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1、装订位置题目：螺旋千斤顶的设计与计算机械 系 机制 专业 2011 级（3）班设计者：吴胜 021*指导教师：陈亮完成日期：2013.10.10精选装订位置目录一、目的3二、题目及方案3三、受力简图4四、计算内容4五、程序.9六、参考文献12精选装订位置一、目的：1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计方法；2、初步学会综合、运用所学过的知识，解决实际问题，培养独立工作能力；3、熟悉有关设计资料，学会查手册。二、题目及方案：设计一个螺旋千斤顶，要求满足以下原始数据：最大起重量 F（KN）最大起重高度 H（mm）手柄施加力 Fp（N）52220200精选装订位置三、受力简图：F托杯Fh1HH轴力图Lp
2、：手柄有效长度；T：施于手柄的力矩；T1：克服螺纹副中的摩擦力矩；FpLpTT2T1扭矩图T2：克服托杯与支承面间的摩擦力矩。四、计算内容：精选装订位置计算及说明1 1选择螺杆和螺母的材料选择螺杆和螺母的材料螺杆：45螺母：ZCuA19Fe4Ni4Mn2（铝青铜）结论螺杆小径:d1=29mm螺杆大径:2 2螺杆的设计计算螺杆的设计计算(1)选择螺杆的牙型（梯形）(2)按强度计算螺杆的小径 d（1d112.5Fd=36mm螺杆中径:）d2=33mm螺纹大径:D=37mm螺距:ss，s=35，s=355MPa，s=3，则118.3MPaFd11.25=1.2552KN=26.2mm118.3MPa
3、取d1=29mm，则 d=36mm，内螺纹大径 D=37mm，螺纹中径d2=33mm，螺距 P=6mm。P=6mm(3)验算自锁性f V arctancos螺 纹 升 角215,；其中3.31小于5.32由表 5-12 得 f=0.080.10，取 f=0.09则有 arctanf0.09 arctan5.32，coscos15满足自锁条p3.31 5.32，螺纹升角 arctan满足自锁条件。件。d2精选装订位置(4)验算螺杆的稳定性稳定条件：Fcr/F3.552EI其中,临界载荷Fcr，2(l)千斤顶一端固定，一端自由，则 2，E 2.06105MPa，I d1464FcrF 7.067
4、5由l h1 HH；h1(1.8 2)d1，取中间值 1.9，2h11.9d11.92955.1mm，取整得h156mmH 可由螺母的设计计算得出。则可算出螺杆长度：l h1 HH=56+220+H/2=301mm，222543.14 2.0610 3.1434EI则有Fcr=367.5KN,22(l)64(2301)所以Fcr367.5 7.0675，满足要求。F52满足稳定性条件3 3螺母的设计计算螺母的设计计算(1)根据耐磨性定出螺母的高度 HHFPd2hp梯形螺纹工作高度 h=0.5p=0.56mm=3.0mm由机械设计表 5-12 得钢-青铜滑动螺旋副低速下的许用压力p=1825MP
5、a,取p=20MPa，精选装订位置FP52KN 6=0.050m=50.0mm.取 H=50mmd2hp333.020M螺母高度H=50mm旋合圈数 u=H/P=50/6=8.3310.满足条件。校核H/d2=50/33=1.52.在 1.22.5 之间，满足条件。旋合圈数u=8.3310=1.52在1.22.5 之间(2)校核螺纹牙的剪切强度F3Fh剪切强度，弯曲强度bb2DbuDb u螺母大径 D=37mm螺纹牙根厚度 b=0.634p=0.6346mm=3.804mm.取 b=4mm螺纹工作高度 h=0.5P=0.56mm=3.0mm,则剪切强度:剪切强度13.43MPa 52KF=13
6、.43MPa=3040MPaDbu3.143748.33弯曲强度：b3Fh=2Db u352K 3.0弯曲强度=40 30.22MPab3.1437428.33b30.22MPa60MPa螺纹牙满足强度要求。b4 4手柄的设计计算：手柄的设计计算：(1)选择材料选用 Q235 材料螺纹牙满足强度要求精选装订位置(2)计算手柄的总长度 LT1T2L Lp D/2，其中：Lp，FpT1=F手柄总长L=1521mm33d2tan()=52K tan(3.315.32)=1.30105Nmm，22D03d031T2fF2,f=0.120.15，取 f=0.14,D0=D-(12)mm，23D0d0D=
7、（1.61.8）d,取 D=1.7d=1.736=61.2mm，取整为 D=62mm，则D0=60mm,d0 D1(1 2)mm，D1(0.6 0.8)d,D10.7d 0.736 25.2mm，取整得D1=26mm，则d0=28mm，D03d03116032835T2fF20.1452K 1.6710 N mm2223D0d0360 28T T2Lp1Fp(1.301.67)105=1485mm200手柄总长L Lp D/2=1485+72/2=1521mm（3）计算手柄的直径 dp把手柄看成是悬臂梁，然后按弯曲强度计算直径dp3手柄直径dp=28mmdp=则：3FpLp，其中b=150MP
