文档介绍：机械设计作业设计计算说明书
题目: 设计螺旋起重器(千斤顶)
系别: 机电工程学院
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目录
一、 选择螺杆、螺母的材料 3
二、 螺杆强度计算及螺纹参数确定 3
三、 耐磨性校核 3
四、 螺纹牙的强度校核 4
五、 自锁条件校核 5
六、 螺杆的稳定性校核 5
七、 螺母外径及凸缘设计 5
八、 手柄设计 6
十、 各部分尺寸及参数(不包括螺纹部分) 7
十一、 参考资料 7
111选择螺杆、螺母的材料
螺杆采用45号钢正火,由手册查得抗拉强度
σB=600MPa, σS=480 MPa。
由于千斤顶属于低速重载的情况,故螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3
螺杆强度计算及螺纹参数确定
以d表示公称直径, p表示螺距, d2表示中径, d1表示小径, 表示螺母大径,H表示螺母高. 取螺纹旋合圈数为10.
(1)
式中:T1—螺纹副摩擦力矩, (2)
ψ—,经查阅资料,暂按照d2=29mm,np=60mm计算,:
,.
,得:
=,螺纹摩擦角
把已知的值代入(2)式得:
由课本79页查得螺杆的,,所以取。
代入(1)式,形成一个方程,解之,得=
查《机械设计课程设计》第114页,取公称直径为32mm, p=6mm, d2=29mm, =25mm,`==10,螺母高 H=60.
耐磨性校核
螺杆选用45号钢,螺母选用铸造铝青铜ZCUAl10Fe3,选用梯形螺纹,,得
,整体式螺母,按2代入计算:
式中:Q—轴向载荷 N
d2—螺纹中径 mm
[p]——许用压强 Mpa
p—螺距
而选择的=29,符合条件。
螺纹牙的强度校核
螺纹牙危险截面处的剪切强度式:
式中:Q—轴向载荷 N
—螺母螺纹大径 mm
z—螺纹旋合圈数,z=10
b—螺纹牙根部厚度,梯形螺纹b==×6=
[τ]—螺母材料的许用剪应力,查表
显然满足
弯曲强度条件式:
式中:Q—轴向载荷 N
—螺母螺纹大径 mm
z—螺纹旋合圈数,z=10
b—螺纹牙根部厚度,梯形螺纹b==×6=
[σb]—螺母材料的许用弯曲应力,查表
l—弯曲力臂,
显然满足
螺纹牙的强度满足条件.
自锁条件校核
满足自锁条件.
螺杆的稳定性校核
螺杆的柔度值
式中:—螺杆的最大工作长度
+l退刀槽
H螺母=zp=10×6=60 mm
假设手柄直径为d手柄=25 mm, h1=(~2)d手柄=45~50 mm
假设退刀槽长度为5mm, 则
—长度系数,对千斤顶,可看作一端固定,一段自由,取=2
—螺杆危险截面惯性半径 mm
对于45号钢,取螺杆的临界压力
满足稳定性要求.
螺母外径及凸缘设计
手柄设计
加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩.
设F为加在手柄上的力,取, 为手柄长度。则
公式中的编号见大作业第9页图b
取
取
托杯选铸铁,手柄选Q215,则摩擦系数f=