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1哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學機械設計作業(yè)設計計算說明書機械設計作業(yè)設計計算說明書題目: 設計螺旋起重器( 千斤頂)系別: 機電工程學院 班號: 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、 螺桿強度計算及螺紋參數(shù)確定 3三、 耐磨性校核 3四、 螺紋牙的強度校核 4五、 自鎖條件校核 5六、 螺桿的穩(wěn)定性校核 5七、 螺母外徑及凸緣設計 5八、 手柄設計 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 號鋼正火，由手冊查得抗拉強度σB=600MPa， σS=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、 螺桿強度計算及螺紋參數(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(221??????TQe式中：T 1—螺紋副摩擦力矩， （2）21tan().dQ?????ψ—螺紋升角 .此處需要用到中徑及螺距，經(jīng)查閱資料,暫按照2arctnpd???d2=29mm， np=60mm 計算，然后進行校核.則:, .26arctnarct0.589prad???3765?即查課本 80 頁表 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 頁查得螺桿的 ， ，所以取 。5~3][s?MPas80MPa12][?代入（1）式，形成一個方程，解之，得 =22.72mm1d查《機械設計課程設計》第 114 頁，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 號鋼，螺母選用鑄造鋁青銅 ZCUAl10Fe3,選用梯形螺紋，查課本478 頁表 5.8，得 ，整體式螺母 ，按 2 代入計算：[]18sPMa?2.06Hd???????????????????2038.][8.02sPQd? 2400.8.26.7[]Qdm???式中：Q—軸向載荷 Nd2—螺紋中徑 mm[p]——許用壓強 Mpap—螺距而選擇的 =29，符合條件。2四、 螺紋牙的強度校核螺紋牙危險截面處的剪切強度式：][??????bdzQ式中：Q—軸向載荷 N—螺母螺紋大徑 mm?z—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[τ]—螺母材料的許用剪應力，查表 MPa35][??409.83013Pa?????顯然滿足 ][?彎曲強度條件式： 2[]bbQlzd???式中：Q—軸向載荷 N—螺母螺紋大徑 mmd?z—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[σ b]—螺母材料的許用彎曲應力，查表 MPab50][??l—彎曲力臂， 2392dl m???234091.b????7.1MPa顯然滿足 ][b?5螺紋牙的強度滿足條件.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： —螺桿的最大工作長度 l+l 退刀槽120Hh?螺 母H 螺母 =zp=10×6=60 mm假設手柄直徑為 d 手柄 =25 mm, h1=(1.8~2)d 手柄 =45~50 mm假設退刀槽長度為 5mm， 則602+28l m???—長度系數(shù) ，對千斤頂，可看作一端固定，一段自由，取 =2? ?—螺桿危險截面慣性半徑 mmi1256.4dm?891.20.li????對于 45 號鋼，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、 螺母外徑及凸緣設計2321.5.348467.2(0.~)(0~)1~8, b=15m.DdmbH????取八、 手柄設計加在手柄上的力需要克服螺紋副之間相對轉動的阻力矩和托杯支承面間的摩擦力矩.設 F 為加在手柄上的力，取 , 為手柄長度。則30FN?L? 21TLF????1905.43TNm?212332 )()]~([??DfQ公式中的編號見大作業(yè)第 9 頁圖 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.TLmF?????L=L’+D/2=472.2+27.5=499.7, 取 L=550mm手柄直徑 3][1.0bLd???手 柄查大作業(yè) ，查閱手冊知，2~5.][sb?MPas180??，可取 100.MPab109][?33024.6.[].1bFLd????手 柄取手柄直徑 d=28mm.7九、 底座設計螺桿落到底面后，再留 20~30mm,斜度 1:10,厚度應大于 8mm.取 10mm.D5由結構設計，試取 D5=160mmD4=1.4D5=224mm校核底面的擠壓應力，,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 GB/T5780-2000 M8×20 螺桿頂部固定螺釘 4.8 級 GB/T5780-2000 M8×12緊定螺釘 GB/T71-1985 M6×35手柄長度 L=550mm 手柄直徑 d=28mm螺桿長度 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)均已在前面的計算中得出)DT=（2.0~2.5）d=64~80mm ， 取 80mma=8mm；t=6mm，b=(0.2~0.3)H=12~18mm 取 15 mm， = =10mm?1h=(0.8~1)D=44~55mm,取 45mm；h 1=45mm；h 2=0.7 D1 = 17.5mmS=1.8 =18mm?擋圈內徑 9mm ，高 5mm底座高 285mm裝配完成后，千斤頂?shù)母叨仍?390~590mm 的范圍內升降.各符號的意義參見機械設計作業(yè)指導中的圖 2-1 a) 和圖 2-1 b).十一、 參考資料[1] 王知行, 鄧宗全. 機械原理. 高等教育出版社, 2006, 5: 1～4[2]陳鐵鳴．機械設計．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004．[3] 數(shù)字化手冊編委會．機械設計手冊（軟件版）V3.0．[4] 王知行．機械設計課程設計．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005.[5] 金鈴,劉玉光,李利群．畫法幾何及機械制圖．哈爾濱：黑龍江人民出版社，2005.