江蘇大學(xué)螺旋千斤頂大作業(yè)

1、機(jī)械設(shè)計課程作業(yè)任務(wù)書題目：螺旋千斤頂起重量Q= 27.5KN 起重高度H= 200mm 手柄操作力P= 250N 班級 機(jī)械（卓越）1301 學(xué)號 3130301121 姓名 王夢宇 完成日期 2015年10月 指導(dǎo)教師 朱長順 評分 1目 錄序言：設(shè)計的簡單介紹-41螺桿和螺母的設(shè)計計算-51.1螺旋副的計算-51.1.1螺桿螺紋類型的選擇-51.1.2選取螺桿材料-51.1.3計算-51.1.4自鎖驗算 -61.2螺桿的計算-71.2.1螺桿強(qiáng)度-71.2.2穩(wěn)定性計算-81.3 螺母的計算-91.3.1螺母的基本參數(shù)-101.3.2螺紋牙強(qiáng)度-11 1.3.3螺母體強(qiáng)度-112托杯設(shè)計

2、-123底座設(shè)計-134 手柄設(shè)計與計算-144.1手柄材料-144.2手柄長度-155 螺旋千斤頂?shù)男?166 課程小結(jié)-177參考資料-183簡單介紹千斤頂一般由底座1，螺桿4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所組成（見圖11）。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。  設(shè)計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的，其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造。18設(shè)計計算內(nèi)容計算及說明結(jié)果1.1螺旋副的計算1.1.1螺桿螺紋類型的選擇1.1.2選取螺桿材料1、 螺桿和螺母的設(shè)計計算1.1螺旋副的計算螺桿材料：一般采用Q235、Q275、40、45、50等鋼。選45鋼

3、。螺母材料：選用鑄造鋁青銅。螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，選擇的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30º，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。故選梯形螺紋。屬于一般傳動螺旋一般用途，精度選擇中等。螺桿材料：45鋼螺母材料：鑄造鋁青銅梯形螺紋中等精度1.1.3計算1.1.4自鎖驗算 由1表1得計算公式： d2mm （a）國家規(guī)定=1.22.5，取=1.4（梯形螺紋）（b）螺紋牙的工作高度h=0.5P；（c）p取20Mpa（d）已知軸向力Q=27.5Kn（e）計算螺桿中徑d2=25.07mm查機(jī)械制圖附表2-3，d取32mm，取=29mm,P=6mm （f）螺母高度 （h）螺母的

4、螺紋工作圈數(shù)（g）螺紋牙的工作高度 滿足條件 v=arctan（為保證自鎖，螺紋升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°1.5°）（a）當(dāng)螺旋副材料為鋼對青銅時取 =0.09（b）v=arctan=arctan0.09=5.14°（c）=arctan(nP / pd2)=arctan（d）所以=<v-1°，所以滿足自鎖條件d=32mm=29mmp=6mmmh=3mmz=7=0.09v=5.14°根據(jù)第四強(qiáng)度理論對其強(qiáng)度進(jìn)行校核。1.2.1螺桿強(qiáng)度1.2螺桿的計算 （a）螺桿所受的扭矩注：為螺紋升角，v為當(dāng)量摩擦角。（b）45鋼的=355MPa（c）查

5、表知d1=25mm （d）計算 滿足強(qiáng)度要求d1=25mm1.2.2穩(wěn)定性計算（a）起重高度H=200mm（b）螺桿危險剖面的慣性半徑（c）螺桿的工作長度（d）螺桿的長度系數(shù)取2(一端固定，一端自由)（e）螺桿的柔度（f）計算臨界載荷因為，又因為所以臨界載荷（g）穩(wěn)定性計算1.3.1螺母的基本參數(shù)1.3.2螺紋牙強(qiáng)度1.3螺母的計算螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度（a）內(nèi)螺紋大徑查表得D=33mm，（b）梯形螺紋的螺紋牙根部寬度（c）青銅螺母的，取35MPa（d）計算剪切強(qiáng)度，滿足條件（e）螺紋牙受力彎曲力臂（f）青銅螺母，選?。╣）計算彎曲強(qiáng)

6、度，符合強(qiáng)度條件D=33mm1.3.3螺母體強(qiáng)度1）首先校核螺母外徑2）計算螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度3）計算螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度（a）螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，取，選取40MPa（b）螺母外徑（校核）（c）螺母材料的許用擠壓應(yīng)力（d）螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度 所以滿足條件（e）螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度 所以滿足條件以螺桿螺紋外徑為依據(jù)，設(shè)計出托杯的各個合理尺寸，并進(jìn)行接觸面比壓的校核二、托杯設(shè)計托杯用來承托重物，一般用鑄鋼或鑄鋼材料。托杯各部分尺寸見圖4。為了使托杯與重物良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動，在托盤表現(xiàn)制有切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)安有擋圈。

7、由于托杯在起重時不轉(zhuǎn)動，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面要加注潤滑劑，另一方面還需限制接觸面間比壓，許用壓力可取1520 滿足條件 三、底座設(shè)計底座常用鑄鐵鑄造，壁厚一般不應(yīng)小于812mm，為穩(wěn)定起見，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）選擇12mm。底面尺寸可以按照支撐材料的擠壓強(qiáng)度決定。H1=H+（1428）mm =200+20=220mmD6=D3+（510）mm =56.1+8=64.1mmD7=D6+=78.4+=122.4mm式中：sp聯(lián)接結(jié)合面材料的許用擠壓應(yīng)力。當(dāng)聯(lián)接結(jié)合面材料為木頭時，取sp=2MPa。H1=220mmD6=64.1mmD

8、7=122.4mm4.1手柄材料4.2手柄長度4、 手柄設(shè)計與計算常用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235和Q275。（a）螺旋副間的摩擦阻力矩（b）斷面摩擦力矩（e）式中為托杯底部與螺旋端面間的摩擦系數(shù)，可取=0.11（f）螺旋驅(qū)動力矩（g）驅(qū)動力作用半徑（即手柄的計算長度）（h）手柄的實際長度（j）為手柄材料的許用彎曲應(yīng)力，可取=120MPa，（k）手柄的直徑根據(jù)效率公式計算千斤頂?shù)男饰濉?螺旋千斤頂?shù)男?式中：分子上P為螺距，分母上P為人手作用力設(shè)計小結(jié) 通過此次機(jī)械設(shè)計的螺紋千斤頂大作業(yè)，我初步掌握了有關(guān)機(jī)械設(shè)計的一些基本步驟和流程。作業(yè)是檢驗學(xué)習(xí)成果的必要手段，在此次大作業(yè)中，我能夠?qū)⒏鞣?/p>

9、面零碎的知識點通過設(shè)計整合在一起。  在設(shè)計千斤頂?shù)倪^程中，我不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。在穩(wěn)定性條件校核時，我發(fā)現(xiàn)我的數(shù)據(jù)始終不能滿足要求。最后我回歸第一步，在和p不變的基礎(chǔ)上，查表增加了螺紋中徑的取值。最后使計算結(jié)果滿足要求。設(shè)計一個千斤頂難就難在，后續(xù)校核時發(fā)生錯誤必須調(diào)頭去修改最初的數(shù)據(jù)，這樣的結(jié)果往往是整個數(shù)據(jù)都必須重頭到尾地計算一遍。在今后學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功。裝配圖方面，發(fā)現(xiàn)螺釘?shù)倪x擇也是要按標(biāo)準(zhǔn)來的，于是又改掉重新畫了一遍。工圖標(biāo)準(zhǔn)馬虎不得。  千斤頂設(shè)計讓我感觸很深。使我對機(jī)械設(shè)計有了具體的