机械设计相关作业dhwu.docx

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1、目录一、设计计题目-22二、螺母母、螺杆杆选材-2三、螺杆杆、螺母母设计计计算3.1耐耐磨性计计算-223.2螺螺杆强度度校核-333.3螺螺纹牙强强度校核核-33.4螺螺纹副自自锁条件件校核-43.5螺螺杆稳定定性校核核-44四、螺母母外径及及凸缘设设计-5五、手柄柄设计-5六、底座座设计-6七、其余余各部分分尺寸及及参数-7八、参考考资料-88一、 设计题目目螺旋起重重器（千千斤顶）已知条件件：起重量FQ=40KKN，最大大起重高高度H=2000mm。二、 螺杆、螺螺母选材材本千斤顶顶设计采采用梯形形螺纹螺螺旋传动动。由于于螺杆承承受载荷荷较大，而而且是小小截面，故故选用45#钢，调调质处

2、理理。查参参考文献献2得s=3355MMPa,查机械械设计表表5.9得,取=1110MPPa;b=6000MPaa。由于千斤斤顶属于于低速重重载的情情况，且且螺母与与螺杆之之间存在在滑动磨磨损，故故螺母采采用强度度高、耐耐磨、摩摩擦系数数小的铸铸铝青铜ZCuuAl110Fee3，查表5.9得螺母母材料的的许用切切应力,取=355MPaa；许用用弯曲应应力b=400600MPaa,取b=550MPPa。托盘和底底座均采采用铸铁铁材料。三、 螺杆、螺螺母设计计计算3.1耐耐磨性计计算由耐磨性性条件公公式：对于梯形形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为：式中螺纹中中径，mm;F螺螺旋的轴轴向载

3、荷荷，N；H螺螺母旋合合高度，mm;引入入系数，=H/;p材料料的许用用压强，MPaa;查机械设设计表5.8，得p=188255MPaa，取p=200MPaa，对于于整体式式螺母，取=2.0，那么有。查参考文献4表H.5,试取公称直径d=32mm,螺距p=6mm,中径d2=29mm,小径d1=25mm,内螺纹大径D4=33mm。那么螺母高度，螺纹圈数，=2=30。3.2螺螺杆强度度校核千斤顶螺螺杆危险险截面受受轴向力力F和扭转转力矩T1的作用用，这里里的扭转转力矩是是螺纹副副的摩擦擦转矩T1。根据据第四强强度理论论，螺杆杆危险截截面的强强度条件件为对于梯形形螺纹该该式可化化为式中螺杆螺螺纹的小

4、小径(mmm)；螺杆杆材料的的许用应应力(MPPa);F螺螺杆所受受的轴向向载荷(N)； T11螺杆所所受转矩矩(Nmm),。代入数据据，而选择dd1=25mm,满足螺螺杆强度度要求。3.3螺螺纹牙强强度校核核因为螺母母材料强强度低于于螺杆，所以以螺纹牙牙的剪切切和弯曲曲破坏大大多发生生在螺母母上，故故可只校校核螺母母螺纹牙牙强度。螺螺母螺纹纹牙根部部剪切强强度条件件为：式中F轴向载载荷(N)； DD4螺母螺螺纹大径径(mm);Z螺螺纹旋合合圈数；b螺螺纹牙根根部厚度度(mm)，对于于梯形螺螺纹b=00.655p。代入数据据计算即螺母满满足剪切切强度要要求。螺母螺纹纹牙根部部的弯曲曲强度条条件

5、为：式中l弯曲力力臂，；其它参数数同上。代入数据据计算即螺母螺螺纹牙满满足弯曲曲强度要要求。3.4 螺纹副副自锁条条件校核核由螺纹副副自锁条条件：式中螺纹螺螺旋升角角（），当量量摩擦角角();螺纹纹线数，n=11;螺纹纹导程(mmm);螺纹纹中径(mmm);当量量摩擦系系数,查机械械设计表表5.110，得=00.0880.10,取=0.09;代入数据据因为，所所以满足足螺纹副副自锁条条件要求求。3.5螺螺杆的稳稳定性校校核千斤顶的的最大上上升高度度H=2200mmm.则螺杆杆的最大大工作长长度式中螺母高高度(mmm)，=588mm;符号参见见参考文文献1图3.1；螺杆杆与手柄柄座相接接处额尺尺

