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1、螺旋起重器器设计一、 螺旋起重器器（千斤顶顶）简介 螺螺旋起重器是是一种简单单的起重装装置，用手手推动手柄柄即可升起起重物。它它一般由底底座、螺杆杆、螺母、托托杯、手柄柄或扳手等等零件所组组成。二、 螺旋起重器器（千斤顶顶）结构与与功能螺旋起重器器结构示意意图如右图图所示。零件1为托托杯，当千千斤顶承受受重载时，由由1直接托住住重物。螺螺母5与螺杆7组成螺旋旋副，同时时，螺母5又与底座8固定联接接，当转动动手柄4时，托杯杯便会随着着螺杆而上上下移动，从从而将重物物托起。紧紧定螺钉6主要是为了了提高了联接可靠靠性。三、 设计题目设计起重量量F = 50 000 ，最大大起重高度度=150 mmm
2、的螺旋旋起重器（千千斤顶）。四、 题目解答1.选择螺螺杆、螺母材料料螺杆采用445钢调质，由由参考文献献2表10.2查得抗拉强度b=6000Mpa， s=3555Mpa。由于速度较较低，螺母母材料用铝铝青铜ZCuAAll0FFe3。2. 耐磨磨性计算 按耐磨性性性条件设设计螺纹中中径d2，对于梯梯形螺纹， 螺杆选用445钢，螺母母用铝青铜ZCuAAll0FFe3，由参考文献3表 5.88 查得MPa，从表5.8注释中可可以查得，人力驱动可提高约20%，则21.6 30MPa，取25MPa。由参考文献3查得，对于整体式螺母系数=1.21.5，取=2。则代入数据，得 =25.3 mm式中：F螺杆所
3、受受轴向载荷荷， N；螺纹中中径，mmm； p螺旋副材材料的许用用压力，MMPa。 查查参考文献献4表 11.5 取公称直直径d =322 mm,螺距P=3 mm,中径=300.5 mm,小径d3（d1）=28. 5 mmm,内螺纹大大径D4=32.5 mm。 33. 螺杆强度度校核螺杆危险截截面的强度度条件为：e = e 式中：F螺杆所所受轴向载载荷，F =50 000 NN； d3（d1）螺纹小径，mm d3（d1）=28. 5 mmm； T1螺纹副副摩擦力矩矩，T1=Ftan (+ ), 为螺纹升角角，=arcttan=arcttan=1.79942；e 螺杆材材料的许用用应力， MPa
4、查参考文献献1表 5.110 .得钢对青青铜的当量量摩擦因数数 f=0.0080.100,取f = 0.09，螺纹副副当量摩擦擦角 = arcttanf = arcttan0.09 = 5.14428。把把已知的值值代入T1的计算公公式中，则则得 T1=50 0000 = 92 7771 NNmme = 86.002 Mpa由参考文献献3表 5.99 可以查得得螺杆材料料的许用应应力=,s=3555 Mppa,=7111188 Mpa，取=955 Mpa。 显然然，e，螺杆满足足强度条件件。 4. 螺母螺纹纹牙的强度度校核 螺母母螺纹牙根根部的剪切切强度为： 式中： FF螺杆所所受轴向载载荷，
5、N,F =50 0000 N；D4 螺母螺纹大大径，mm, D4 =32.5 mm； Z螺纹纹旋合圈数数，Z取10；b螺纹纹牙根部厚厚度，梯形形螺纹b=0.665P=0.665 mmm=1.995 mmm代入数值计计算得 = Mpa =25.13 Mpa查参考文献献3表 5.99 螺母材料料的许用剪剪应力=30040 Mpa，显然， 。满足剪切切强度条件件。螺母螺螺纹牙根部部的弯曲强强度条件为：b= b式中：l弯曲力力臂，l = mm =1 mmm。 其其他参数同同上。代入数值计计算得 bb=Mpa=38.666 Mpa b查参考文献献1表 5.99 得螺母材材料的许用用弯曲应力力 b=400
6、60 Mpa。 取 b=500 Mpa。显然，bb b ，即满满足螺纹牙牙强度条件件。5自锁条条件校核因=1.79422，=5.14427，因此 满足自锁条条件。6. 螺螺杆的稳定定性校核螺杆的柔度度值 =式中：l螺杆的最最大工作长长度，取螺螺母中部到到另一端支支点间的距距离，则ll = 1550 + + h1 + l退刀槽槽 。l退刀槽指指螺杆与手手柄座相接接触处的尺尺寸，查手手册知l退刀槽 = 9 mmm H螺母 =ZP=10=300 mm假设手柄直直径为d1=20 mm,由结构尺尺寸经验公公式 h1=(1.82)d =3640 mm,取h1=38 mm，则 l = 150+115+388
7、+9=212 mmm 长度系系数，对千千斤顶，可可看作一端端固定、一一端自由，取取= 2； dd1螺纹小径，, d1=28. 5 mmm；代入以上数数值得 = =59.5对于45钢钢正火，当当 2.5因此，满足足稳定性要要求。7. 螺母母外径及凸凸缘设计 螺纹外外径 D21.5d=1.5532 mmm=488 mm。 螺纹凸凸缘外径DD31.4 DD2 mm=67.22 mm,取D3=68 mm。 螺纹凸凸缘厚b=(0.20.3)H=(0.20.3)300 mm = 69 mm，取 b=8 mm 。8. 手柄柄设计加在手柄上上的力需要要克服螺纹纹副之间相相对转动的的阻力矩和和托杯支撑撑面间的摩
8、摩擦力矩。设F为加在手柄上的力，取F=300N，L为手柄长度，则 FFL= T1 + T2 式中：T11 螺旋副副螺纹牙间间的摩擦力力矩，Nmm，T1= 92 7771 NNmm； T2螺杆与与托杯底面面间的摩擦擦力矩，Nmm； T2=fFFD=(1.61.8) dd = (1.661.88) 。D1=(00.600.8) d = (00.600.8) F螺杆杆所受轴向向载荷，NN L手柄柄的长度，mm。托杯选铸铁铁，手柄选选Q215，摩擦因因数f0.12，代入计算算得T2= 117 360 NmmL= mm = 700.44 mmm取L=2000 mmm，加套筒筒长500 mm。手柄直径 d
9、手柄查教材可得得：b=，查参考文文献2表10.1，对于45钢，s = 205 MMpa则b=102.55136.7 MPPa,取b=110 MPPa。代入数值计计算得d手柄 mm = 26.733 mm取手柄直径径 d=28 mm 。9. 底座座设计螺杆下落到到地面，再再留20330 mmm的空间，底底座铸造起起模斜度1:10，厚度为10 mmm。D5有结构构设计确定定，D5=103 mmm。D4=1.4 D5=1.44 103 = 1444.2 mm，取取D5 = 144 mm。结构确定后后校核地面面的挤压应应力： p= = =6.299 MPaa底面材料选选择铸铁HT1000，由参考考文献2表 10.33 可知，当当铸件壁厚厚=3050 mm时，b80 MPPa,pp=(00.400.5)显然，pp，满足设设计要求。10.绘制制螺旋起重重器（千斤斤顶）装配配图（见2号图纸）参考文献1 张张锋，宋宝宝玉. 机械设计计大作业指指导书. 北京：高等教育育出版社， 20009. 2 宋宋宝玉. 机械设设计课程设设计指导书书. 北京：高高等教育出出版社， 200063 王王黎钦，陈陈铁鸣. 机械设计计. 4版. 哈尔滨：哈尔滨工工业大学出出版社，20088.4 机机械设计课课程设计手册