千斤顶设计说明书

3
1270m m
L p 1270m m
所以手柄的总长度
L Lp
D 2
1270
6 1 .2 2
1 3 0 1m m
，
L 1 3 0 1m m
注：若 L 超过千斤顶总高度时，手柄应分段。 3）计算手柄的直径 d p 由 [ b ] 1 5 0 M P a ， L p 得手柄的直径
3) 定螺距 P，查出标准螺距 P 及螺杆螺纹小径 d 1 、中径 d 2 、大径 d 、螺母螺 纹大径 D 由螺杆螺纹小径 查表可得
P 6mm P 6mm
d 1 =29mm，
d 2 33m m
d 36m m
，
，d2
V
33m m
，d
36m m
，D
37 m m
D 37 m m
手柄材料选 Q235
， D1
0 .7 d 0 .7 3 6 2 5 .2 m m D 0 D 1 6 0 .2 m m
，
d 0 D 1 1 .5 2 6 .7 m m
，
f 0 .1 3
，
求得克服螺纹副中的摩擦力矩
T1 F d2 2 ta n ( V ) 4 8 1 0 3 3 0 .5 ta n (3 .3 1 4 .7 3 ) 1 1 2 1 0 N m m
3 3
求得克服托杯与支承面间的摩擦力矩
T2 1 3 fF D0 d 0
3 3 2
D0 d 0
2

1 3
0 .1 3 4 8 1 0
3
6 0 .2 2 6 .7
3
3 2
6 0 .2 2 6 .7
2
142 10 N m m
3
求得手柄有效长度
Lp T1 T 2 Fp (1 1 2 1 4 2 ) 1 0 200
V arctan
f co s arctan 0 .0 8 co s 1 5
0
4 .7 3 0 .8 3
0
V 0 .0 8 3
V
且
V
,满足自锁条件。
/ F 3 .5, 5
H 2 2 7 6 .5 m m
5) 验算螺杆的稳定性： Fcr 由螺杆工作长度 l
4) 验算自锁性： 由牙型的牙侧角

2
15
0
，接合面的摩擦系数
f 0 .0 8
，线数 n
1
求得螺杆螺纹升角
a rc ta n
np a rc ta n 1 6 3 .1 4 3 3 3 .3 1 0 .0 5 8
0
0 .0 5 8
d2
当量摩擦角
h1 2 d 1 5 8 m m
h1 H '
，其中 H
' 200m m
，H
5 1m m
，
，
求得螺杆的临界载荷
F cr
EI
2
( l)
2

3 .1 4 2 .0 6 1 0 1 0
2 5
6
( 2 2 8 3 .5 1 0
Fc r F
3
)
p 18M Pa
求得螺母高度
H FP 48 10 6 10
3 3
d 2h p
51 33
3 .1 4 3 3 1 0
H P
3
3 10
3
18 10
6
5 1m m
H 5 1m m
1 .5 4
且

H d2
1 .5 4
结论：
螺杆选取 40Cr， 螺母选择 ZCuAl9Fe4N i4Mn2
使用梯形螺 纹

s
4
1 9 6 .2 5 M P a
，
所以螺杆螺纹的小径
d 1 1 .2 5 F 1 .2 5 48 10
3 6

1 9 6 .2 5 1 0
1 5 .6 m m
d 1 1 5 .6 m m
lp=(t1+t2)/FP; l=lp+1.7*d/2; /*计算手柄长度 L*/ g=FP*lp/(0.1*150); q=1.0/3.0; dp=pow(g,q); for(;Fcr/F<3.5||Fcr/F>5;) /*检验 Fcr/F3.5*/ {goto loop;} j=1;} n=1000*F*P/(2*3.14*(t1+t2)); /*计算总效率η */ printf ("\nd1=%f,d=%f,D=%f,d2=%f,P=%f,v=%f,v1=%f,Fcr/F=%f,H=%d,u=%f,n=%f,l=%d,dp=%f",d1,d, D,d2,P,v,v1,Fcr/F,H,u,n,l,dp); /*打印结果*/ }
3 3 3
D bu
3 .8 0 4 1 0
8 .5
1 2 .8 M P a
，
1 2 .8 M P a
且 ，满足条件


