1、 机械设计课程作业 -螺 旋千斤顶 机械 05-3 班 050514305 侯 思雷 目录 一 任务 要求 二 结构设计 三 材料选择 四 计算过程 五 公差配合 六 总结体会 七 参考文献 一 任务要求 1） 任务： 1.千斤顶最大起重量为 25KN。 2.最大工作行程 L=200mm，单臂操作。 3.操纵力按 250N 考虑，千斤顶间歇工作。 2）要求： 1.对千斤顶的主要零件进行强度和耐磨性计算。 2.计算千斤顶效率和自锁性。 3.完成千斤顶装配图一张（标注尺寸，列出零件明细表，填写标题栏）。 二 结构设计 1）螺杆设计 1.螺旋传动选择：螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，分为滑动螺旋副
2、，滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单，便于制造，易于自锁，所以螺旋千斤顶选择滑动螺旋副。 2.螺纹类型选择：螺纹类型有矩形，梯形和锯齿 形。千斤顶选择梯形螺纹 、 右旋，以便于制造，为单线螺纹以达到自锁要求。 2）螺母设计 1.螺母螺纹应少于 10 圈 2.根据公式设计螺母高度、外径等 3）手柄和托杯设计 1.根据公式设计手柄长度，直径等并校核。 2.根据公式设计托杯尺寸。 4）底座设计 底座厚度应大于 6mm，斜度在 1/101/12 范围内。 5) 附件设计 附件设计参考其它书籍。 6）结构图示 三 材料选择 1） 螺杆材料选择：螺杆选择 50 号钢； 2） 螺母材料选择：螺母选择
3、 CuSnPbn5； 3） 底座材料选择：底座选择铸铁 （ HT200） ； 4） 托杯材料选择：托杯选择铸铁 (HT200)； 5） 手柄材料选择：手柄选择 Q235。 四 计算过程 （一）螺纹传动设计： 1) 计算螺纹中径 d2 值： 1. 计算参数： 的值：梯形螺纹 =0.8 的值：整体式螺母取 =1.22.5 许用压强 P的值： 1825MPa 2. 计算公式： d2=（ F/ p） 1/2 2) 根据所得 d2 值选择梯形螺纹： 公称直径 d=28mm 螺距 P=5 中径 d2=25.50mm 外螺纹小径 d3=22.50mm 内螺纹大径 D1=28.50mm 3) 根据公式计算其它
4、参数： 螺母高度 H= d2 旋合圈数 =H/P 工作压强 P= Fd2h=2.54; 9) 校核螺杆刚度： 1.计算参数： 切变模量 G=83000MPa； 2.计算公式： LF=FL/EA; LT=16TL2/ Gd1； L = LT- LF; 10) 校核螺母台肩强度 : 1.计算参数 : b=3.25mm =13.336MPa b=30.77MPa =9.838MPa b=22.70MPa =99.566 Fc=81958.50N Fc/F=3.2783 L=0.00155mm D0=45mm; p=7585MPa; b=50MPa; =3040MPa; 2.计算公式 : 台肩外径 :
5、D3=(1.31.4)D0 ; 台肩高度 :a=H/3; 强度校核 :p= 4FQ(D32D02) p; 弯曲强度校核 :b = MW =1.5FQ(D3D0)d0a2 b; 剪切强度校核 : = FQD0a ; 11) 计算工作效率： 1.计算参数： 轴承效率： 0.96 2.计算公式： =（ 0.950.99） tan/tan（ ） ； （二） 手柄的设计计算 ： T= Ftan( + )d22 +f+FQ D1+d04 =92379Nm 已知千斤顶间歇工作，作用在手柄上的力 FT =250N，手柄长度 l = TF = 92379250 = 369.52mm，取手柄长度为 370mm 手
6、柄选用圆截面，直径 dk 按弯曲强度计算： 取手柄材料为 Q235， MPas 235 ， M P asb 5.1172 ，得 dk 19.87mm 取 dk=20mm （三） 托杯、底座等结构的设计计算 ： D3 =61mm; a=14mm; p =18.78MPa b=21.66MPa =12.64MPa =0.329 手柄的长度 l为 370mm，截面 直 径 为20mm 1.托杯材料选用 HT200，尺寸如图所示 托杯孔 D5=(0.60.7)d，得 d0=16.819.6mm， 取 d0=18mm 托杯大端 D2=(2.42.5)d， 得 D2=67.270mm 取 D2=69mm
7、托杯小端 D1=(1.71.9)d， 得 D1=47.653.2mm 取 D1=50mm 凸台高度 B=(1.41.6)d， 得 B=39.244.8mm 取 B=42mm 托杯高度 H=1.2B=50.4mm 托杯厚度取 6mm 2.底座选用 HT200 铸成，厚度应大于 68mm，现取8mm ，斜 度 取 110 ，设 计底 座下 底 面的 内径D4=110mm，通常下底面放置在木板上，故限制其压强 p2MPa，则外径 D54Fqp +D42=167.38mm，取 D5=170mm 托 杯孔d0=18mm 托杯大端 D2=69mm 托杯小端 D1=50mm 凸台高度 B=42mm 托杯高度 H=50.4mm 托杯厚度取6mm 下底面的内径D4=110mm 外径D5=170mm 厚度 8mm
