机械设计课程大作业1 螺旋千斤顶设计说明书.docVIP

机械设计课程大作业 螺旋千斤顶设计计算说明书 院 系 专业年级 设 计 者 学 号 指导老师 1 螺杆的设计与计算 1.1 螺杆螺纹类型的选择 螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。 梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙行角，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。矩形螺纹牙强度低，锯齿形螺纹牙为不等腰梯形，加工成本高。故选用梯形螺纹，它的基本牙形按GB/T5796.1-2005的规定。 1.2 选取螺杆材料 螺杆材料要有足够的强度和耐磨性，一般用45号钢，经调质处理，220~250HBS。 螺母材料除要有足够的强度外,还要求在与螺杆材料配合时摩擦因数小和耐磨,可用ZCuAl10Fe3、ZCuAl10FeMn2等。此处选用45钢。 确定螺杆直径 按耐磨性条件确定螺杆中径d。求出d后，按标准选取相应公称直径d、螺距P及其它尺寸。 根据规定，对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，卫视受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取1.2～2.5，此处取1.4。螺杆--螺母材料分别为钢—青铜，滑动速度为低速,得许用压力[p]为18～25MPa。取[p]=20MPa，F=25kN。d0.8=0.8≈23.9 mm 查表，取得： d=28mm P=5mm, d=D=25.5mm D=28.5mm d=22.5mm D=23.0mm 1.4 自锁验算 滑动螺旋起重器必须保证可靠的自锁性,自锁的条件为: = arctan 为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1。 式中： --螺纹升角； f --螺旋副材料的摩擦因数,此处取f=0.1； 牙型半角，=/2=15 = arctan= arctan= arctan=3.57 = arctan= arctan=5.91 故， =3.57－1=4.91 所以自锁性可以保证。 式中： s—导程 n—螺纹的螺纹线 求圈数 u=H/P= d/P=1.4×25.5/5=7.14＜10 所以满足要求，取圈数u=8 1.6螺杆强度计算 对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆 的强度。 其中扭矩 (+)×=25×10N×tan(3.57+5.91)×=52.22Nm 式中：(为螺纹中径处升角，为当量摩擦角。 查手册，45钢=355MPa，安全系数3~5，取3 [(]===128.33MA 由上得，d1=mm，故，满足要求。 1.7稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 F / F ( 2.5 ~ 4 螺杆的临界载荷Fcr与柔度λs有关，λs=( l/i，(为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取，i为螺杆危险截面的惯性半径，危险截面面积，则 (I为螺杆危险截面的轴惯性矩) 当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。 1.7.1计算柔度 （1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I和i I== = （2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度l l＝H+=250+40.5=290.5mm (3) 计算柔度 查教材，取2(一端固定，一端自由) 查手册表，E取200GPa 1.7.2稳定性计算 （1）计算临界载荷Fcr (2) 稳定性计算 2. 螺母设计与计算 螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。 此选青铜 2.2确定螺母高度H(及螺纹工作圈数u 螺母高度d2=1.4*25.5mm=35.7mm，螺纹工作圈数，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u( = u+1.5(u(应圆整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10。 d2=1.4*25.5mm=35.7mm 2.2.2螺纹工作圈数u u( = u+1.5 =8.64 u(应圆整, u( 2.2.3 螺母实际高度H( H(= u(P=9×5=45mm 2.3校核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图。必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：； 螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为 （b——螺纹牙根的厚度，且b=0.65P；D——螺母的螺纹大径；