设计螺旋起重器(千斤顶)

1哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书机械设计作业设计计算说明书题目: 设计螺旋起重器( 千斤顶)系别: 机电工程学院 班号: 0508109 姓名: 刘大鹏 日期: 2007 年 9 月 29 日 2目 录一、 选择螺杆、螺母的材料 3二、 螺杆强度计算及螺纹参数确定 3三、 耐磨性校核 3四、 螺纹牙的强度校核 4五、 自锁条件校核 5六、 螺杆的稳定性校核 5七、 螺母外径及凸缘设计 5八、 手柄设计 6十、 各部分尺寸及参数(不包括螺纹部分) .7十一、 参考资料 .73一、 选择螺杆、螺母的材料螺杆采用 45 号钢正火，由手册查得抗拉强度B=600MPa， S=480 MPa。由于千斤顶属于低速重载的情况，故螺母材料用铝青铜 ZCuAl10Fe3二、 螺杆强度计算及螺纹参数确定以 d 表示公称直径, p 表示螺距, d2表示中径, d1表示小径, 表示螺母d大径，H 表示螺母高. 取螺纹旋合圈数为 10.（1）)16(3)4(221TQe式中：T 1螺纹副摩擦力矩， （2）21tan().dQ螺纹升角 .此处需要用到中径及螺距，经查阅资料,暂按照2arctnpdd2=29mm， np=60mm 计算，然后进行校核.则:, .26arctnarct0.589prad3765即查课本 80 页表 5.10,得:=0.09,螺纹摩擦角 f arctnrta.09.142f把已知的值代入（2）式得： 1 94(3765)05.43T Nm由课本 79 页查得螺杆的 ， ，所以取 。53sMPas80MPa12代入（1）式，形成一个方程，解之，得 =22.72mm1d查机械设计课程设计第 114 页，取公称直径为 32mm, p=6mm, d2=29mm, =25mm， =33mm.螺纹旋合圈数 z=10,螺母高 H=60.1d三、 耐磨性校核螺杆选用 45 号钢，螺母选用铸造铝青铜 ZCUAl10Fe3,选用梯形螺纹，查课本478 页表 5.8，得 ，整体式螺母 ，按 2 代入计算：18sPMa2.06Hd2038.8.02sPQd 2400.8.26.7Qdm式中：Q轴向载荷 Nd2螺纹中径 mmp许用压强 Mpap螺距而选择的 =29，符合条件。2四、 螺纹牙的强度校核螺纹牙危险截面处的剪切强度式：bdzQ式中：Q轴向载荷 N螺母螺纹大径 mmz螺纹旋合圈数，z=10b螺纹牙根部厚度，梯形螺纹 b=0.65p=0.656=3.90m螺母材料的许用剪应力，查表 MPa35409.83013Pa显然满足 弯曲强度条件式： 2bbQlzd式中：Q轴向载荷 N螺母螺纹大径 mmdz螺纹旋合圈数，z=10b螺纹牙根部厚度，梯形螺纹 b=0.65p=0.656=3.90m b螺母材料的许用弯曲应力，查表 MPab50l弯曲力臂， 2392dl m234091.b7.1MPa显然满足 b5螺纹牙的强度满足条件.五、 自锁条件校核3.765.1427满足自锁条件.六、 螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值 li式中： 螺杆的最大工作长度 l+l 退刀槽120Hh螺 母H 螺母 =zp=106=60 mm假设手柄直径为 d 手柄 =25 mm, h1=(1.82)d 手柄 =4550 mm假设退刀槽长度为 5mm， 则602+28l m长度系数 ，对千斤顶，可看作一端固定，一段自由，取 =2 螺杆危险截面惯性半径 mmi1256.4dm891.20.li对于 45 号钢，取螺杆的临界压力 2542 2(.7)6F10573.()8cEIl 105314.4c 满足稳定性要求.6七、 螺母外径及凸缘设计2321.5.348467.2(0.)(0)18, b=15m.DdmbH取八、 手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩.设 F 为加在手柄上的力，取 , 为手柄长度。则30FNL 21TLF1905.43TNm212332 )()(DfQ公式中的编号见大作业第 9 页图 b(1.68)(.68)35.7.6Dd取 5m1(0.)(0.)219取 2托杯选铸铁，手柄选 Q215,则摩擦系数 f=0.12，则 T2=97964.557 Nmm12905.43796.5472.TLmFL=L+D/2=472.2+27.5=499.7, 取 L=550mm手柄直径 31.0bLd手 柄查大作业 ，查阅手册知，25.sbMPas180，可取 100.MPab10933024.6.1bFLd手 柄取手柄直径 d=28mm.7九、 底座设计螺杆落到底面后，再留 2030mm,斜度 1:10,厚度应大于 8mm.取 10mm.D5由结构设计，试取 D5=160mmD4=1.4D5=224mm校核底面的挤压应力，,可在混凝土地面的情况下使用.224540.07()16pQMPa（ ）底座高为 285，这样螺杆落到底面后，螺钉底部距地面尚余 30mm 的空间.十、 各部分尺寸及参数(不包括螺纹部分)固定挡圈用的螺钉 4.8 级 GB/T5780-2000 M820 螺杆顶部固定螺钉 4.8 级 GB/T5780-2000 M812紧定螺钉 GB/T71-1985 M635手柄长度 L=550mm 手柄直径 d=28mm螺杆长度 260mmD=55mm；D 1=25 mm；D 2=48mm；D 3=67.2mm；D 4=224mm；D 5=160mm(以上数据均已在前面的计算中得出)DT=（2.02.5）d=6480mm ， 取 80mma=8mm；t=6mm，b=(0.20.3)H=1218mm 取 15 mm， = =10mm1h=(0.81)D=4455mm,取 45mm；h 1=45mm；h 2=0.7 D1 = 17.5mmS=1.8 =18mm挡圈内径 9mm ，高 5mm底座高 285mm装配完成后，千斤顶的高度在 390590mm 的范围内升降.各符号的意义参见机械设计作业指导中的图 2-1 a) 和图 2-1 b).十一、 参考资料1 王知行, 邓宗全. 机械原理. 高等教育出版社, 2006, 5: 142陈铁鸣机械设计哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20043 数字化手册编委会机械设计手册（软件版）V3.04 王知行机械设计课程设计哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.5 金铃,刘玉光,李利群画法几何及机械制图哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005.