設(shè)計(jì)螺旋起重器(千斤頂)

1哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書題目: 設(shè)計(jì)螺旋起重器( 千斤頂)系別: 機(jī)電工程學(xué)院 班號(hào): 0508109 姓名: 劉大鵬 日期: 2007 年 9 月 29 日 2目 錄一、 選擇螺桿、螺母的材料 3二、 螺桿強(qiáng)度計(jì)算及螺紋參數(shù)確定 3三、 耐磨性校核 3四、 螺紋牙的強(qiáng)度校核 4五、 自鎖條件校核 5六、 螺桿的穩(wěn)定性校核 5七、 螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì) 5八、 手柄設(shè)計(jì) 6十、 各部分尺寸及參數(shù)(不包括螺紋部分) .7十一、 參考資料 .73一、 選擇螺桿、螺母的材料螺桿采用 45 號(hào)鋼正火，由手冊(cè)查得抗拉強(qiáng)度B=600MPa， S=480 MPa。由于千斤頂屬于低速重載的情況，故螺母材料用鋁青銅 ZCuAl10Fe3二、 螺桿強(qiáng)度計(jì)算及螺紋參數(shù)確定以 d 表示公稱直徑, p 表示螺距, d2表示中徑, d1表示小徑, 表示螺母d大徑，H 表示螺母高. 取螺紋旋合圈數(shù)為 10.（1）)16(3)4(221TQe式中：T 1螺紋副摩擦力矩， （2）21tan().dQ螺紋升角 .此處需要用到中徑及螺距，經(jīng)查閱資料,暫按照2arctnpdd2=29mm， np=60mm 計(jì)算，然后進(jìn)行校核.則:, .26arctnarct0.589prad3765即查課本 80 頁(yè)表 5.10,得:=0.09,螺紋摩擦角 f arctnrta.09.142f把已知的值代入（2）式得： 1 94(3765)05.43T Nm由課本 79 頁(yè)查得螺桿的 ， ，所以取 。53sMPas80MPa12代入（1）式，形成一個(gè)方程，解之，得 =22.72mm1d查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第 114 頁(yè)，取公稱直徑為 32mm, p=6mm, d2=29mm, =25mm， =33mm.螺紋旋合圈數(shù) z=10,螺母高 H=60.1d三、 耐磨性校核螺桿選用 45 號(hào)鋼，螺母選用鑄造鋁青銅 ZCUAl10Fe3,選用梯形螺紋，查課本478 頁(yè)表 5.8，得 ，整體式螺母 ，按 2 代入計(jì)算：18sPMa2.06Hd2038.8.02sPQd 2400.8.26.7Qdm式中：Q軸向載荷 Nd2螺紋中徑 mmp許用壓強(qiáng) Mpap螺距而選擇的 =29，符合條件。2四、 螺紋牙的強(qiáng)度校核螺紋牙危險(xiǎn)截面處的剪切強(qiáng)度式：bdzQ式中：Q軸向載荷 N螺母螺紋大徑 mmz螺紋旋合圈數(shù)，z=10b螺紋牙根部厚度，梯形螺紋 b=0.65p=0.65×6=3.90m螺母材料的許用剪應(yīng)力，查表 MPa35409.83013Pa顯然滿足 彎曲強(qiáng)度條件式： 2bbQlzd式中：Q軸向載荷 N螺母螺紋大徑 mmdz螺紋旋合圈數(shù)，z=10b螺紋牙根部厚度，梯形螺紋 b=0.65p=0.65×6=3.90m b螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表 MPab50l彎曲力臂， 2392dl m234091.b7.1MPa顯然滿足 b5螺紋牙的強(qiáng)度滿足條件.五、 自鎖條件校核3.765.1427滿足自鎖條件.六、 螺桿的穩(wěn)定性校核螺桿的柔度值 li式中： 螺桿的最大工作長(zhǎng)度 l+l 退刀槽120Hh螺 母H 螺母 =zp=10×6=60 mm假設(shè)手柄直徑為 d 手柄 =25 mm, h1=(1.82)d 手柄 =4550 mm假設(shè)退刀槽長(zhǎng)度為 5mm， 則602+28l m長(zhǎng)度系數(shù) ，對(duì)千斤頂，可看作一端固定，一段自由，取 =2 螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑 mmi1256.4dm891.20.li對(duì)于 45 號(hào)鋼，取螺桿的臨界壓力 2542 2(.7)6F10573.()8cEIl 105314.4c 滿足穩(wěn)定性要求.6七、 螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)2321.5.348467.2(0.)(0)18, b=15m.DdmbH取八、 手柄設(shè)計(jì)加在手柄上的力需要克服螺紋副之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩和托杯支承面間的摩擦力矩.設(shè) F 為加在手柄上的力，取 , 為手柄長(zhǎng)度。則30FNL 21TLF1905.43TNm212332 )()(DfQ公式中的編號(hào)見(jiàn)大作業(yè)第 9 頁(yè)圖 b(1.68)(.68)35.7.6Dd取 5m1(0.)(0.)219取 2托杯選鑄鐵，手柄選 Q215,則摩擦系數(shù) f=0.12，則 T2=97964.557 Nmm12905.43796.5472.TLmFL=L+D/2=472.2+27.5=499.7, 取 L=550mm手柄直徑 31.0bLd手 柄查大作業(yè) ，查閱手冊(cè)知，25.sbMPas180，可取 100.MPab10933024.6.1bFLd手 柄取手柄直徑 d=28mm.7九、 底座設(shè)計(jì)螺桿落到底面后，再留 2030mm,斜度 1:10,厚度應(yīng)大于 8mm.取 10mm.D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，試取 D5=160mmD4=1.4D5=224mm校核底面的擠壓應(yīng)力，,可在混凝土地面的情況下使用.224540.07()16pQMPa（ ）底座高為 285，這樣螺桿落到底面后，螺釘?shù)撞烤嗟孛嫔杏?30mm 的空間.十、 各部分尺寸及參數(shù)(不包括螺紋部分)固定擋圈用的螺釘 4.8 級(jí) GB/T5780-2000 M8×20 螺桿頂部固定螺釘 4.8 級(jí) GB/T5780-2000 M8×12緊定螺釘 GB/T71-1985 M6×35手柄長(zhǎng)度 L=550mm 手柄直徑 d=28mm螺桿長(zhǎng)度 260mmD=55mm；D 1=25 mm；D 2=48mm；D 3=67.2mm；D 4=224mm；D 5=160mm(以上數(shù)據(jù)均已在前面的計(jì)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擋圈內(nèi)徑 9mm ，高 5mm底座高 285mm裝配完成后，千斤頂?shù)母叨仍?390590mm 的范圍內(nèi)升降.各符號(hào)的意義參見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)指導(dǎo)中的圖 2-1 a) 和圖 2-1 b).十一、 參考資料1 王知行, 鄧宗全. 機(jī)械原理. 高等教育出版社, 2006, 5: 142陳鐵鳴機(jī)械設(shè)計(jì)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20043 數(shù)字化手冊(cè)編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）V3.04 王知行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.5 金鈴,劉玉光,李利群畫法幾何及機(jī)械制圖哈爾濱：黑龍江人民出版社，2005.