6、寸，查查手册知知，=10.5mm。假设手柄柄直径为为d1=26mm,由尺寸寸经验公公式h1=(11.82)dd1=46.854mm取h1=500mm,则 L=2200+29+50+10.5=2289.5mmm则螺杆的的柔度式中长度系系数，对对本千斤斤顶，看看做一端端固定、一一端自有有，则可可取=2；d1螺纹小小径，d1=25mm。i螺螺杆危险险截面的的惯性半半径(mmm),其中A为危险险截面的的面积(mmm2)。代入数据据计算对于455#调制钢钢，此时时螺杆稳稳定的临临界载荷荷Fc为：式中E螺杆材材料的弹弹性模量量，对于于钢 E=2.007105MPa；I螺螺杆危险险截面的的轴惯性性矩(mmm

7、4),；代入数据据计算那么，由由压杆稳稳定条件件故螺杆满满足稳定定性要求求。四、 螺母外径径及凸缘缘设计根据经验验公式，螺螺母外径径D21.55d=11.532=48mmm;螺母凸缘缘外径D31.44D2=1.4448=67.2mmm;螺母凸缘缘厚b=(0.200.3)H=(0.220.3)58=11.6117.44mm，取b=115mmm。五、 手柄设计计加在手柄柄上的力力需要克克服螺纹纹副之间间的摩擦擦阻力矩T1和托杯杯支撑面面间的摩摩擦力矩矩T2。设加加在手柄柄上的力力F1=3000N，手柄柄长度为L1，则有F1L1=T1 +T2。对于T1和T2，有909229.33Nmm公式中的的符号

8、见见参考书书1图3.2和图3.3。根据经验验公式，mm,取D=55mm;mm，取取D1=255mm。托杯材料料选择铸铸铁，手手柄选择择Q2335，摩擦擦因数f=00.122,则那么手柄柄长度，取取=2000mmm,加套筒筒长5000mm。设手柄所所受最大大弯曲应应力为，查参参考文献献2表10.1,，查参考考文献3,得，则=1112.51150MMPa,取=1225MPPa。则手柄直直径d1应满足，转化化为：取手柄直直径d1=26mmm。六、 底座设计计螺杆下落落至底面面，再留留2030mmm的空间间，底座座铸造起起模斜度1:110，壁厚厚。由经验公式式，S=(11.52)=1216mmm,取S

9、=116mm。各符号见见参考书书1图3.2和图3.3。D5由结结构设计计确定，D5=1228mmm。D4=11.4DD5=1.4*1128=1799.2mmm。结构确定定后校核核下底面面的挤压压应力：MPa有结果可可知，千千斤顶在在最大载载荷下，可可以在木木材上使使用。底底面材料料选择铸铸铁HT1100，查表表得铸铁铁件壁厚厚为100200mm时时，。显然，下表面面强度满满足设计计要求。上表面校校核：，查查参考文文献4表B.4，得b=1195MMPa,b。故上表面面满足强强度要求求。七、 其余各部部分尺寸寸及参数数（符号见见参考书书1图3.2和图3.33），取=776mmm；，取D=55mmm

10、；，取=224mmm;，取=555mmm；，取=550mmm；，取=118mmm；，取=66mm；，取=66mm；，取=66mm。固定托盘盘用的挡挡圈内径8mm，外径26mmm，厚5mm；螺钉。螺杆底部部挡圈内内径8mm，外径径34mmm，厚5mm；螺钉。紧定螺钉钉 GBB/T771-119855 MM820。其余铸造造圆角，取R=2mm。底座高度度为2844mm，装配后后千斤顶顶的升降降范围为为41446114mmm。螺旋起重重器（千千斤顶）装装配图见见A3图纸。八、参考考资料1张张丰，宋宋宝玉.机械设设计大作作业指导导书.北京：高等教教育出版版社，20009.1102宋宋宝玉.机械设设计课程程设计指指导书.北京：高等教教育出版版社，200063王王黎钦，陈陈铁鸣.机械设设计.5版.哈尔滨滨：哈尔尔滨工业业大学出出版社，20110.114于于慧力，张张春宜.机械设设计课程程设计.北京：科学出出版社，200075刘刘莹，吴吴宗泽.机械设设计教程程.2版.北京：机械工工业出版版社，20007.996金金铃，刘刘玉光，李李立群.画法几几何及机机械制图图.哈尔滨滨：黑龙龙江人民民出版社社，20003.77