机械设计课程大作业.docx

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1、目录1设计任务书22任务分析33螺旋传动设计33.1螺杆的设计与计算33.1.1螺杆材料33.1.2螺杆螺纹类型33.1.3螺杆的直径43.1.4校核自锁条件43.1.5螺杆的结构43.1.6螺杆强度校核53.1.7螺杆稳定性校核63.2螺母的设计与计算63.2.1螺母材料63.2.2螺母高度及旋合圈数63.2.3校核螺母螺纹牙强度63.2.4螺母结构61设计任务书设计任务名称：螺旋千斤顶设计设计参数：最大起重量F：30kN最大起升高度H：110mm 螺旋千斤顶示意图 工作量：总装配图一张；螺母、螺杆、托杯零件工作图各一张。 计算说明书一份。2任务分析螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现

2、传动要求的，它主要是用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。螺旋传动的常用运动形式，主要有以下两种：螺杆转动，螺母运动和螺母固定，螺杆转动并移动，多用于螺旋起重器。而千斤顶的工作原理则是第二种螺母固定，螺杆转动并移动，其工作原理是：通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现将物体有低处向高处的传送的，并使托杯中的物体做直线运动，从而实现我们的传动要求。其中，螺母固定，当手柄旋动的时候，螺杆通过与螺母的螺旋副的运动，螺纹之间产生自锁，是装有重物的托杯往上运动。从其工作原理中可以看出，这对螺杆与螺母螺纹的耐磨性、稳定性等要求较高，同时对底座及其他相应材料的强度也有一定的要求。3螺旋传动设计3.1螺

3、杆的设计与计算3.1.1螺杆材料 螺杆材料选择45钢3.1.2螺杆螺纹类型 由于螺纹起传动作用，选择梯形螺纹，牙型角=30o3.1.3螺杆的直径 通过耐磨性条件确定螺杆中径，根据教材5.8节内容，螺纹耐磨性条件为 ps=FA=Fd2hz=Fpd2hHp 若需按耐磨性条件设计螺纹中径d2时，可引用系数=H/d2以消去H，得d2Fphp 对于梯形螺纹，h=0.5p对于整体式螺母，=1.22.5 取=1.8，当2.5或人力驱动时，p可提高约20%查教材表5.8p取20MPa,则p=24MPa因此 d2Fphp=21.03mm 根据机械设计课程设计手册表3-7，表3-8，并考虑安全性适当增大直径，公称

4、直径d取28mm，则螺距p取5mm，小径d1 =22.5mm，中径d2=25.5mm3.1.4校核自锁条件 螺纹自锁条件为， 螺纹升角=arctannpd2=4.2850, 当量摩擦角=arctanf 由于螺母材料选择青铜，根据教材表5.10差得当量摩擦因数f为0.080.10，取f=0.09 则=arctanf=5.1430 显然 ， 因此螺纹满足自锁条件3.1.5螺杆的结构螺杆上端用于支承托杯，并且需要其中打孔用于插装手柄，因此需要加大直径，手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽，根据机械设计课程设计手册表3-26，退刀槽规格为

5、 6.5x21.4。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端设有倒角。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。具体参数为： 增大螺杆直径部分：长度：1.5d=1.528mm=42mm直径：D13=1.8d=1.828=50.4mm螺杆与托杯配合部分：直径：长度：根据GB/T891-1986，选取挡圈GB/T891B50，公称直径D=50mm，H=5mm根据GB/T68-2000，选取螺钉GB/T68M616，螺纹规格d=M6，公称长度l=16mm螺杆的具体图形与尺寸见附录33.1.6螺杆强度校核根据第

6、四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为： =（4Fd12）2+3（16T1d13）2 (教材公式5.46)螺杆所受轴向力F=30000N，螺杆所受转矩 T1=Ftan(+)d22=63514.528Nmm代入得，=（4Fd12）2+3（16T1d13）2=90.068MPa根据材料力学教材表2.1可知45钢s=353MPa,根据教材表5.9，可得=s35=s3=117.67MPa 则 满足强度要求。3.1.7螺杆稳定性校核 根据教材公式5.51，受压螺杆的稳定性条件式为FcF2.54 ,临界载荷Fc与螺杆材料及长径比（柔度）=li=4ld1有关，螺杆的最大工作长度,即托杯底面到螺母中部的距离，近似取为l=H+5p+1.5d=110+25+42=177mm ，根据教材表5.11螺杆的长度系数=2，螺杆危险截面的惯性半径i=IA=d14= 5.625mm, =li=4ld1= 62.93 当85时，Fc=4901+0.00022d124=.6448N,则FcF=3.62.54 故满足稳定性条件3.2螺母的设计与计算3.2.1螺母材料 螺母材料选择青铜3.2.2螺母高度及旋合圈数 根据教材公式=H/d2 ，=1.8 H=d2=45.9mm ,旋合圈数z=H/p=9.18,z取整数，故z=9,H=45mm3.2.3校核螺母螺纹牙强度3.2.4螺母结构