机械设计课程作业 千斤顶Word文档格式.docx
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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1/10~1/12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:
托杯选择铸铁(HT200);
5)手柄材料选择:
手柄选择Q235。
(一)螺纹传动设计:
1)计算螺纹中径d2值:
1.计算参数:
ξ的值:
梯形螺纹ξ=0.8
φ的值:
整体式螺母取φ=1.2~2.5
许用压强[P]的值:
18~25MPa
2.计算公式:
d2=ξ(F/ρ[p])^1/2
2)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=28.50mm
3)根据公式计算其它参数:
螺母高度H=ρd2旋合圈数Z=H/P
工作压强P=
<
=[P]
φ=1.6
P=18MPa
d2=23.57mm
H=40.80mm
Z=8.16
P=15.297MPa
4)计算螺纹升角ψ的值:
螺旋副摩擦系数μs为:
0.090.08~0.10
牙型角α=
=
5)计算所得驱动转矩T:
T=T1+T2+T3T1=F
6)计算螺杆所得当量应力σ:
螺杆材料的许用应力[σ]=71~118.333MPa
σ=
≤[σ]
7)计算螺纹牙强度:
材料的许用切应力[τ]:
30~40MPa
材料的许用弯曲应力[σ]b:
40~60MPa
螺纹牙底宽度b=0.65P;
螺杆抗剪强度τ=
<
=[τ];
螺杆抗弯强度
=[
;
螺母抗剪强度τ=
=[τ];
螺母抗弯强度
]。
8)校核螺杆稳定性:
1.计算参数:
螺杆最大工作长度l=280mm;
长度系数μ=2;
E=207000MPa
2.计算公式:
λ=μl/I;
;
Ia=
>
=2.5~4;
9)校核螺杆刚度:
切变模量G=83000MPa;
δ
=FL/EA;
=16T
/πG
=δ
-δ
10)校核螺母台肩强度:
1.计算参数:
=45mm;
[]=75~85MPa;
[]=50MPa;
[τ]=30~40MPa;
2.计算公式:
台肩外径:
=(1.3~1.4);
台肩高度:
a=H/3;
强度校核:
=≤[;
弯曲强度校核:
=≤[];
剪切强度校核:
τ=≤[τ];
11)计算工作效率:
1.计算参数:
轴承效率:
0.96
2.计算公式:
η=(0.95~0.99)/;
(二)手柄的设计计算:
T=Ftan()++=92379N·
m已知千斤顶间歇工作,作用在手柄上的力=250N,手柄长度,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≥19.87mm
取=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=(0.6~0.7)d,得
=16.8~19.6mm,
取=18mm
托杯大端D2=(2.4~2.5)d,
得D2=67.2~70mm
取D2=69mm
托杯小端D1=(1.7~1.9)d,
得D1=47.6~53.2mm
取D1=50mm
凸台高度B=(1.4~1.6)d,
得B=39.2~44.8mm
取B=42mm
托杯高度H=1.2B=50.4mm
托杯厚度取6mm
2.底座选用HT200铸成,厚度应大于6~8mm,现取8mm,斜度取,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p≤2MPa,则外径
D5≥=167.38mm,取D5=170mm
五.公差配合
1.外螺纹小径d3IT8级;
2.外螺纹中经d2IT8级;
3.外螺纹大径d1IT4级;
4.内螺纹小径D1IT4级;
六.总结体会
千斤顶的设计最主要的收获就是螺纹传动的设计方法,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
ψ=
ρ’=
T=-17736.7
(N*mm)
σ=64.306
MPa
b=3.25mm
τ=13.336MPa
=30.77MPa
τ=9.838MPa
=22.70MPa
λ=99.566
Fc=81958.50N
Fc/F=3.2783
=0.00155mm
=61mm;
τa=14mm;
18.78MPa
=21.66MPa
τ=12.64MPa
η=0.329
手柄的长度l为370mm,截面直径为20mm
托杯孔=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
下底面的内径D4=110mm
外径D5=170mm
厚度8mm
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