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1、机械设计作业任务书题目： 螺旋起重器（千斤顶）设计原始数据:起重量Q=40KN,最大起重高度H=200mm。1.结构分析人工摇动手柄，手柄带动螺杆转动，螺母固定在基座上，螺杆通过螺旋传动上下运动。托杯位于螺杆上方，与螺杆相连但不随着螺杆转动，托杯直接重物。上挡圈防止托杯脱落，下挡圈防止螺杆由螺母脱落。为了满足以上工作要求，螺杆和螺母以及整体结构必须保证具有足够的强度、耐磨性，能自锁，稳定性合格。2.选择材料和许用应力千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动。螺杆则采用45钢，调质处理；查机械设计手册表得s=360MPa查机械设计表5.9得 =s/（35） 手动可取=100MPa由于螺母与螺杆存在滑动磨损，故
2、采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3；查表5.9得螺母材料的许用切应力为 =35 MPa 许用弯曲应力为 b=50 MPa紧定螺钉、六角螺母均采用标准件。3.耐磨性计算螺纹耐磨性条件：梯形螺纹，h=0.5p,则式中螺纹中径，mm;F为螺旋的轴向载荷，N；H为螺母旋合高度，mm; 为引入系数，H/;p为材料的许用压强，MPa;注： 查机械设计手册可得：=1.8,h=0.5p,p=20MPa;=26.7mm查机械设计课程设计 表11.5由GB/T5796.3-1986得：取 d=34mm，=31mm,=27mm,P=6mm;螺母高度H1=d2=1.8*31mm=55.8mm
3、螺纹圈数z= H1/ P=55.8/6=9.3圈 4.螺杆强度校核梯形螺纹校核条件：式中：螺杆螺纹的小径，mm；螺杆材料的许用应力,MPa;F 螺杆材料所受的轴向载荷，N；=25.2mm 校核通过；5.螺纹牙强度校核式中 螺纹牙根所受的剪切力应力,MPa;螺纹牙根所受的弯曲应力,MPa; 螺纹牙所受的轴向载荷,N; 螺母螺纹大直径,mm;z 螺纹旋合圈数;b 螺纹牙根厚,梯形螺纹b=0.65p=3.9mm,h=0.5p=3mm;h 螺纹牙的工作高度,mm;螺母材料的许用剪切应力,MPa;螺母材料的许用剪切应力,MPa;所以螺纹牙强度满足要求。6.螺纹自锁性校核根据:, 式中: 为螺纹升角,度;
4、 当量摩擦角,度; 螺纹线数; 螺纹导程,mm; 螺纹中径,mm; 当量摩擦系数,查机械设计表5.10得了0.09;所以 ,满足自锁性条件。7.螺杆稳定性校核千斤顶上升的最大限度高度为H=200mm； L=200+H/2+50+h退刀槽 =200+56/2+47+5=280mm式中 螺杆的柔度； 螺杆长度系数；L 工作最大长度，mm; 螺杆螺纹的中径，mm;查机械设计表5.11得：=2.0所以 式中 螺杆稳定的临界载荷，N；2.54所以，螺杆符合稳定性要求。8.螺母外径及凸缘设计根据经验公式设计如下尺寸:对凸缘所受剪切应力和挤压应力校核：;式中 螺母材料的许用剪切应力,MPa; 螺母材料的屈服
5、极限，MPa；查机械设计课程设计，P108 GB/T1176-1987 得=35MPa,=180MPa,=0.8=144MPa。所以螺母具体参数如上图所示。9.手柄设计千斤顶工作时，螺母所受的旋转力矩为T式中F 螺母工作时所受的轴向载荷，N； 为螺纹升角,度; 当量摩擦角,度; 螺纹中径，mm;T=40KN*tan(3.527+4.574)*15.5mm=88.75Nm;手柄所受最大弯曲应力为,人所施力大概为200N。式中：T 手柄所受的弯曲力矩，Nm; 圆柱形手柄的抗弯截面系数，;d 手柄的直径，mm;,L=88.75Nm/200N=0.44375m取0.45m拟定所选材料为Q235,查机械设计手机得:所以手柄的具体参数如下：材料 Q235 长度 L=450mm 直径 d=25mm 。10.底座设计上表面校核 下表面校核 选定底座材料为HT200查机械设计课程设计表P104 GB/T9439-1988 得=195MPa所以上下两表面均满足挤压要求。显然底座稳定性无需校核。11.参考文献1 陈铁鸣主编.机械设计.第3版.：哈尔滨工业大学出版社，20032 王连明，宋宝玉主编.机械设计课程设计.修订版. ：哈尔滨工业大学出版社，20033 成大先主编.机械设计手册.第一版.化学工业出版社，2000
