哈尔滨工业大学机械设计大作业(DOC).pdf

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）题目设计螺旋起重器系另机械设计制造及其自动化I班号姓名日期哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：设计螺旋起重器设计原始数据:螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可提升重物它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄、或扳手等零件所组成已知数据：起重量：50kN最大起重高度：150mm哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）一、设计题目 二、螺母、螺杆选材 三、螺杆、螺母设计计算四、螺母外径及凸缘设计 五、手柄设计 六、底座设计-2-2七、其余各部分尺寸及参数 八、参考资料-7-73.1 耐磨性计算-3.2 螺杆强度校核3.3 螺纹牙强度校核3.4 螺纹副自锁条件校核3.5 螺杆稳定性校核哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量FQ=50KN,最大起重高度H=150mm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3表10.2得（T s=355MPa, c b=600MPa查参考文献13 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,查参考文献1表5.9得螺母材料的许用切应力叮=30 - 40MPa,取T=35MPa;许用弯 曲应力cb=4060MPa,取cbos=50 MPa托盘和底座均采用铸铁材料。

螺杆、螺母设计计算3.1耐磨性计算由耐磨性条件公式:PsA 兀 d2也旧兰p对于梯形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为:d0.-rp式中螺纹中径，mm;d2F -螺旋的轴向载荷，N;H -螺母旋合高度，mm;中一一引入系数，中=H/d2；p材料的许用压强，MPa;查机械设计表5.8，得p=1825MPa，人力驱动p值可增大20%,则p=1825MPa取p=25MPa，对于整体式螺母，中=1.2 2.5 ，取中=2.0，那么有d2二0.8J2 0 0KMP = 25.3mm查参考文献4表H.5,试取公称直径=36mm,螺距p=6mm,中径d2=33mm,小径d1=29mm,内螺纹大径D4=3753.2螺杆强度校核哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）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CT =笙2）2+3（吧）crY 兀 d1兀 d1对于梯形螺纹该式可化为d4*1.25i F式中di -螺杆螺纹的小径（mm）；b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),. =F tan 伴 + P)2代入数据，di訝“1-25*50 KN = 26.90mmV兀*110 MPa而选择di=29mm,满足螺杆强度要求。

3.3螺纹牙强度校核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，故只校核螺母螺纹牙强度螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：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Z取牙根部厚度（mm），对于梯形螺纹b=0.65p代入数据计算50000T = -= 11.03MPa 110* 兀 *37*0.65*6 即螺母满足剪切强度要螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为：% = 3F|z 沢2D2 2.5F 50000 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1.5d=1.5 X 36=54mm;螺母凸缘外径De 1.4D2=1.4 X 54=75.6mm;螺母凸缘厚b=(0.20.3)H=(0.20.3) X 60=1218mm取b=15mm五、手柄设计Li= T1+ T2对于Ti和T2,有33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=250N手柄长度为Li，则有FiTF tan(中 + P) =50000* tan(3.31 +5.14)*=122561N-mm2T32 _ fF D -(24)(D1+2)33D-(24)2(Dj+2)2公式中的符号见参考书1图3.2和图3.3。

根据经验公式，D = (1.6 1.8) d = (1.61.8) X 36 = 57.6 64.8mm取D=60mm;Di= (0.6 - 0.8)d = (0.6 - 0.8)天36 = 21.6 28.8 mm取D=24mm哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文)托杯材料选择铸铁，手柄选择Q215摩擦因数f=0.12,贝UT fF D (24) (D1+2)0.12*50000 + 56 27丁2 = -七X e-* -=129566N mm223 D-(24) -(Dj+2)356 -2723333哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）那么手柄长度 L,中丁Fi2 =129566250 +122561 = 1008mm，取L1=300mm,加套筒长800mm设手柄所受最大弯曲应力为（T，查参考文献2表10.1,6 =225MPa,查参考文献3,1.5 2则手柄直径di应满足32 TbbWJy兰kb，转化为:TgT23d15打(1+)严垂匸逐 西=27.4mm兀】兀 *125取手柄直径d1=28mmo八、底座设计螺杆下落至底面，再留2030mm的空间，底座铸造起模斜度1:10,壁厚 6 =10mm。

由经验公式，S=（1.52戶=1216mm,取S=16mmo各符号见参考书1图3.1和图3.2D5由结构设计确定，D5=128mmoD4=1.4D5=1.4*128=179.2mm,取D4=180结构确定后校核下底面的挤压应力：F50000-= - =3.97 MPabp=兀222兀222-(D4D5)4-(180 -128 )4cTp =(0.4-0.5)% =(0.4-0.5)*100 = (40 50)MPa显然，bpwbp，底面强度满足设计要求七、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书1图3.2和图3.3）DT =(2.02.5)d =(2.02.5)*36 =7290mm，取DT =80mm；D =(1.61.8)d =(1.61.8)*36 =57.6 64.8mm，取D=60mm；Di=(0.60.8)d =(0.60.8)*36 =21.6 28.8mm，取D1=24mm;D2 =1.51.5*36 =54mm，取D2 =54mm;D3 =1.4D2=1.4*54 = 76.5mm，取D3 =76.5mm;得tb =s _，贝ukb=112.5150MPa取bb1=125MPa哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）h =(0.8 1)D =(0.8 1)*60 =48 60mm，取 h=56mm；=(1.82)d(1.82)*28 =50.456mm，取h=54mm；h(0.60.8)D(0.6 0.8)* 214.4 19.2mm, 取h=18mm；d3= (0.25-0.32 =(0.25 0.3) *24=6 7.2mm, 取da=6mm；asz68mm，取a=8mm；t sz 6 8mm，取t =8mm。

固定托盘用的挡圈内径8mm，外径38mm，厚5mm;螺钉 GB/T5783-2000A M8? 16部挡圈内径8mm，外径38mm，厚5mm;螺钉 GB/T5783 - 2000A M8X16紧定螺钉GB/T71-1985 M8 X 20其余铸造圆角，取R=4mm底座高度为240mm螺旋起重器（千斤顶）装配图见A2图纸八、参考资料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，2009.102宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，20063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，2010.14于慧力，张春宜.机械设计课程设计.北京：科学出版社，2007刘莹，吴宗泽.机械设计教程.2版.北京：机械工业出版社，2007.9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螺杆底。