1、Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目：设计螺旋起重器（千斤顶）系别： 班号： 姓名： 日期： Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题 目：设计螺旋起重器设计原始数据：题号 3.1.1起重量 Fq=30 kN最大起重高度 H=180mm一 选择螺杆、螺母的材料螺杆采用 45#调制钢，由参考文献2表 10.2 查得抗拉强度 ，b60 MPa。s35 MPa螺母材料用铝黄铜 ZCuAl10Fe3。二 耐磨性计算螺杆选用 45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜 ZCuAl10Fe3，由参
2、考文献1 表 5.8 查得=1825MPap从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时 值可以加大 20%，则 =21.630MPapp取 。25MPa按耐磨性条件设计螺纹中径 ，选用梯形螺纹，则2d20.8QFp由参考文献1查得，对于整体式螺母系数 =1.22.5，取 。22则 2300.8.819.65QFdmp式中： 轴向载荷，N；QF螺纹中径，mm；2d许用压强，MPa；p查参考文献2表 11.5 取公称直径 mm，螺距 mm，中径 mm，小径28d3P26.5dmm，内螺纹大径 mm。324.5d4.5D三 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：(2)221e 3346QFTd式中：
3、 轴向载荷，N；QF螺纹小径，mm；3d螺纹副摩擦力矩，(3)1T 21tan()QdTF为螺纹升角， ；=2=1326.5=2.0637螺杆材料的许用应力， 。MPa查参考文献1表 5.10 得钢对青铜的当量摩擦因数 ，螺纹副当量摩擦角0.8.1f，取 （由表 5.10 的arctnrta0.8rctan.104.57396f5706注释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值） 。把数据代入(3)式中，得 126.530ta(.375.2)T Nm把数据代入(2)式中，得 2233401650()()7.4.e MPa由参考文献1表 5.9 可以查得螺杆材料的许用应力（4）s4
4、其中 ，则s35 MPa8.75aP显然， ，螺杆满足强度条件。e四 螺母螺牙强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为（5）4QFZDb式中： 轴向载荷，N；QF螺母螺纹大径，mm；4D螺纹旋合圈数，取 ；Z10Z螺纹牙根部厚度，梯形螺纹 ；b .650.3 m1.95 bp螺母材料的许用切应力。代入数据计算得 3017.2128.59MPa查参考文献1表 5.9 螺母材料的许用切应力 ，显然 。304 Pa螺纹牙根部的弯曲强度条件为（6）bb243QFlDZ式中： 轴向载荷，N；QF弯曲力臂，428.561dl m；l螺母螺纹大径，mm；4D螺纹旋合圈数，取 ；Z10Z螺纹牙根部厚度，mm；b
5、螺母材料的许用弯曲应力。数据代入式（6）得 23016.4358.59bMPaa查参考文献1表 5.9 螺母材料的许用切应力 。b0 P显然 ，即满足螺纹牙的强度条件。b五 自锁条件校核因螺纹升角 ，螺纹副当量摩擦角2.06375.1427所以满足自锁条件。六 螺母外径及凸缘设计由经验公式知，螺纹外径 21.5.2m4Dd螺纹凸缘外径 。3 358.,D60m取螺纹凸缘厚 b=(0.20.3)H=(0.20.3)30=6 9mm ，取 b=8mm。七 手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩。设 为加在手柄上的力， 为手柄长度，则FL（7）12T式中：
6、螺纹副摩擦力矩， ；1TNm托杯支承面间的摩擦力矩， 。2 其中 =59971 ，1（8）331222(4)()3QDTfF式中： 托杯支承面间摩擦因数；f轴向载荷，N；QF、 见下图。(24)D148mm。(1.68)(1.68)2 m=(4.850) 50mDd， 取。00.162.2， 取46mm。(.)(.)5 ()4h ， 取。21686.8201D， 取。=(2.02.5)=(2.02.5)28=(4870)，取 56， ， 。10 m a mtQ2150.12f托 杯 铸 铁 ， 手 柄 ， 摩 擦 因 数331222(4)()3DTfF得 。269 Nm取 F=200N，则 ，
7、取 ，加套筒长12597.4628.57m408. 30TLF59971.46+62668.657200 =613.2 2 mL。506 手柄直径（9）30.1bd手 柄手柄材料的许用弯曲应力 （10）s1.52b其中 ，则可取 。设 F=200 Ns205 MPa0MPa数据代入式（9） ，得手柄 3200613.20.1110=22.4 取手柄直径 。24 md手 柄八 螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值 （12）34lid式中： 长度系数，对千斤顶，可看作一端固定、一端自由，取 ；2螺纹小径，mm；3d螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点间的距离，则l（13）11802Hlhl螺 母 退
8、 刀 槽3 m0 ZP螺 母指螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知， 。 l退 刀 槽 9ml退 刀 槽手柄直径 ，由结构尺寸经验公式 ，取24 d手 柄 1(.82)43.8 hd手 柄，则145 mh(180549)m24l数据代入式（12） ，得 3270.ld对于 45 调质钢，当 时：902 21c 234044.5F 8711. .79N 84712.95.30cF因此，满足稳定性要求。九 底座设计螺杆下落到底面，再留 空间，底座铸造起模斜度 ，厚度为 。203 m1:010 m由结构设计确定， 104。5D51D1.4110=154。451. 4 校核底面的挤压应力： 4P22503.64 MPa()(146)QFD400004（ 15421042） =3.64底面材料选择铸铁 ，查参考文献2表 10.3 得铸件壁厚HT10时， ，S=(1.52) mb0 Pa。Pb04.(.45)(450)a显然， ，满足设计要求。P十 参考文献：1 王黎钦，陈铁鸣. 机械设计. 4 版. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20082 宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京:高等教育出版社,20062 王连明，宋宝玉. 机械设计课程设计. 3 版. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2007
