机械课程设计(千斤顶)解剖.doc

《机械设计基础》课程设计 设计计算说明书 设 计 题 目： 螺旋起重器设计 专 业 班 级： 组 号 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 老 师： 成 绩： 年 月 日 浙江科技学院 设计任务书 设计题目：螺旋起重器 螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。图中，螺杆7与螺母5组成螺旋副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺钉6提高了联接可靠性。托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。 这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30％～40％），磨损快，寿命低，传动精度低。 螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。螺母5作为起升时的支承件，常做成整体结构。 螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆7和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。螺杆一般采用梯形牙、右旋、单线螺纹。当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯1的下部安放一推力轴承。 根据所给的参数，设计一简单千斤顶。要求确定主要尺寸、画装配图及主要零件图、编写设计计算书。 已知参数： 序号 起重力 F / kN 起升高度 H / mm 07 20 250 设计任务： 设计计算说明书 1 份 起重器总装配图 1 张 丝杆及底座零件图共 2 张 目 录 1. 螺杆和螺母材料的选择确定……………………………………4 2. 滑动螺旋起重器的设计计算 2.1 耐磨性计算 …………………………………………………4 2.2 自锁性校核计算 ……………………………………………4 2.3 螺杆强度计算…………………………………………………4 2.4 螺母螺纹牙的强度计算………………………………………5 2.5 螺母外径与凸缘的强度计算…………………………………5 2.6 手柄设计………………………………………………………5 2.7底座主要尺寸确定……………………………………………6 3．设计结果与体会 …………………………………………………7 参考文献 ………………………………………………………………8 1.螺杆和螺母材料的选择确定 螺杆材料 ：45钢，调质处理，硬度220-250HBS 螺母材料 ：ZCuA110Fe3 2.滑动螺旋起重器的设计计算 2.1 耐磨性计算 p=F/A=F/3.14 d2 hu=[p] h=0.5(d-D1) u=H/P F----螺杆所受轴向载荷。N d2- -----螺纹中径， mm h--------螺纹工作高度， mm h=0.5(d-D1),d为螺杆大径，D1为螺母小径； u----------螺纹副材料的许用压力，/Mpa.可取[p]=18~25Mpa 对梯形螺纹，h＝0.5P，可演化为设计计算式： d2≥0.8 式中 φ──螺母高度因数，φ ＝ H / d2 ,一般可取φ ＝ 2.5～3.5 d2≥0.8=0.8×19.25=16.8 mm H=φ×d2 =2.5 ×20.5=51.25 mm 2.2 自锁性校核计算 设螺纹升角，当量摩擦角v =arctan（np/3.14d2），v=arctan（f/cos15°） 式中 f为螺旋副材料的摩擦因数 则自锁的条件为≤v 得4.23°，v =5.23° 故自锁符合要求 2.3 螺杆强度计算 起重时螺杆受压和受扭，按第4强度理论计算： ca=(2+32) 1/2=（1/A）[F2+3（T1/WT）2]1/2 ≤【】 式中 A——螺杆螺纹段的危险截面面积，A=（3.14d12）/4 Wt——螺杆螺纹段的抗扭截面系数，Wt=（3.14d13）/16=Ad1/4，/mm3 d1——螺杆螺纹小径。mm F——升起载荷，/N T1——螺杆所受扭矩，T1=Ftan（+）d2/2,/N.mm 【】——螺杆材料的许用应力，【】= /(3～5)