哈工大-机械设计大作业-千斤顶.doc

Harbin Institute of Technology 机械设计大作业 说明书 设计题目： 设计螺旋起重器 院 系： 班 级： 设 计 者： xxxxxx 学 号： 指导教师： 设计时间： 目录 任务书………………………………………………………………………………3 选择螺杆、螺母的材料耐磨性计算 螺母螺纹牙的强度校核………………………………………………………5 自锁条件校核…………………………………………………………………6 螺杆的稳定性校核……………………………………………………………6 螺母外径及凸缘设计…………………………………………………………7 手柄设计………………………………………………………………………7 底座设计………………………………………………………………………8 十、托杯等其他结构的设计………………………………………………………8 十一、绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图………………………………………8 十二、参考文献……………………………………………………………………9 哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目： 设计螺旋起重器 设计原始数据：,H=180mm 表 螺旋起重器的示意图及已知数据 题号 起重量FQ/kN 最大起重高度H/mm 3.1.1 30 180 一、选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45钢材质，由参考文献[1]表10.2查得抗拉刚度，。 螺母材料采用铝青铜（考虑速度低）。 耐磨性计算 螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜，由参考文献[表5.8查得,从表5.8的注释中可以查得，人力驱动时值可加大20%，则，取。按耐磨性条件设计螺纹中径,选用梯形螺纹，则。由参考文献[]查得，对于整体式螺母系数，取。则 式中：——轴向载荷，N; ——螺纹中径，mm; ——许用压强， 查参考文献[3]表11.5取公称直径，螺距，中径，小径，内螺纹大径。 螺杆强度校核 螺杆危险截面的强度条件为： 式中：——轴向载荷，N； ——螺纹小径，mm; ——螺纹副摩擦力矩，，为螺纹升角——螺杆材料的许用应力，MPa； 查参考文献[1]表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数，取，螺纹副当量摩擦角。把已知的值代入的计算公式中，则得 由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力，，71~118，取。 显然，，螺杆满足强度条件。 螺母螺纹牙的强度校核 螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 式中：——轴向载荷，N； ——螺母螺纹大径，mm; ——螺纹旋合圈数，Z取10； ——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=0.65×3mm=1.95mm。 代入数值计算得 查参考文献[1]表5.9螺母材料的许用剪应力，显然。螺纹牙得弯曲强度条件为 式中：——弯曲力臂，。 其它参数同上。 代入数值计算得 查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用弯曲应力。 显然，，即满足螺纹牙的强度条件。 自锁条件校核 因，，因此 满足自锁条件。 螺杆的稳定性校核 螺杆的柔度值 式中：——螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点的距离，则。 指螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，=9mm。 假设手柄直径为，由结构尺寸经验公式，取，则 ——长度系数，对千斤顶，可看做一端固定、一端自由，取=2。 代入以上数值得 对于45钢调质，当时： 因此，满足稳定性要求。 螺母外径及凸缘设计 螺母外径。 螺纹凸缘外径，取。 螺纹凸缘厚，取。 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的摩擦力矩。 设为加在手柄上的力，取F=200N，L为手柄长度，则。有 式中：——轴向载荷，N； ——摩擦因数； =(1.6~1.8)d=(1.6~1.8)×28mm=44.8~50.4mm,取D=48mm。 =(0.6~0.8)d=(0.6~0.8)×28mm=16.8~22.4mm,取=20mm。 托杯选铸铁，手柄选Q215，摩擦因数=0.12，则 ，取L=200mm,加套筒长500mm。 手柄直径，查教材可知：，查参考文献[2]表10.1，，则，取。 代入数值计算得 取手柄直径d=24mm。 底座设计 螺杆下落到地面，在留20~30mm空间，底座造起模斜度1：10，厚度10mm。 由结构设计确定，=104mm。 。 结构确定后校核地面的挤压应力： 地面材料选择铸铁HT100，查表得铸件壁厚时，，=(0.4~0.5)×80MPa=(32~40)MPa。 显然，，满足设计要求。