机械设计大作业千斤顶Word文档格式.docx

1、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c s=355MPa查机械设计表5.9s得 ,取c =110MPa; c b=600MPa3 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3040MPa ,取=35MPa许用弯曲应力c b=4060MPa,取 c b=50MPa托盘和底座均采用铸铁材料。

2、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=1825MPa,取p=20MPa，对于整体式螺母，1.2 2.5，取 =2.0，那么有 d2 0.8丿一40KN 25.3mm。查参考文献V 2.0* 20MPa4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H d? 2.0* 29 58mm，螺纹圈数z H 58 9.7 , a =2B =30。p 6千斤顶螺杆危险截面受轴向力 F和扭转力矩Ti的作

3、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）di di对于梯形螺纹该式可化为di 4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）;T 1螺杆所受转矩（N mm）,T1 F tan（ ）生。2 4*1.25*40KN代入数据，d1 . 24.06mmV * 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：Fz D4b式中F 轴向载荷（N）;D 4螺母螺纹大径（mm）;Z 螺

4、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 400009.3* * 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 33 29 2mm ；2 2其它参数同上。16.73MPa b3* 40000* 229.3* * 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：arcta n f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=0.080.10,取 f=0.09;1*6代入数据 ar

5、ctan 3.77*29arcta n0.09 5.14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=26m m由尺寸经验公式 h1=（1.82）d 1=46.854mm取 h1=50mm则L=200+29+50+10.5=289.5mm则螺杆的柔度式中丄 4 Li d1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

6、根据经验公式，螺母外径 D 1.5d=1.5 x 32=48mm; 螺母凸缘外径 D3 1.4D2=1.4 x 48=67.2mm;螺母凸缘厚 b=（0.20.3）H=（0.20.3） x 58=11.617.4mm,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Fi Li = Ti+T2。对 于Ti和T2，有Ti F tan（ ）d2 40000* tan（3.77 5.i4）*-29 90929.3N mm22T fF D （24）3 （Di 2）3T 2 2 23 D （24）2 （Di

7、 2）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.6i.8）d （i.6i.8） 32 5i.257.6mm取 D=55mm;Di （0.6 0.8）d （0.6 0.8） 32 i9.2 26.6 mn,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 （24）3 （Di 2）3 0.i2 * 40000 * 53 27 * 3 D （2 4）2 （Di 2）2 3 532 2 7 2那么手柄长度 Li TT2 90929.3 99380 634.4mm，取 Li =200mm加套筒长 Fi 300500mm设手柄所受最大弯曲应力为

8、c，查参考文献2表i0.i, s 225MPa，查参324.9mm32* （90929.3 99380）X *i25取手柄直径di=26mm螺杆下落至底面，再留 2030mm的空间，底座铸造起模斜度 i:i0，壁厚i0mm。由经验公式，S=（i.52） =i2i6mm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=i28mmD=i.4D5=i.4*i28=i79.2mm。结构确定后校核下底面的挤压应力：p-（D4 D5）4有结果可知，千斤顶在最大载荷下,（179.22 1282）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 1020mm时，

9、 b 100MPa 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）* 32 51.2 57.6mm，取 D=55mmD1 （0.6 0.8）d （0.6 0.8）* 32 19.2 25.6mm，取 D1 =24mm;h （0.8 1）D （0.8 1） * 55 44 55mm，取 h =55mrph （1.8 2）d1 （1.8 2） * 26 46.8 52mm，取 h =50mmh2 （0.6 0.8）D1 （0.6 0.8）*24 14.4 19.2mm，取 h2=18mmd3 （0.

10、25 0.3）D1 （0.25 0.3）* 24 6 7.2mm，取 d3=6mma 6 - 8mm，取 a=6mmt 6 8mm，取 t =6mm固定托盘用的挡圈内径8mm,外径 26mm,厚5mm；螺钉 GB/T5783 - 2000A M8 X10。螺杆底部挡圈内径 8mm外径34mm厚5mm螺钉 GB/T5783 - 2000A M8 X6。 紧定螺钉 GB/T71-1985 M8 X 20。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414614mm 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，2009.102宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，20063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，2010.14于慧力，张春宜.机械设计课程设计.北京：科学出版社，2007 刘莹，吴宗泽机械设计教程.2版.北京：机械工业出版社，2007.9 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