (482 202)=18.39MPa P接触面强度符合要求结果底座设计35底座设计2 0 16 I 4 D D D D D=50 mm=48 mm=68 mm=18mm=20 mm接触面强度 符合要求l:底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于812mm 为稳定起见，可以制成1/10-1/12的斜度取斜度 故取1： 10壁厚 = 12mmH = H + (14-28) = 150 +20 = 170mmZ)6 = D3 + (510) = 50 + 6 = 56mm底座材料： 铸铁斜度I： 108 = 12mmHi = 17 Omni D6 = 56 mm D7 = 90 mmD7 = 2 X + D6 = 90mm设计计算内容计算及说明结果Z)8 =4Q94 X 27500nDq = 16Qmm也p7 J7TX2X102 9016mm刃P联接结合面材料的许用挤压应力。当联接结合面材料为木头时，取刃p=2MPa。手柄计算36手柄计算手柄材料 Q235 ob = 235MPa手柄材料ab = 120MPa0235螺纹副摩擦力矩八= Q -y - tg( A + 爭 J = 53.74N m 乙巧=S3.74JV m端面摩擦力矩式中为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数，可取乐二(0.1012)取心=0.117窘T2=54.33N * m1=3 X0.0483 - 0.0203011 X 27500 X 0.0482 - 0.0202=54.33N m螺旋驱动力矩T =T1 + 丁2 = 53.74 + 54.33 = 108.07/V mT=108.07N m驱动力作用半径（即手柄的计算长度）T 108.07Ln 771771p P200手柄的实际长度L =厶直+ #+ (5O15O)=540.35 + y+ 134.15 = 700mm因为L过长，可以用段手柄外加套筒。所以L取 300mm 套筒长 400mmL = 300mm设计计算内容计算及说明结果 螺旋千斤顶效率 螺钉螺栓挡圈选择设 计手柄的直径3丨 T3108.07dp Jo.lab Jo.l x 120 x 10620 08mTn为手柄材料的许用弯曲应力可取0b = 120MPa, 故，取dp = 22mm3. 7螺旋千斤顶效率n QP 27500x5分子上P为螺距，分母上P为人手作用力3. 8螺钉螺栓挡圈选择设计开槽锥端紧定螺钉D Z)3L =-=15.6mm查机械手册取紧定螺钉(GB/T 71-1985 M6xl8)开槽圆柱头螺钉,5 18d = = = 4.5mm124査机械手册 取螺钉(GB/T 65-2000 M5X12)螺杆头部= 18mm查机械手册取螺钉紧固轴端挡圈(GB/T 892 B25)开槽沉头螺钉螺杆大径d = 28 mm査机械手册 取螺钉(GB/T 68-2000 M6X16)dp = 22mm11=20.25%螺钉(GB/T71-1985M6X18)螺钉(GB/T65-2000 M5X12)挡圈(GB/T 892B25)螺钉(GB/T 68-2000 M6X16)设计计算内容计算及说明结果螺杆大径d = 28 mm查机械手册取螺钉紧固轴端挡圈 (GB/T 891B35)开槽沉头螺钉手柄直径dp = 22mm查机械手册 取螺钉(GB/T 68-2000 M5X12) 查机械手册取螺钉紧固轴端挡圈(GB/T 891B30)挡圈(GB/T 891B35)螺钉(GB/T 68-2000 M5X12)挡圈(GB/T 891B30)参考文献1马履中.机械原理与设计下册.北京：机械工业出版社,2015. 22江苏大学机械设计课程组.机械设计课程大作业指导书,2015. 13机械制图(第三版)高等教育出版社，2011.5