哈工大机械设计大作业设计计算说明书2千斤顶.docx
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哈工大机械设计大作业设计计算说明书2千斤顶
哈尔滨工业大学
机械设计作业设计计算说明书
题目:
设计螺旋起重器
院系:
班号:
姓名:
日期:
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:
表1螺旋起重器的示意图及已知数据
表1
Fq
题号
起重量FQ/kN
最大起重咼度H/mm
1
1b
Fz
3.1.2
40
200
表2
1.选择螺杆、螺母的材料
螺杆采用45#钢调质,由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度;和=600MPa,匚$=355MPa。
螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3(考虑速度低)。
2.耐磨性计算
螺杆选用45#钢,螺母选用铸造铝青铜ZCu25Al6Fe3Mn3,由参考文献[1]表8.11查得
[p]=18~25MPa,人力驱动时[p]值可以加大
20%,则[p]=21.6~30MPa,取[p]=25MPa。
按耐
(1)
H
得H=229=58mm。
d2
查参考文献[2]表11.3取公称直径d=32mm,螺距P=6mm,中径d2=29mm,小径d^25mm,
内螺纹大径D4=33mm。
3.螺杆强度校核
螺杆危险截面的强度条件为
4Fq
d2为螺纹中径。
=arctan=arctan—―63.7679’,”'为螺纹副当量摩擦角,
兀d2Hx29
29o
40000?
严和9
钢对青铜的当量摩擦因数f'=0.08~0.10,取f'二0.09,螺纹副当量摩擦角
宀二arctanf‘二arctan0.09=5.1427。
把已知数据代入T1计算式中,得
5.1427°)=90936N?
mm
(2)
由参考文献[1]表8.12可以查得螺杆材料的许用应力[二]J,其中;「s=355MPa,则
3~5s
[二]=71~118MPa,匚e十],螺杆满足强度条件。
4.
螺母螺纹牙的强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为
式中:
Fq轴向载荷,N;
D4螺母螺纹大径,mm;
Z螺纹旋合圈数,取Z=10;
b螺纹牙根部厚度,梯形螺纹b=0.65p=0.656mm=3.9mm;
[]螺母材料的许用切应力。
代入数据计算得
代入数据计算得
螺母材料的许用切应力匸]b=40~60MPa。
显然二b:
:
:
[二]b,即满足螺纹牙的强度条件。
5.自锁条件
因叩=3.7679,宀=5.1427,因此:
:
:
;^',所以满足自锁条件。
6.螺母外径及凸缘设计
螺纹外径D2:
l.5d=1.532mm=48mm
螺纹凸缘外径D3:
1.4D2=1.448mm=67.2mm,取D3=68mm。
螺纹凸缘厚b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)58mm=11.6~17.4mm,取b=14mm。
图1螺母
7.手柄设计
F为加在手
加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩。
设柄上的力,L为手柄长度,则FL二T,,T2。
=90936NLmm
T=]fF[D-(2~4)]3-(。
12)3
T2fFq22
3Q[D_(2〜4)]-(Dr2)2
式中:
f托杯支承面间摩擦因数;
D-(2~4)、D1见下图。
图2托杯
D=(1.6~1.8)d=(1.6~1.8)32mm=51.2~57.6mm,取54mm。
D^i=(0.6~0.8)d=(0.6~0.8)32mm=19.2~25.6mm,取22mm。
h=(0.8~1)D=(0.8~1)54mm=43.2~54mm,取49mm。
=(0.6~0.8)0=(0.6~0.8)22mm=13.2~17.6mm,取16mm。
Dt=(2.0~2.5)d=(2.0~2.5)32mm=64~80mm,取72mm。
「=10mm,a=8mm,t=8mm。
托杯选铸铁,手柄Q215,摩擦因数f=0.12
1fFQ[D-(2~4)]:
-(D12)2=93888Nmm
3[D-(2~4)]-(D「2)
设F=200N,
F
9093693888mm=924.12mm
取L=250mm,加套筒长
700mm。
手柄直径d—0;b],查教材得
6
[6]s,其中二s=205MPa,则[c]=110MPa。
1.5~2
代入数据计算得得
d手柄
3200924.12
0.1110
=25.6mm
取手柄直径d手柄=26mm。
8.螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值
d3
式中:
J长度系数,对千斤顶,可看作一端固定、一端自由,取J=2;
d3螺纹小径,mm;
l螺杆的最大工作长度,取螺母中部到另一端支点间的距离,则
H螺母
l=200h1l退刀槽
2
l退刀槽指螺杆与手柄座相接处的尺寸,查手册知,I退刀槽=9mm。
手柄直径d手柄二26mm,由结构尺寸经验公式0=(1.8~2)d手柄=43.2~48mm,取=5km
则
丨=(20029509)mm=288mm
对于45#调质钢,当’90时:
因此,满足稳定性要求。
9.底座设计
螺杆下落到底面,再留20~30mm空间,底座铸造起模斜度1:
10,厚度为、:
=10mm。
D5由结构设计确定,D5=120mm。
D4=1.4D5=1.4120mm=168mm。
校核底面的挤压应力:
底面材料选择铸铁HT100,铸件壁厚:
.=30~50mm时,二^80MPa,
[二P]=(0.4~0.5);「b=(0.4~0.5)80MPa=(32~40)MPa。
显然,6十p],满足设计要求。
参考文献
[1]宋宝玉,王黎钦.机械设计。
北京:
高等教育岀版社
[2]宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京:
高等教育岀版社
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