机械设计大作业千斤顶Word文档格式.docx

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八、参考资料

螺旋起重器（千斤顶）已知条件：

起重量Fc=40KN最大起重高度H=200mm

二、螺杆、螺母选材

本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。

由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。

查参考文献[2]得cs=355MPa查机械设计表5.9

s

得[],取[c]=110MPa;

cb=600MPa

3~5

由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAI10Fe3查表5.9得螺母材料

的许用切应力[]30~40MPa,取[]=35MPa许用弯曲应力[cb]=40~60MPa,取[cb]=50MPa

托盘和底座均采用铸铁材料。

由耐磨性条件公式:

式中d2螺纹中径，mm;

F――螺旋的轴向载荷，N;

H――螺母旋合高度，mm;

——引入系数，=H/d2；

[p]――材料的许用压强，MPa;

查机械设计表5.8，得[p]=18~25MPa,取[p]=20MPa，对于整体式螺母，

1.2~2.5，取=2.0，那么有d20.8丿一40KN25.3mm。

查参考文献

V2.0*20MPa

[4]表H.5,试取公称直径d=32mm螺距p=6mm中径d2=29mm小径U=25mm内螺纹

大径D4=33mm那么螺母高度Hd?

2.0*2958mm，螺纹圈数

zH589.7,a=2B=30°

。

p6

千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和扭转力矩Ti的作用，这里的扭转力矩是

螺纹副的摩擦转矩Ti。

根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为片哼）[]

didi

对于梯形螺纹该式可化为

di4曽

式中d1——螺杆螺纹的小径（mm）；

[]――螺杆材料的许用应力（MPa）;

F——螺杆所受的轴向载荷（N）;

T1——螺杆所受转矩（N•mm）,T1Ftan（'

）生。

24*1.25*40KN

代入数据，d1.24.06mm

V*110MPa

而选择d1=25mm满足螺杆强度要求。

因为螺母材料强度低于螺杆，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺

母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。

螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：

F

zD4b

式中F――轴向载荷（N）;

D4――螺母螺纹大径（mm）;

Z――螺纹旋合圈数；

b螺纹牙根部厚度（mm）,对于梯形螺纹b=0.65p

代入数据计算

10.64MPa[]

40000

9.3**33*0.65*6

即螺母满足剪切强度要求。

螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为:

式中I弯曲力臂，丨D—空33292mm；

22

其它参数同上。

16.73MPa[b]

3*40000*2

2

9.3**33*（0.65*6）

即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。

由螺纹副自锁条件：

arctanf'

――当量摩擦角（°

）;

n——螺纹线数，n=1;

p——螺纹导程（mm）;

d2螺纹中径（mm）;

f'

――当量摩擦系数,查机械设计表5.10，得f'

=0.08~0.10,取f'

=0.09;

1*6

代入数据arctan3.77

*29

'

arctan0.095.14

因为w'

所以满足螺纹副自锁条件要求。

3.5螺杆的稳定性校核

千斤顶的最大上升高度H=200mn则螺杆的最大工作长度

式中H螺母螺母高度（mm）,H螺母=58mm;

h1符号参见参考文献［1］图3.1;

假设手柄直径为d1=26mm由尺寸经验公式h1=（1.8~2）d1=46.8~54mm取h1=50mm则

L=200+29+50+10.5=289.5mm

则螺杆的柔度

式中

丄4L

id1

长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取

=2；

1

螺纹小径，d1=25mm

那么，由压杆稳定条件

故螺杆满足稳定性要求。

四、螺母外径及凸缘设计

根据经验公式，螺母外径D"

1.5d=1.5x32=48mm;

螺母凸缘外径D3"

1.4D2=1.4x48=67.2mm;

螺母凸缘厚b=（0.2~0.3）H=（0.2~0.3）x58=11.6~17.4mm,取b=15mm

加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩Ti和托杯支撑面间的摩擦力矩T2。

设加在手柄上的力Fi=300N手柄长度为Li,则有FiLi=Ti+T2。

对于Ti和T2，有

TiFtan（'

）d240000*tan（3.775.i4）*-2990929.3N•mm

22

TfF[D（2~4）]3（Di2）3

T222

3[D（2~4）]2（Di2）2

公式中的符号见参考书[i]图3.2和图3.3。

根据经验公式，D（i.6~i.8）d（i.6~i.8）325i.2〜57.6mm取D=55mm;

Di（0.6~0.8）d（0.6~0.8）32i9.2~26.6mn,取D=25mm

托杯材料选择铸铁，手柄选择Q235摩擦因数f=0.i2,则

fF[D（2~4）]3（Di2）30.i2*40000*53’27’

〜*

3[D（2~4）]2（Di2）23532272

那么手柄长度LiT^T290929.399380634.4mm，取Li=200mm加套筒长Fi300

500mm

设手柄所受最大弯曲应力为c，查参考文献［2］表i0.i,s225MPa，查参

3

24.9mm

32*（90929.399380）

X*i25

取手柄直径di=26mm

螺杆下落至底面，再留20〜30mm的空间，底座铸造起模斜度i:

i0，壁厚

i0mm。

由经验公式，S=（i.5~2）=i2~i6mm取S=i6mm各符号见参考书［i］图3.2和图3.3。

D5由结构设计确定，C5=i28mm

D=i.4D5=i.4*i28=i79.2mm。

结构确定后校核下底面的挤压应力：

p

-（D4D5）

4

有结果可知，千斤顶在最大载荷下,

—（179.221282）

可以在木材上使用。

底面材料选择铸铁

HT100，查表得铸铁件壁厚为10~20mm时，b100MPa

[p]（0.4~0.5）b（0.4~0.5）*100（40~50）MPa。

故上表面满足强度要求。

D（1.6~1.8）d（1.6~1.8）*3251.2~57.6mm，取D=55mm

D1（0.6~0.8）d（0.6~0.8）*3219.2~25.6mm，取D1=24mm;

h（0.8~1）D（0.8~1）*5544~55mm，取h=55mrp

h（1.8~2）d1（1.8~2）*2646.8~52mm，取h=50mm

h2（0.6~0.8）D1（0.6~0.8）*2414.4~19.2mm，取h2=18mm

d3（0.25~0.3）D1（0.25~0.3）*246~7.2mm，取d3=6mm

a6-8mm，取a=6mm

t6~8mm，取t=6mm

固定托盘用的挡圈内径8mm,外径26mm,厚5mm；

螺钉GB/T5783-2000AM8X10。

螺杆底部挡圈内径8mm外径34mm厚5mm螺钉GB/T5783-2000AM8X6。

紧定螺钉GB/T71-1985M8X20。

其余铸造圆角，取R=2mm

底座高度为284mm装配后千斤顶的升降范围为414~614mm螺旋起重器（千斤顶）装配图见A3图纸。

[1]张丰，宋宝玉•机械设计大作业指导书•北京：

高等教育出版社，2009.10

[2]宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：

高等教育出版社，2006

[3]王黎钦，陈铁鸣.机械设计.5版.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2010.1

[4]于慧力，张春宜.机械设计课程设计.北京：

科学出版社，2007

⑸刘莹，吴宗泽•机械设计教程.2版.北京：

机械工业出版社，2007.9

⑹金铃，刘玉光，李立群.画法几何及机械制图.哈尔滨：

黑龙江人民出版社，

2003.7