4．手柄的设计计算 1)选择材料 手柄材料选择 Q235 2)计算手柄的总长度 L 由D
1 .7 d 1 .7 3 6 6 1 .2 m m
二． 题目及方案
1．题目： 螺旋千斤顶 2．设计方案：
最大起重量 F（KN） 48 最大起重高度 H’ （mm） 200 手柄施加力 Fp（N） 200
三．受力简图：
托杯
F Fp Lp T2
T T1
F h1
H'
H
轴力图 扭矩图
其中 Lp：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； T2：克服托杯与支承面间的摩擦力矩。
目
录
一、目的…………………………………（3）
三、受力简图……………………………（3）
四、计算内容……………………………（4）
五、参考文献……………………………（7） 附：1、装配简图 2、螺旋传动设计源程序
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。
程序运行结果截图如下：
计算及说明： 四．计算内容
1．选择螺杆和螺母的材料 1) 螺杆选取 40Cr 2) 螺母选择 ZCuAl9Fe4Ni4Mn2 (铸铝青铜) 2．螺杆的设计计算 1) 选择螺杆的牙型 选用梯形螺纹 2) 按强度计算螺杆的小径 d 1 由螺杆的屈服极限 s 得螺杆的许用拉应力
7 8 5 M P a ，安全系数 S 4
3 3 3 3
2 3 .1 4 1 1 2 1 4 2 1 0 1 0
1 8 .0 %
五．参考文献
（1）濮良贵，纪名刚主编 机械设计（第八版） 高等教育出版社 （2）吴宗泽，罗圣国主编 机械设计课程设计手册 高等教育出版社
六、程序及运行结果
#include <stdio.h> #include <math.h> void main() {int H,hh, l, i=-1,j=0; float F,FP,d,d1,d2,D,P,bs,s,b,w,v,v1,u; float b1,bs1,s1,t,bb; float t1,t2,lp,d5,d6,n,ll,Fcr; float a[17][5]={{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},{2 2.5,28,28.5,25.5,5},{23,30,31,27,6},{25,32,33,29,6},{27,34,35,31,6},{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},{43,5 2,53,48,8},{45,55,56,50.5,9}}; /*输入螺旋参数数组 A(I,J)*/ double g,q,dp; F=48; hh=200.0; FP=200.0; bs=785; s=4; /*输入原始数据 F、H’ 、FP 螺杆材料*/ b=bs/s; w=1.25*(sqrt(F*1000/b)); /*计算螺杆小径 d1*/ loop:while(j==0) {i++; d1=a[i][0]; d=a[i][1]; D=a[i][2]; d2=a[i][3]; P=a[i][4]; for(;d1<w;) {goto loop;} v=atan(P/(3.14*d2)); /*计算螺杆升角Ψ 和当量摩擦角Φ v*/ v1=atan(0.08/(cos(15*3.14/180))); for(;v>v1;) {goto loop;} H=(F*2000/(3.14*d2*18)); /*计算螺母高度 H、u、υ 及有关尺寸*/ u=H/P; for(;u>10;) {goto loop; } ll=2*d1+hh+H/2; Fcr=(3.14*3.14*206*3.14*d1*d1*d1*d1)/(64*4*ll*ll); bs1=200; /*螺母参数*/ s1=4; b1=bs1/s1; t=F*1000/(3.14*D*0.634*P*u); bb=3*F*0.5*P*1000/(3.14*D*0.634*0.634*P*P*u); for(;t>0.7*b1||bb>b1;) /*校核螺纹牙强度τ ≤[τ ]；σ b≤[σ b]*/ {goto loop; } d6=1.7*d-1; d5=0.7*d+1.5; t1=F*1000*d2*tan(v+v1)/2; t2=F*1000*0.13*(d6*d6*d6-d5*d5*d5)/(d6*d6-d5*d5)/3;