机械设计课程作业----螺旋千斤顶机械05-3班050514305侯思雷目录一．任务要求二．结构设计三．材料选择四．计算过程五．公差配合六．总结体会七．参考文献一．任务要求1）任务：1.千斤顶最大起重量为25KN。2.最大工作行程L=200mm，单臂操作。3.操纵力按250N考虑，千斤顶间歇工作。2）要求：1.对千斤顶的主要零件进行强度和耐磨性计算。2.计算千斤顶效率和自锁性。3.完成千斤顶装配图一张（标注尺寸，列出零件明细表，填写标题栏）。二．结构设计1）螺杆设计1.螺旋传动选择：螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，分为滑动螺旋副，滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单，便于制造，易于自锁，所以螺旋千斤顶选择滑动螺旋副。2.螺纹类型选择：螺纹类型有矩形，梯形和锯齿形。千斤顶选择梯形螺纹、右旋，以便于制造，为单线螺纹以达到自锁要求。2）螺母设计1.螺母螺纹应少于10圈2.根据公式设计螺母高度、外径等3）手柄和托杯设计1.根据公式设计手柄长度，直径等并校核。2.根据公式设计托杯尺寸。4）底座设计底座厚度应大于6mm，斜度在1/10~1/12范围内。5)附件设计附件设计参考其它书籍。6）结构图示三．材料选择1）螺杆材料选择：螺杆选择50号钢；2）螺母材料选择：螺母选择ZCuSnPbZn5；3）底座材料选择：底座选择铸铁（HT200）；4）托杯材料选择：托杯选择铸铁(HT200)；5）手柄材料选择：手柄选择Q235。四．计算过程（一）螺纹传动设计：1)计算螺纹中径d2值：1.计算参数：ξ的值：梯形螺纹ξ=0.8φ的值：整体式螺母取φ=1.2~2.5许用压强[P]的值：18~25MPa2.计算公式：d2=ξ（F/ρ[p]）^1/22)根据所得d2值选择梯形螺纹：公称直径d=28mm螺距P=5中径d2=25.50mm外螺纹小径d3=22.50mm内螺纹大径D1=28.50mm3)根据公式计算其它参数：螺母高度H=ρd2旋合圈数Z=H/P工作压强P=Fπd2hz<=[P]φ=1.6P=18MPad2=23.57mmH=40.80mmZ=8.16P=15.297MPa4)计算螺纹升角ψ的值：1.计算参数：螺旋副摩擦系数μs为：0.090.08~0.10牙型角α=30。2.计算公式：ψ=tan−1Pπd2<=ρ‘ρ’=tan−1μscosα/25)计算所得驱动转矩T：T=T1+T2+T3T1=Fd22tan（ψ+ρ‘）6)计算螺杆所得当量应力σ：1.计算参数：螺杆材料的许用应力[σ]=71~118.333MPa2.计算公式：σ=1A√F2+3(4Td1)2≤[σ]7)计算螺纹牙强度：1.计算参数：材料的许用切应力[τ]：30~40MPa材料的许用弯曲应力[σ]b：40~60MPa2.计算公式：螺纹牙底宽度b=0.65P;螺杆抗剪强度τ=Fπd1bz<=[τ];ψ=3.571。ρ’=5。19'T=-17736.7(N*mm)σ=64.306MPab=3.25mmτ=13.336MPa螺杆抗弯强度σb=3Fhπd1zb2¿¿<=[σb¿;螺母抗剪强度τ=Fπdbz<=[τ]；螺母抗弯强度σb=3Fhπdzb<=[σb]。8)校核螺杆稳定性：1.计算参数：螺杆最大工作长度l=280mm；长度系数μ=2；E=207000MPa2.计算公式：λ=μl/I;Fc=π2EIa（μl）2；Ia=π64d12；FcF>=2.5~4;9)校核螺杆刚度：1.计算参数：切变模量G=83000MPa；2.计算公式：δLF=FL/EA;δLT=16TL2/πGd1；δL❑=δLT-δLF;10)校核螺母台肩强度:1.计算参数:D0=45mm;[σp]=75~85MPa;[σb]=50MPa;[τ]=30~40MPa;σb=30.77MPaτ=9.838MPaσb=22.70MPaλ=99.566Fc=81958.50NFc/F=3.2783δL=0.00155mm2.计算公式:台肩外径:D3=(1.3~1.4)D0;台肩高度:a=H/3;强度校核:σp=4FQπ(D32−D02)≤[σp¿;弯曲强度校核:σb=M'W'=1.5FQ(D3−D0)πd0a2≤[σb];剪切强度校核:τ=FQπD0a≤[τ];11)计算工作效率：1.计算参数：轴承效率：0.962.计算公式：η=（0.95~0.99）tanψ/tan（ψ−ρ’）；（二）手柄的设计计算：T=Ftan(ψ+ρ')d22+fz'+FQD1+d04=92379N·m已知千斤顶间歇工作，作用在手柄上的力FT=250N，手柄长度l=TF=92379250=369.52mm，取手柄长度为370mm手柄选用圆截面，直径dk按弯曲强度计算：取手柄材料为Q235，σs=235MPa，[σb]=σs2=117.5MPa，得dk≥19.87mm取dk=20mm（三）托杯、底座等结构的设计计算：1.托杯材料选用HT200，尺寸如图所示托杯孔D5=(0.6~0.7)d，得D3=61mm;τa=14mm;σp=¿18.78MPaσb=21.66MPaτ=12.64MPaη=0.329手柄的长度l为370mm，截面直径为20mmd0=16.8~19.6mm，取d0=18mm托杯大端D2=(2.4~2.5)d，得D2=67.2~70mm取D2=69mm...