8、a0.1bdp=FpLp3200152127.27mm，取整 dp=28mm=0.11500.1b传动效率=0.16735 5计算传动总效率计算传动总效率精选52K 6FP=2(T1 T2)23.14(1.301.67)105=0.1673五、程序include#include#define PI 3.1415926floatA175=15.5,20,20.5,18,4,16.5,22,22.5,19.5,5,18.5,24,24.5,21.5,5,20.5,26,26.5,23.5,5,22.5,28,28.5,25.5,5,23,30,31,27,6,25,32,33,29,6,27,34
9、,35,31,6,29,36,37,33,6,30,38,39,34.5,7,32,40,41,36.5,7,34,42,43,38.5,7,36,44,45,40.5,7,39,48,49,44,8,41,50,51,46,8,43,52,53,48,8,45,55,56,50.5,9;double F,H1,Fp;double d1,d,D,d2,P;double H2,u,Fcr,jq,wq,Lp,L,dp,xl;double st,mct=5.14;void part1(int i);void part2(int i);void show(int i);void main()int i
10、=0,j=0;printf(螺纹参数数组已输入n);printf(输入原始数据 F(KN):);scanf(%lf,&F);printf(输入原始数据 H(mm):);scanf(%lf,&H1);printf(输入原始数据 Fp(N):);scanf(%lf,&Fp);double temp=F/101000;d1=1.25*1000*sqrt(temp);part1(i);void part1(int i)if(d1=Ai0)精选d1=Ai0;d=Ai1;D=Ai2;d2=Ai3;P=Ai4;double temp=PI*d2;temp=P/temp;st=atan(temp)*doubl
11、e(180)/PI;if(st=mct)part2(i);elsepart1(+i);elsepart1(+i);void part2(int i)/计算螺母高度 H,u 及有关尺寸公式H2=F*1000*P/(PI*d2*0.5*P*24);H2=int(H2+0.5);u=H2/P;/计算 Fcrdouble temp=2*(1.9*d1+H1+H2/2);Fcr=PI*PI*2.06*pow(10,5)*PI*pow(d1,4)/(64*pow(temp,2);/8.93*104/剪切强度 jq,弯曲强度 wqtemp=0.634*P;jq=F/(PI*D*temp*u);wq=3*F*
12、0.5*P/(PI*D*u*pow(temp,2);/计算手柄长度 Ldouble T1,T2;double D0,d0;D0=1.7*d-1;d0=0.7*d+1;temp=(pow(D0,3)-pow(d0,3)/(pow(D0,2)-pow(d0,2);T1=F*d2/2*tan(st+mct)/double(180)*PI);T2=0.13*F*temp/3;Lp=(T1+T2)/Fp;L=int(Lp*1000+D/2+0.5);/计算手柄直径 dptemp=Fp*Lp*1000/(0.1*150);dp=pow(temp,1.0/3);if(Fcr/(F*1000)3.5)part
13、1(+i);else/计算总效率 xl精选xl=F*P/(2*PI*(T1+T2);/输出show(i);void show(int i)int j;for(j=0;j5;j+)printf(%.1f mm,Aij);printf(n=%.2lf nv=%.2lf nFcr=%.2lfN nH=%.2lfmm nu=%.2lfn,st,mct,Fcr,H2,u);printf(Fcr/F=%.2lf n=%.2lfMPa nb=%.2lfMPa nL=%0.2lfmmdp=%.2lfmm n=%.2lf%n,Fcr/(F*1000),jq*1000,wq*1000,L,dp,xl*100);程序输入数据，其结果如下：程序运行结果与笔算结果比较：17.67 16.73100%5%，产生原因为笔算17.67过程考虑了便于加工等因素，进行了取整、圆整等。精选参考文献参考文献1 濮良贵,纪名刚.机械设计.8 版.北京 高等教育出版社，2006.2 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.3 版.北京：高等教育出版社，2006.3 潘沛霖，陈秀，严国良等.机械设计课程设计图册.3 版.北京：高等教育出版社，1989.精选