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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，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
2、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ZCuSnPbZn5；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
3、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：1825MPa2. 计算公式：d2=（F/p）1/22) 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=28.50mm3) 根据公式计算其它参数：螺母高度H=d2 旋合圈数Z=H/P工作压强P=Fd2hz=P=1.6P=18MPad 2=23.57mmH=40.80mmZ=8.16P=15.297MPa4)
4、 计算螺纹升角的值：1. 计算参数：螺旋副摩擦系数s为：0.09 0.080.10牙型角=30。2. 计算公式：=tan-1Pd2= =tan-1scos/25) 计算所得驱动转矩T：T=T1+T2+T3 T1=Fd22tan（+）6) 计算螺杆所得当量应力：1. 计算参数：螺杆材料的许用应力=71118.333MPa2. 计算公式：=1AF2+34Td127) 计算螺纹牙强度：1. 计算参数：材料的许用切应力：3040MPa材料的许用弯曲应力b：4060MPa2. 计算公式：螺纹牙底宽度b=0.65P;螺杆抗剪强度=Fd1bz =;螺杆抗弯强度b=3Fhd1zb2=b; 螺母抗剪强度=Fdb
5、z=；螺母抗弯强度b=3Fhdzb=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: D0=45mm; p=7585MPa; b=50MPa; =3040MPa;2.计算公式:台肩外径:D3=(1.31.4)D0 ; 台肩高度:a=H/3; 强度校核:p=4FQ(D32-D02) p; 弯曲强度校核:b=MW=1.5FQ(D3-D0)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
6、算公式： =（0.950.99）tan/tan（-）；（二）手柄的设计计算：T= Ftan(+)d22+fz+FQD1+d04=92379Nm已知千斤顶间歇工作，作用在手柄上的力=250N，手柄长度l=TF=92379250=369.52mm，取手柄长度为370mm手柄选用圆截面，直径按弯曲强度计算：取手柄材料为Q235，得dk 19.87mm取dk=20mm（三） 托杯、底座等结构的设计计算：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托杯小端
7、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6mm2.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五.公差配合 1.外螺纹小径d3 IT8级； 2.外螺纹中经d2 IT8级； 3.外螺纹大径d1 IT4级； 4.内螺纹小径D1 IT4级；六.总结体会千斤顶的设计最主要的收获就是螺纹
8、传动的设计方法，从说明书的布局、步骤到螺纹螺杆的设计，考虑各方面的因素从而设计出这个千斤顶，让我体会到了机械人员所要求的严谨，同时也加强了自己电脑作图的能力，机械设计手册及其相应软件的综合应用也是我的一大收获，当然在这过程中还有许多不完善的东西，在以后的作业设计过程中要改正。七参考文献机械设计：濮良贵，纪名刚 主编.高等教育出版社，2001机械原理（第七版）：孙恒 陈作模 葛文杰 主编. 高等教育出版社，2006机械设计实用手册（第二版）：吴宗泽 主编. 化学工业出版社，2003=3.571。=5。19T=-17736.7(N*mm)=64.306MPab=3.25mm=13.336MPab=30.77MPa=9.838MPab=22.70MPa=99.566Fc=81958.50NFc/F=3.2783L=0.00155mmD3=61mm;a=14mm;p=18.78MPab=21.66MPa=12.64MPa=0.329手柄的长度l为370mm，截面直径为20mm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
