設(shè)計(jì)螺旋起重器(千斤頂)

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1哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題目: 設(shè)計(jì)螺旋起重器( 千斤頂)系別: 機(jī)電工程學(xué)院 班號(hào): 0508109 姓名: 劉大鵬 日期: 2007 年 9 月 29 日 2目 錄一、 選擇螺桿、螺母的材料 3二、 螺桿強(qiáng)度計(jì)算及螺紋參數(shù)確定 3三、 耐磨性校核 3四、 螺紋牙的強(qiáng)度校核 4五、 自鎖條件校核 5六、 螺桿的穩(wěn)定性校核 5七、 螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì) 5八、 手柄設(shè)計(jì) 6十、 各部分尺寸及參數(shù)(不包括螺紋部分) .7十一、 參考資料 .73一、 選擇螺桿、螺母的材料螺桿采用 45 號(hào)鋼正火，由手冊(cè)查得抗拉強(qiáng)度σB=600MPa， σS=480 MPa。由于千斤頂屬于低速重載的情況，故螺母材料用鋁青銅 ZCuAl10Fe3二、 螺桿強(qiáng)度計(jì)算及螺紋參數(shù)確定以 d 表示公稱(chēng)直徑, p 表示螺距, d2表示中徑, d1表示小徑, 表示螺母d?大徑，H 表示螺母高. 取螺紋旋合圈數(shù)為 10.（1）][)16(3)4(221??????TQe式中：T 1—螺紋副摩擦力矩， （2）21tan().dQ?????ψ—螺紋升角 .此處需要用到中徑及螺距，經(jīng)查閱資料,暫按照2arctnpd???d2=29mm， np=60mm 計(jì)算，然后進(jìn)行校核.則:, .26arctnarct0.589prad???3765?即查課本 80 頁(yè)表 5.10,得:=0.09,螺紋摩擦角 f? arctnrta.09.142f??????把已知的值代入（2）式得： 1 94(3765)05.43T Nm??由課本 79 頁(yè)查得螺桿的 ， ，所以取 。5~3][s?MPas80MPa12][?代入（1）式，形成一個(gè)方程，解之，得 =22.72mm1d查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》第 114 頁(yè)，取公稱(chēng)直徑為 32mm, p=6mm, d2=29mm, =25mm， `=33mm.螺紋旋合圈數(shù) z=10,螺母高 H=60.1d?三、 耐磨性校核螺桿選用 45 號(hào)鋼，螺母選用鑄造鋁青銅 ZCUAl10Fe3,選用梯形螺紋，查課本478 頁(yè)表 5.8，得 ，整體式螺母 ，按 2 代入計(jì)算：[]18sPMa?2.06Hd???????????????????2038.][8.02sPQd? 2400.8.26.7[]Qdm???式中：Q—軸向載荷 Nd2—螺紋中徑 mm[p]——許用壓強(qiáng) Mpap—螺距而選擇的 =29，符合條件。2四、 螺紋牙的強(qiáng)度校核螺紋牙危險(xiǎn)截面處的剪切強(qiáng)度式：][??????bdzQ式中：Q—軸向載荷 N—螺母螺紋大徑 mm?z—螺紋旋合圈數(shù)，z=10b—螺紋牙根部厚度，梯形螺紋 b=0.65p=0.65×6=3.90m[τ]—螺母材料的許用剪應(yīng)力，查表 MPa35][??409.83013Pa?????顯然滿(mǎn)足 ][?彎曲強(qiáng)度條件式： 2[]bbQlzd???式中：Q—軸向載荷 N—螺母螺紋大徑 mmd?z—螺紋旋合圈數(shù)，z=10b—螺紋牙根部厚度，梯形螺紋 b=0.65p=0.65×6=3.90m[σ b]—螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表 MPab50][??l—彎曲力臂， 2392dl m???234091.b????7.1MPa顯然滿(mǎn)足 ][b?5螺紋牙的強(qiáng)度滿(mǎn)足條件.五、 自鎖條件校核3.765???.1427??????滿(mǎn)足自鎖條件.六、 螺桿的穩(wěn)定性校核螺桿的柔度值 li???式中： —螺桿的最大工作長(zhǎng)度 l+l 退刀槽120Hh?螺 母H 螺母 =zp=10×6=60 mm假設(shè)手柄直徑為 d 手柄 =25 mm, h1=(1.8~2)d 手柄 =45~50 mm假設(shè)退刀槽長(zhǎng)度為 5mm， 則602+28l m???