1、机械设计课程作业说明书1题目：螺 旋 千 斤 顶起重量 Q= 15 KN起重高度 H= 100 mm手柄操作力 P= 200 N作业任务：1、任务说明书一份2、设计装配图一张（1：1）班级 机械（卓越） 学号 姓名 完成日期 2016 年 11 月 指导教师 朱长顺 评分 机械设计课程作业说明书2螺旋千斤顶简介 .3螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算 .41、 材料选择 .42、 螺纹类型和精度的选择 .43、 螺旋千斤顶的设计计算 .4一、 螺杆和螺母的计算 .5一、螺旋副的计算 .51.1.1 耐磨性计算 .51.1.2 自锁性校核 .6二、 螺杆的计算 .61.2.1 螺杆强度计算 .61
2、.2.2 稳定性计算 .7三、 螺母的计算 .81.3.1 螺纹牙强度 .81.3.2 螺母体强度 .9二、托杯设计 .11三、底座设计 .12四、 手柄设计 .14五、 螺旋千斤顶的效率 .16设计小结 .17参考文献 .18附：螺纹千斤顶装配图 .19机械设计课程作业说明书3螺旋千斤顶简介千斤顶一般由底座 1，螺杆 4、螺母 5、托杯 10，手柄 7 等零件所组成（见图11） 。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。 设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造。机械设计课程作业说明书4螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算1、材料选择螺
3、杆和螺母的材料除应具有足够的强度外，还要求有较高的耐磨性和良好的工艺性。螺杆材料：一般可选用 Q235、Q275、40、45、50 等钢。对于重载，要求耐磨性高，需要进行热处理的螺杆可选用 T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi 等钢种。本次千斤顶选用的螺杆材料为 Q235。螺母材料：除要求足够的强度外，还要求在与螺杆旋合时摩擦系数尽可能小和有较高的耐磨性。常选用铸造锡青铜 ZCuSn10Pb1（10-1 锡青铜） ，用于重载低速时，可选用高强度的铸造铝青铜 ZCuAl10Fe3（10-3 铝青铜）或铸造铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3（25-6-3-3 铝黄铜） 。本次千斤顶选用
4、的螺母材料为铸造铝青铜 ZCuAl10Fe3（10-3 铝青铜） 。2、螺纹类型和精度的选择滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形三种，其中以梯形螺纹应用最广。用于起重的螺旋的螺纹，一般采用自锁性较好的单头左旋螺纹，采用左旋螺纹是为了符合操作习惯。本次千斤顶螺纹选用单头左旋梯形螺纹。一般传动螺旋，气螺纹的精度可选用粗糙（对精度要求不高时）和中等（一般用途时） 。据此确定螺纹的公差。本次千斤顶螺纹精度选用中等。3、螺旋千斤顶的设计计算（1）螺杆和螺母的计算螺旋副的计算螺旋副工作时，主要承受转矩和轴向拉应力的作用，同时工作面间有较大的相对滑动，其主要失效形式是螺纹磨损。因此，螺旋副的基本尺寸可
5、根据耐磨性条件确定，对于起重螺纹还应该校核其自锁性。按表所列项目和计算公式进行计算。机械设计课程作业说明书51、螺杆和螺母的计算设计计算项目 计算及说明 计算结果一、螺旋副的计算1.1.1 耐磨性计算一、螺杆和螺母的计算1、螺杆中径梯形螺纹d20.8 =0.8 PQ150P 7.513， 1.22.5取P=10Mpa, =1.5d225.3mm选取螺杆公称直径 d=28mm，螺距 p=5mm，d 2=d-0.5p=25.5mm2、螺母高度H= d2=1.5d2=1.525.5=38.25mm取 H=40mm3、螺母的螺纹工作圈数u= 10PHu= =8 圈5404、螺纹牙的工作高度梯形螺纹 h
6、=0.5p=0.55=2.5mmd=28mmp=5mmd2=25.5mmH=40mmu=8 圈h=2.5mm机械设计课程作业说明书61.1.2 自锁性校核 升角 v=arctanvf（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小 11.5）螺旋副材料为钢对青铜取 =0.09vfv=arctan =arctan0.09=5.14=arctan(nP / d2)=arctan 57.314.v- = 3符合自锁性要求=0.09vfv=5.1457.3符合自锁性要求设计计算项目 计算及说明 计算结果2、螺杆的计算1.2.1 螺杆强度计算1、计算应力机械设计课程作业说明书722ca3 TWAQpa6.4d
7、21MtgTv57.314.v6dW3T1pa8.MMpa1.278.3.24ca Q235 在直径1640mm 时，5s取安全系数 S=5pa45MS故强度符合要求Mpa1.27capa45MS1.2.2 稳定性计算 1、临界载荷取 2(一端固定，一端自由)mdAIi 625.4110.7.502ilsNdQsc0813.57645.2.).24(22、稳定性条件NQc10576机械设计课程作业说明书8故稳定性符5.37.1056.Q3ScsS合要求37.scS设计计算项目 计算及说明 计算结果3、螺母的计算1.3.1 螺纹牙强度1、螺母的基本参数内螺纹大径 D=d+2 =28+20.25=
8、28.5caP=5mm =0.25mm cD=28.5mmmD45.83机械设计课程作业说明书9mD45.8.271)8.61(3 36434Ha.0对于梯形螺纹 b=0.75p=3.75mm青铜螺母 ，取 35MPaMPa43青铜螺母 ，选取b60MPab50螺纹牙受力弯曲力臂 mDl .12-.82、螺母的剪切强度 MPaDbQ58. 81075.3.2143u3满足条件3、螺母的弯曲强度 MPaDbl40.138)1075.3(.286uQ232符合强度要求mD83.674a1b5.MPa58.MPab40.131.3.2 螺母体强度 1、螺母外径校核机械设计课程作业说明书10螺母材料的许用拉伸应力 ，取，选取 40MPaMPab8.492.38.0mDD65.270285.1403).8(Q5632、螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度螺母材料的许用挤压应力MPabp 8056.1)7.51(满足强度要ppMPaD475.81045.81036)(Q232324求。mD65.273MPap80MPap475.8
