機械設(shè)計大作業(yè)二

1、Harbin Institute of Technology課程設(shè)計說明書（論文）課程名稱： 機械設(shè)計 設(shè)計題目： 螺旋起重器（千斤頂） 院 系： 能源學(xué)院 班 級： 1302201 設(shè) 計 者： 吳有訓(xùn) 學(xué) 號： 1130220129 指導(dǎo)教師： 張 鋒 設(shè)計時間： 2015年10月17日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)目錄設(shè)計任務(wù)書1一 設(shè)計題目3二材料選取3三 耐磨性計算3四 螺桿強度校核4五螺母螺紋牙的強度校核4六自鎖條件校核5七 螺桿的穩(wěn)定性校核6八 螺母外徑及凸緣設(shè)計6九 手柄設(shè)計7十 底座設(shè)計8十一 部分參數(shù)8十二 參考文獻9哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 姓 名： 院 （系）： 專 業(yè)： 班 號

2、： 任務(wù)起至日期： 年 月 日至 年 月 日 課程設(shè)計題目： 已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求： 工作量： 工作計劃安排： 同組設(shè)計者及分工： 指導(dǎo)教師簽字_ 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字_ 年 月 日*注：此任務(wù)書由課程設(shè)計指導(dǎo)教師填寫。81 設(shè)計題目設(shè)計起重量FQ=50KN，最大起重高度H=150mm的螺旋起重器（千斤頂）。二材料選取考慮梯形螺紋有標(biāo)準(zhǔn)化（參見GB/T 13576.3-1992），易于加工生產(chǎn)，且具有較好的自鎖性能，故本千斤頂設(shè)計采用梯形螺紋螺旋傳動。由于螺桿承受載荷較大，而且是小截面，故選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。查參考文獻2表10.2得抗拉強度=355MPa, =60

3、0MPa。由于千斤頂屬于低速重載的情況，且螺母與螺桿之間存在滑動磨損，故螺母采用強度高、耐磨、摩擦系數(shù)小的鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3。托盤和底座性能要求不高，均采用可鑄性能較好的鑄鐵材料。3 耐磨性計算螺桿采用45#鋼，螺母選用鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3，查參考文獻1表5.8得，從表5.8的注釋中可以查得，人力驅(qū)動時p值可增大20%，則。取。按耐磨性條件選擇螺紋中徑，選用梯形螺紋。由參考文獻1查得，對于整體式螺母系數(shù)，取 =2。則由耐磨性條件公式：式中 螺旋的軸向載荷，N； 螺紋中徑，mm；材料的許用壓強，MPa；查參考文獻3表11.5，取第一系列公稱直徑，螺距，中徑，小徑，內(nèi)螺紋大徑。

4、4 螺桿強度校核千斤頂螺桿危險截面受軸向力和扭轉(zhuǎn)力矩T1的作用，這里的扭轉(zhuǎn)力矩是螺紋副的摩擦力矩T1。根據(jù)第四強度理論，螺桿危險截面的強度條件為： -式中：螺桿螺紋的小徑，mm； 螺桿材料的許用應(yīng)力，MPa; 螺桿所受的軸向載荷，N， 螺桿所受轉(zhuǎn)矩，N·mm，由參考文獻1表5.10查得鋼對青銅的當(dāng)量摩擦因數(shù),取，螺紋副當(dāng)量摩擦角，把已知的值代入計算公式中，則得：由參考文獻1表5.9可以查得螺桿材料的許用應(yīng)力，得顯然，螺桿滿足強度條件。五螺母螺紋牙的強度校核螺母螺紋牙根部剪切強度條件為： 式中 軸向載荷，N； 螺母螺紋大徑，mm; 螺紋旋合圈數(shù)，Z取10； 螺紋牙根部厚度，mm，對于梯

5、形螺紋 代入數(shù)值計算得： 查參考文獻1得螺母材料的許用切應(yīng)力,顯然，即螺母滿足剪切強度要求。螺母螺紋牙根部的彎曲強度條件為： 式中l(wèi)彎曲力臂其他參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)計算： 查參考文獻1表5.9得螺母材料的許用彎曲應(yīng)力顯然，即螺母螺紋牙滿足彎曲強度要求。六自鎖條件校核因，因此滿足自鎖條件。7 螺桿的穩(wěn)定性校核螺桿的柔度值： 式中 長度系數(shù)，對本千斤頂，看做一端固定、一端自有，則可取=2； 螺桿的最大工作長度，取螺母中部到另一端支點間的距離，則指螺桿與手柄座相接處的尺寸，查手冊知，=9 mm。為利于持握，假設(shè)手柄直徑為，由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗公式取 ，則 螺紋小徑， 代入以上數(shù)據(jù)計算：對于45#調(diào)制鋼，當(dāng)時

6、，此時螺桿穩(wěn)定的臨界載荷Fc為：故螺桿滿足穩(wěn)定性要求。8 螺母外徑及凸緣設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗公式：螺母外徑；螺母凸緣外徑，??；螺母凸緣厚，取。9 手柄設(shè)計加在手柄上的力需要克服螺紋副之間的摩擦阻力矩T1和托杯支撐面間的摩擦力矩T2。設(shè)加在手柄上的力F1=300N，手柄長度為L，則有F1 L = T1 + T2。對于T1和T2，有：公式中的符號見參考文獻4。根據(jù)經(jīng)驗公式，mm,??；mm，取。托杯材料選擇鑄鐵，手柄選擇Q215，摩擦因數(shù),則代入數(shù)據(jù)得：那么手柄長度，取=200mm,加套筒長500mm。手柄直徑，根據(jù)參考文獻1，由參考文獻2表10.1，則，取。代入數(shù)據(jù)計算得取手柄直徑。10 底座設(shè)計螺桿下落至底面，再留左右的空間，底座鑄造起模斜度1:10，壁厚。由經(jīng)驗公式，,取。由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定，； 。結(jié)構(gòu)確定后校核下底面的擠壓應(yīng)力： 底面材料選擇鑄鐵HT100，查表得鑄鐵件壁厚為時，。顯然，底面強度滿足設(shè)計要求。11 部分參數(shù)，??；，??；，取；，?。?，?。?，??；,取；，取；，取；，??；，取。12 參考文獻1 張鋒,古