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1、材料力学课程综合设计作业 设计题目：螺旋千斤顶 单 位：黑龙江科技学院 专业/班级: 机制081班 指导教师：于月民 姓 名：* *号 * *号 * *号 * *号2010年6月17日一、前 言1、课题目的或意义1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法；2、运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题；3、熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。2、设计要求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工艺决定的，必要时才进行强度验算
2、。设计的原始数据是：最大起重量 和起重高度 ，螺杆材料45钢，螺母青铜。滑动速度。设计方案如图1 图 1 螺旋千斤顶 1托杯； 2螺钉； 3手柄； 4档环； 5螺母；6紧定螺钉； 7螺杆； 8底座； 9档环二、千斤顶的设计计算计算及说明结果一、由耐磨性计算1、取（值），为螺母高整体式螺母：剖分螺母：2、计算直径 按耐磨性条件确定螺杆中径根据： ; ；3、查有关手册取标准值根据GB/T5796.2-1986查表：取值。4、计算螺母高 5、计算旋合圈数 6、校核自锁情况（1）.自锁条件为（2）.其中摩擦系数由查表得。（3）.当量摩擦系数（4）.当量摩擦角（5）.校核二、螺杆强度计算1、扭拧力矩对受
3、力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅有关公式，其中扭矩 图2 螺杆受力图 2、许用应力取3、计算 三、螺母螺纹牙强度校核1、弯曲强度 （1）为螺纹牙根部宽度对矩形螺纹对梯形螺纹（2）为工作高度对矩形螺纹和梯形螺纹 （3）为螺母高度，则旋合圈数 （4）许用弯曲应力查表得 青铜螺母（5）计算 2、剪切应力计算 青铜螺母四、按抗磨损能力计算螺母旋合圈数 五、螺母外部尺寸计算如图3，必须计算外径D与凸缘强度而决定。 图3 螺母的结构和尺寸1、 计算 螺母悬置部分受拉伸、扭转，为计算简单，可将增大，再按抗拉强度计算： 故 式中 螺母材料许用拉伸应力， 取： 许用弯曲应力。 2、
4、 按经验公式取（1） 并圆整值。（2）校核凸缘支撑表面上的挤压应力，强度条件为式中螺母材料许用挤压应力查表得。（3）校核凸缘根部弯曲强度，强度条件为即（4）校核凸缘根部剪切强度，强度条件为 式中螺母材料的许用剪切应力，可查得。 六、手柄设计计算 图4 托杯与手柄的尺寸1、确定尺寸手柄的扭矩为 式中旋紧螺纹力矩 接触面摩擦力矩 故 式中 接触面摩擦系数； 应使手柄有效长度为，手作用力通常取（一人连续工作）则 可得(不宜过长) =2.设计手柄直径 由弯曲强度条件得 故 式中为手柄材料的许用弯曲应力 =（1） 选手柄材料（2） 由表得（3） = （4）计算 = 圆整其值七螺杆稳定性校核1计算柔度 (
5、1)长度系数 (2)螺杆最大工作长度l由题已知条件定 (3)螺杆危险截面惯性半径 （mm） (4)计算 受力长度 式中 l工作生程，mm； h托杯高。mm； h铰头高，mm； 预留轴向间隙，取=8mm 2.计算临界载荷 (1) 弹性模量对于钢(2)危险截面惯性矩 (3)计算Q 当时 当时a. 对于的普通碳素钢取 b. 对于的优质碳素钢取 (4)稳定条件安全系数。若不符合此要求，应增大螺纹内径八.其他结构尺寸图5 底座底面尺寸(1)保证托杯的最小壁厚（铸造要求）(2)有一定斜度（）（3）按结构设计画图，定尺寸。（4）校核底面材料挤压强度 式中为底面材料许用挤压应力可查表得。九.传动效率当螺旋转过
6、一周，输入功为此时举重的效功为式中为导程。则效率为螺杆：45钢螺母：青铜 ZCuSn10P1 取=8MPa选梯形螺纹 ()取单头螺纹、梯形螺纹整体螺母取=2取自锁取=60MPa合格螺杆不必计算合格圈合格取取取合格合格合格。取取取45钢取取取按计由在临界值之间，故应按两个公式计取，且取最小值合格三、结 论通过本次螺旋千斤顶的设计，了解了一些基本的机械设计的方法，同时也运用了一些材料力学的知识，也是将理论知识在实践中的进一步应用，例如：在设计过程中，需要对其耐磨性、强度、螺杆稳定性以及材料许用压力的校对等一些基本的材料力学知识。在设计过程中，对于一些自己不了解的内容，学会了去查阅一些相关资料去解决
7、实际问题，同时也尝试着运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题，这样对于提高自身专业素质有很大的帮助。在了解螺旋千斤顶的工作原理的同时，运用所掌握的知识综合起来去解决实际问题，这是在此过程中获得的最大收获。对于一些基本数据的查询，这也是以前没接触到的，这也为以后专业的严密性打下基础。总而言之，通过此次设计我们提高了自身运用知识的能力，懂得了学以致用的道理，为以后的工作奠定了基础。参考文献：1. 王中发 北京理工大学出版社 1998.12. 何铭新 钱可强 高等教育出版社 2008.11任务分工：*：螺杆的设计与计算，螺杆稳定性校核验算，汇总整理。*：螺杆强度计算与校核，螺母旋合圈数的设计和计算。*：螺母螺纹牙强度校核验算，传动效率的计算，结构图的绘制。*：材料收集整理，螺母外部尺寸计算，手柄设计计算，其他结构尺寸的设计计算。 /
