机械设计大作业千斤顶Word文档格式.docx
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八、参考资料
螺旋起重器（千斤顶）已知条件：
起重量Fc=40KN最大起重高度H=200mm
二、螺杆、螺母选材
本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。
由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。
查参考文献[2]得cs=355MPa查机械设计表5.9
s
得[],取[c]=110MPa;
cb=600MPa
3~5
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAI10Fe3查表5.9得螺母材料
的许用切应力[]30~40MPa,取[]=35MPa许用弯曲应力[cb]=40~60MPa,取[cb]=50MPa
托盘和底座均采用铸铁材料。
由耐磨性条件公式:
式中d2螺纹中径，mm;
F――螺旋的轴向载荷，N;
H――螺母旋合高度，mm;
——引入系数，=H/d2；
[p]――材料的许用压强，MPa;
查机械设计表5.8，得[p]=18~25MPa,取[p]=20MPa，对于整体式螺母，
1.2~2.5，取=2.0，那么有d20.8丿一40KN25.3mm。
查参考文献
V2.0*20MPa
[4]表H.5,试取公称直径d=32mm螺距p=6mm中径d2=29mm小径U=25mm内螺纹
大径D4=33mm那么螺母高度Hd?
2.0*2958mm，螺纹圈数
zH589.7,a=2B=30°
。
p6
千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和扭转力矩Ti的作用，这里的扭转力矩是
螺纹副的摩擦转矩Ti。
根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为片哼）[]
didi
对于梯形螺纹该式可化为
di4曽
式中d1——螺杆螺纹的小径（mm）；
[]――螺杆材料的许用应力（MPa）;
F——螺杆所受的轴向载荷（N）;
T1——螺杆所受转矩（N•mm）,T1Ftan（'
）生。
24*1.25*40KN
代入数据，d1.24.06mm
V*110MPa
而选择d1=25mm满足螺杆强度要求。
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。
螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：
F
zD4b
式中F――轴向载荷（N）;
D4――螺母螺纹大径（mm）;
Z――螺纹旋合圈数；
b螺纹牙根部厚度（mm）,对于梯形螺纹b=0.65p
代入数据计算
10.64MPa[]
40000
9.3**33*0.65*6
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I弯曲力臂，丨D—空33292mm；
22
其它参数同上。
16.73MPa[b]
3*40000*2
2
9.3**33*（0.65*6）
即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。
由螺纹副自锁条件：
arctanf'
――当量摩擦角（°
）;
n——螺纹线数，n=1;
p——螺纹导程（mm）;
d2螺纹中径（mm）;
f'
――当量摩擦系数,查机械设计表5.10，得f'
=0.08~0.10,取f'
=0.09;
1*6
代入数据arctan3.77
*29
'
arctan0.095.14
因为w'
所以满足螺纹副自锁条件要求。
3.5螺杆的稳定性校核
千斤顶的最大上升高度H=200mn则螺杆的最大工作长度
式中H螺母螺母高度（mm）,H螺母=58mm;
h1符号参见参考文献［1］图3.1;
假设手柄直径为d1=26mm由尺寸经验公式h1=（1.8~2）d1=46.8~54mm取h1=50mm则
L=200+29+50+10.5=289.5mm
则螺杆的柔度
式中
丄4L
id1
长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取
=2；
1
螺纹小径，d1=25mm
那么，由压杆稳定条件
故螺杆满足稳定性要求。
四、螺母外径及凸缘设计
根据经验公式，螺母外径D"
1.5d=1.5x32=48mm;
螺母凸缘外径D3"
1.4D2=1.4x48=67.2mm;
螺母凸缘厚b=（0.2~0.3）H=（0.2~0.3）x58=11.6~17.4mm,取b=15mm
加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩Ti和托杯支撑面间的摩擦力矩T2。
设加在手柄上的力Fi=300N手柄长度为Li,则有FiLi=Ti+T2。
对于Ti和T2，有
TiFtan（'
）d240000*tan（3.775.i4）*-2990929.3N•mm
22
TfF[D（2~4）]3（Di2）3
T222
3[D（2~4）]2（Di2）2
公式中的符号见参考书[i]图3.2和图3.3。
根据经验公式，D（i.6~i.8）d（i.6~i.8）325i.2〜57.6mm取D=55mm;
Di（0.6~0.8）d（0.6~0.8）32i9.2~26.6mn,取D=25mm
托杯材料选择铸铁，手柄选择Q235摩擦因数f=0.i2,则
fF[D（2~4）]3（Di2）30.i2*40000*53’27’
〜*
3[D（2~4）]2（Di2）23532272
那么手柄长度LiT^T290929.399380634.4mm，取Li=200mm加套筒长Fi300
500mm
设手柄所受最大弯曲应力为c，查参考文献［2］表i0.i,s225MPa，查参
3
24.9mm
32*（90929.399380）
X*i25
取手柄直径di=26mm
螺杆下落至底面，再留20〜30mm的空间，底座铸造起模斜度i:
i0，壁厚
i0mm。
由经验公式，S=（i.5~2）=i2~i6mm取S=i6mm各符号见参考书［i］图3.2和图3.3。
D5由结构设计确定，C5=i28mm
D=i.4D5=i.4*i28=i79.2mm。
结构确定后校核下底面的挤压应力：
p
-（D4D5）
4
有结果可知，千斤顶在最大载荷下,
—（179.221282）
可以在木材上使用。
底面材料选择铸铁
HT100，查表得铸铁件壁厚为10~20mm时，b100MPa
[p]（0.4~0.5）b（0.4~0.5）*100（40~50）MPa。
故上表面满足强度要求。
D（1.6~1.8）d（1.6~1.8）*3251.2~57.6mm，取D=55mm
D1（0.6~0.8）d（0.6~0.8）*3219.2~25.6mm，取D1=24mm;
h（0.8~1）D（0.8~1）*5544~55mm，取h=55mrp
h（1.8~2）d1（1.8~2）*2646.8~52mm，取h=50mm
h2（0.6~0.8）D1（0.6~0.8）*2414.4~19.2mm，取h2=18mm
d3（0.25~0.3）D1（0.25~0.3）*246~7.2mm，取d3=6mm
a6-8mm，取a=6mm
t6~8mm，取t=6mm
固定托盘用的挡圈内径8mm,外径26mm,厚5mm；
螺钉GB/T5783-2000AM8X10。
螺杆底部挡圈内径8mm外径34mm厚5mm螺钉GB/T5783-2000AM8X6。
紧定螺钉GB/T71-1985M8X20。
其余铸造圆角，取R=2mm
底座高度为284mm装配后千斤顶的升降范围为414~614mm螺旋起重器（千斤顶）装配图见A3图纸。
[1]张丰，宋宝玉•机械设计大作业指导书•北京：
高等教育出版社，2009.10
[2]宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：
高等教育出版社，2006
[3]王黎钦，陈铁鸣.机械设计.5版.哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，2010.1
[4]于慧力，张春宜.机械设计课程设计.北京：
科学出版社，2007
⑸刘莹，吴宗泽•机械设计教程.2版.北京：
机械工业出版社，2007.9
⑹金铃，刘玉光，李立群.画法几何及机械制图.哈尔滨：
黑龙江人民出版社，
2003.7
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