機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)最終(DOC)

1、便攜式螺紋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（班級(jí)：車(chē)輛工程141姓名：王俊學(xué)號(hào)：1608140120）1,設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1 螺旋千斤頂?shù)脑恚呵Ы镯數(shù)墓ぷ髟硎牵和ㄟ^(guò)螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)將物體由低處向高處的傳送的，并使托杯中的物體做直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)我們的傳動(dòng)要求。其中，螺母固定，當(dāng)手柄旋動(dòng)的時(shí)候，螺桿通過(guò)與螺母的螺旋副的運(yùn)動(dòng)，螺紋之間產(chǎn)生自鎖，使裝有重物的托杯往上運(yùn)動(dòng)。1.2 原始數(shù)據(jù)最大起重量：F=35kN最大升程：H=200mm2.計(jì)算內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟2.1.1 螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算2 螺桿螺紋類(lèi)型的選擇選擇梯形螺紋螺旋傳動(dòng)，右旋，牙型角=30?因?yàn)樘菪温菁y的牙根強(qiáng)度高，易于對(duì)中，易于制造，內(nèi)外螺

2、紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定。2 選取螺桿材料因?yàn)槁輻U承受的載荷較大，而且是小截面，故選擇45#鋼。2 確定螺桿直徑按耐磨性條件確定中徑d2對(duì)于梯形螺紋，h=0,5p,由耐磨性條件可轉(zhuǎn)化為：d2.0.8.F/-pd2:螺紋中徑，mm;F:螺旋的軸向載荷，N;：引入系數(shù)；p:材料的許用壓強(qiáng)，Mpa;對(duì)于整體式螺母，為使受力分布均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，宜取=1.22.5;此處取1=1.5,許用壓力P=20Mpa從滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)表中查得:人力驅(qū)動(dòng)時(shí)，P1可提高20%故P-2012000=24Mpa帶入設(shè)計(jì)公式，得d2_24.9mm按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇

3、公稱(chēng)直徑和螺距為：D=d=30mmd2=d-3=27mmd1=d-7=23mmP=6mm2.1.4自鎖驗(yàn)算自鎖驗(yàn)算條件是二）7V=arctanf/cos:=arctan0.08/cos15°d+(6-10)超I-2Di3HU9)d=4.73°'V=arctannp/：d2=arctan6/30二=3.64：v且螺紋中徑處開(kāi)角滿(mǎn)足比當(dāng)量摩擦角小1°,符合自鎖條件2.1.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)圖1-2進(jìn)行螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7,因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkAdp十0.5mm(2)為了便于切制螺紋

4、，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀梢。退刀梢的直徑d4應(yīng)比螺桿小徑d1約小0.20.5mm。退刀梢的寬度可取為1.5P,取d4=d1-0.5=34mm。(3)為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。(4)為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986),擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。螺桿強(qiáng)度計(jì)算螺桿受力較大，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度強(qiáng)度計(jì)算公式為：二ca好23.2F/A23T/W2!T其中T為扭矩T=Ftan-d2/2查表可得:飛=360MPa!-/3=120MPa已知F=35kN，又T=Ftan入1-cb/2=

5、79.82NmA=1/47；=572.56mmW=1/16二d；=3864.7mm代入校核公式，得二ca=101.2MPacaCca<fcrca滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長(zhǎng)螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。Fcr/F_2.5-4ci螺桿的臨界載荷Fcr與柔度九s有關(guān)其中s=/i取2l=H51.5d=(200511.530)mm=250mmi=I/A=1/4d1=23/4mm=5.75mm其中I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩。將以上數(shù)據(jù)代入柔度計(jì)算公式，得s=22505.75-87.0一40需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。實(shí)際應(yīng)力的計(jì)算公式為FcriEI/l2d：其中I

6、=13736.66mm64E=2.06105MPa將上述數(shù)據(jù)代入公式得Fcr=202326.15kNFcr/F_2.5-4螺桿滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求螺母設(shè)計(jì)計(jì)算選取螺母材料螺母采用強(qiáng)度高、耐磨、摩擦系數(shù)小的鑄鋁青銅確定螺母高度H'及工作圈數(shù)u1H'=d2=1.527=40.5mmu=H'/1=40.56=6.75mm因?yàn)榭紤]退刀梢的影響，取實(shí)際工作圈數(shù)為：u'=u1.5=6.751.5=8.25mmW應(yīng)當(dāng)圓整，又考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10,故取'=9H'=u't=96=54mm校核螺紋牙強(qiáng)度螺母的其它尺寸見(jiàn)圖13,螺紋

7、牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。(1)剪切強(qiáng)度校核已知D=d=30mmD2=d?=27mm剪切強(qiáng)度條件為:<查表得：m=3040MPa,b=0.65P=0.65父6mm=3.9mm則剪切強(qiáng)度為：35000730_3_99=10.58MPa：.符合剪切強(qiáng)度條件;(2)彎曲條件校核彎曲強(qiáng)度條件為：計(jì)人6F12T二Db查表得Ob=4060MPa,1=(D-D2)/2=(30-27)/2=1.5mm則彎曲強(qiáng)度為CJ6350001.52時(shí)3303.99二24.42MpabMQb,符合彎曲強(qiáng)度條件。£879二)2.2.4柳此案(0,bO.Z)

8、da=H73Di。(2.52+5)dDilDiE2-4)mmDil8.HUM圖IT(1)采用嵬配合。7(2)為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端(圖13)和底座孔上端(圖17)做出倒角。(3)為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘，查表選擇緊定螺釘GB/T71-1985M6M12。托環(huán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯材料的選擇選擇托環(huán)材料為Q235鋼。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，應(yīng)在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。接觸面強(qiáng)度校核查表得Q235鋼的許用壓強(qiáng)為P=225MPa為避免工作時(shí)過(guò)度磨損，接觸面間的壓強(qiáng)應(yīng)滿(mǎn)足Pt2Fr

9、-P1二(D12)4根據(jù)圖1-4,取相關(guān)尺寸為：%=0.6d=0.630mm=18mm口0=2.5d=2.530mm=75mmD3=1.8d=1.830mm=54mmD2=D13-4mm=50mm3511P=2=20.5MPaMPJ二(502-182)4接觸面壓強(qiáng)滿(mǎn)足要求，選材合理手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算手柄材料的選擇選擇手柄材料為Q235鋼計(jì)算手柄長(zhǎng)度Lp扳動(dòng)手柄的力矩：KLp=1+T2,則Lp取K=200Nde又T1=Ftan(F；v)2=68.49Nm2T2=(D12d1)fF/4=(5018)0.08335/4=49.39NmLpTiT268.4949.39200=m=0.589m=589mm手柄實(shí)際長(zhǎng)度為:54=589100=716mm2由于手柄長(zhǎng)度不超過(guò)千斤頂，因此取Lp=350mm,使用時(shí)在手柄上另加套筒。手柄直徑dp的確定把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑Dp,強(qiáng)度條件為KLp0.1d3pTf得設(shè)計(jì)公式為KLp:0.1土已知二f=120MPa2001111”cmm=22.9mm0.1120Mdp=25mm結(jié)構(gòu)手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)，并用螺釘固定，選擇開(kāi)梢沉頭螺釘GB/T67M8M162.5底座設(shè)計(jì)選擇底座材料選擇底座材料為HT200,其k=2MPa結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)FI-7由圖1-7可得底座的相應(yīng)