哈工大机械设计大作业千斤顶.doc

《哈工大机械设计大作业千斤顶.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大机械设计大作业千斤顶.doc（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Harbin Institute of Technology机械设计大作业课程名称：机械设计 设计题目：螺旋起重器设计 院 系：能源科学与工程学院 班 级：1302403班 设 计 者：刘远华 学 号：1130240333 哈尔滨工业大学目录一设计题目1二螺杆、螺母选材1三螺纹传动设计13.1耐磨性计算13.2螺杆强度校核23.3螺母螺纹牙强度校核23.4螺纹副自锁条件校核33.5螺杆的稳定性校核43.6螺母外径及凸缘设计5四其他零件设计64.1手柄设计64.2底座设计74.3托杯设计（符号见参考书3）84.4其他尺寸计算8五设计示意图9六参考资料10一 设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：

2、起重量=50KN，最大起重高度H=150mm。二 螺杆、螺母选材千斤顶螺旋滑动速度低，但是载荷较大，故采用钢对青铜的螺杆与螺母。千斤顶螺杆对齿牙强度要求较高，采用梯形螺纹螺旋传动，选用45钢。 千斤顶螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜。托盘和底座均采用铸铁材料。三 螺纹传动设计3.1 耐磨性计算由于螺杆采用45钢，螺母采用铸铝青铜查参考文献1得p=18-25MPa。人力驱动p值可增大20%，则p=21.6-30MPa。取p=24MPa。按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。由参考文献1查得对于整体式螺母系数，取 =1.5。由耐磨性条件公式：式中:螺纹中径，mm；螺旋的轴向载荷，N；

3、H螺母旋合高度，mm；引入系数，=H/d；p材料的许用压强，MPa。查参考文献1，取公称直径d=36mm，螺距p=3mm，中径=34.5mm，小径=32.5mm，内螺纹大径=36.5mm。3.2 螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和扭转力矩的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩。根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为:式中：螺杆螺纹的小径，mm；螺杆材料的许用应力，MPa； 螺杆所受的轴向载荷(N)； 螺纹副摩擦力矩，Nmm；，为螺纹升角，。由参考文献2查得钢对青铜的当量摩擦因数=0.080.10,取=0.09。代入数据计算得到：。把数据带入公式中可得：，取。螺杆满足强度条件。3.

4、3 螺母螺纹牙强度校核因为螺母材料强度低于螺杆 ，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。查参考文献1得螺母材料的许用切应力,取=38MPa；许用弯曲应力=4060MPa, 取=50MPa螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：式中：轴向载荷(N)； 螺母螺纹大径(mm)； Z螺纹旋合圈数，Z取10； b螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹b=0.65p。代入数据计算： 即螺母满足剪切强度要求。螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为： 式中 l弯曲力臂， 其它参数同上。代入数据计算： 即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。3.4 螺纹副自锁条件校核由螺纹副自锁条件： 式中：螺纹螺旋升角我，

5、；当量摩擦角，；螺纹线数，n=1；螺纹导程，mm； 螺纹中径(mm)；当量摩擦系数,查机械设计表5.10，得=0.080.10,取=0.09。代入数据得：得到： 满足自锁条件。3.5 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间的距离，则；其中：螺母高度(mm)，； 螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，=9mm。假设手柄直径为20mm,由尺寸经验公式取h1=37mm,则 =150+15+37+9mm=211mm长度系数，对本千斤顶，看作一端固定、一端自有，则可取=2；d3螺纹小径，mm。带入数值得对于45调制钢，当时，螺杆稳定的临界载荷为：那么，由压杆稳定条件

6、因此，满足稳定性条件。3.6 螺母外径及凸缘设计根据经验公式，螺母外径D21.5d=1.536=54mm； 螺母凸缘外径D31.4D2=1.454=75.6mm，取D3=76mm； 螺母凸缘厚b=(0.2-0.3)H=(0.2-0.3)30=6-9mm，取b=8mm。四 其他零件设计4.1 手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩T1和托杯支撑面间的摩擦力矩T2。取加在手柄上的力F=300N，手柄长度为L，则有FL = T1 + T2。对于T1和T2，有公式中的符号见参考书3。根据经验公式，,取D=60mm; ,取=26mm。托杯材料选择铸铁，手柄选择Q215，摩擦因数f=0.12

7、,则代入数据得：那么手柄长度取=200mm,加套筒长500mm。手柄直径，查参考文献2得：，查参考文献1得，取带入计算得取4.2 底座设计螺杆下落至底面，再留20-30mm的空间，底座铸造起模斜度1:10，壳厚。由结构设计确定，=125mm；=1.4=1.41125=175mm。结构确定后校核下底面的挤压应力： 底面材料选择铸铁HT100，查表得铸铁件壁厚为1020mm时，显然，底面强度满足设计要求。根据经验公式取S=18mm4.3 托杯设计根据经验公式，取=75mm；，取D=60mm；，取=28mm；，取=55mm；，取=7mm；，取=7mm。4.4 其他尺寸计算固定托盘用的挡圈内径10mm，外径36mm，厚5mm；螺杆底部挡圈内径10mm，外径50mm，厚5mm； ，取=8mm；因此采用 。紧定螺钉 GB/T71-1985 M620。固定手柄的套筒直径取五 设计示意图六 参考资料1王连明,宋宝玉. 机械设计课程设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010;2宋宝玉,王黎钦. 机械设计.北京:高等教育出版社,2010;3张锋,宋宝玉. 机械设计大作业指导书.北京:高等教育出版社,2009.10