—長(zhǎng)度系數(shù) ，對(duì)千斤頂，可看作一端固定，一段自由，取 =2? ?—螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑 mmi1256.4dm?891.20.li????對(duì)于 45 號(hào)鋼，取螺桿的臨界壓力 2542 2(.7)6F10573.()8cEIl ??????105314.4c ?滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求.6七、 螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)2321.5.348467.2(0.~)(0~)1~8, b=15m.DdmbH????取八、 手柄設(shè)計(jì)加在手柄上的力需要克服螺紋副之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩和托杯支承面間的摩擦力矩.設(shè) F 為加在手柄上的力，取 , 為手柄長(zhǎng)度。則30FN?L? 21TLF????1905.43TNm?212332 )()]~([??DfQ公式中的編號(hào)見(jiàn)大作業(yè)第 9 頁(yè)圖 b(1.68)(.68)35.~7.6Dd???取 5m1(0.~)(0.~)219?取 2托杯選鑄鐵，手柄選 Q215,則摩擦系數(shù) f=0.12，則 T2=97964.557 Nmm12905.43796.5472.TLmF?????L=L’+D/2=472.2+27.5=499.7, 取 L=550mm手柄直徑 3][1.0bLd???手 柄查大作業(yè) ，查閱手冊(cè)知，2~5.][sb?MPas180??，可取 100.MPab109][?33024.6.[].1bFLd????手 柄取手柄直徑 d=28mm.7九、 底座設(shè)計(jì)螺桿落到底面后，再留 20~30mm,斜度 1:10,厚度應(yīng)大于 8mm.取 10mm.D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，試取 D5=160mmD4=1.4D5=224mm校核底面的擠壓應(yīng)力，,可在混凝土地面的情況下使用.224540.07()16pQMPa????????（ ）底座高為 285，這樣螺桿落到底面后，螺釘?shù)撞烤嗟孛嫔杏?30mm 的空間.十、 各部分尺寸及參數(shù)(不包括螺紋部分)固定擋圈用的螺釘 4.8 級(jí) GB/T5780-2000 M8×20 螺桿頂部固定螺釘 4.8 級(jí) GB/T5780-2000 M8×12緊定螺釘 GB/T71-1985 M6×35手柄長(zhǎng)度 L=550mm 手柄直徑 d=28mm螺桿長(zhǎng)度 260mmD=55mm；D 1=25 mm；D 2=48mm；D 3=67.2mm；D 4=224mm；D 5=160mm(以上數(shù)據(jù)均已在前面的計(jì)算中得出)DT=（2.0~2.5）d=64~80mm ， 取 80mma=8mm；t=6mm，b=(0.2~0.3)H=12~18mm 取 15 mm， = =10mm?1h=(0.8~1)D=44~55mm,取 45mm；h 1=45mm；h 2=0.7 D1 = 17.5mmS=1.8 =18mm?擋圈內(nèi)徑 9mm ，高 5mm底座高 285mm裝配完成后，千斤頂?shù)母叨仍?390~590mm 的范圍內(nèi)升降.各符號(hào)的意義參見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)指導(dǎo)中的圖 2-1 a) 和圖 2-1 b).十一、 參考資料[1] 王知行, 鄧宗全. 機(jī)械原理. 高等教育出版社, 2006, 5: 1～4[2]陳鐵鳴．機(jī)械設(shè)計(jì)．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004．[3] 數(shù)字化手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）V3.0．[4] 王知行．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.[5] 金鈴,劉玉光,李利群．畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖．哈爾濱：黑龍江人民出版社，2005.