浙江工业大学机械设计大作业
浙江工业大学机械原理习题答案
一、填空题1.平面运动副的最大约束数为____2_____，最小约束数为_____1_____。
2.平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束，而引入一个低副将带入_____2____个约束。
平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。
3.在机器中，零件是最小制造的单元，构件是最小运动的单元。
4.点或线接触的运动副称为高副，如齿轮副、凸轮副等。
5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。
6．两个构件相互接触形成的具有确定相对运动的一种联接称为运动副。
7．面接触的运动副称为低副，如转动副、移动副等。
8．把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链，若运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为闭链，若运动链的构件未构成首末封闭的系统称为开链。
9．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一平面内运动。
10．在平面机构中，平面低副提供2个约束，平面高副提供1个约束。
11．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。
12．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于自由度数。
二、简答题1.机构具有确定运动的条件是什么？答：1.要有原动件；2.自由度大于0；3.原动件个数等于自由度数。
2.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？答：复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。
在有些机构中,其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动,我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。
虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。
在计算机构自由度时,K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。
三、计算题1.试计算图1所示凸轮——连杆组合机构的自由度。
解由图1a可知，F=3n–（2p l+p h–p’）–F’=3×5–(2×7+0–0)–0=1由图1b可知，F=3n–（2p l+p h–p’）–F’=3×4–(2×6+0–0)–0=0由图1c可知，F=3n–（2p l+p h–p’）–F’=3×3–(2×4+0–0)–0=1abc图15.试计算图2所示的压床机构的自由度。
机械设计大作业(参考)
机械设计实训班级：08061041学生：王武学号：20080008指导教师：刘昭琴完成时间：2010年1月15日重庆航天职业技术学院《机械设计CAD设计》任务书课程代码：01030039 题号： A2 发给学生：王武题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器1—V带传动2—运输带3—一级直齿圆柱齿轮减速器4—联轴器5—电动机6—卷筒已知条件：1. 卷筒效率0.96(包括卷筒与轴承的效率损失)；2. 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为±5％；3. 使用折旧期10年；4. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
设计工作量：1. 减速器装配图1张(A0或A1)；2. 低速轴和低速轴齿轮的零件图各1张(比例1：1)；3. 设计说明书1份，约30页，1万字左右。
说明书要求：1. 说明书既可手写也可打印，纸张为A4打印纸，页边距为左2.5cm、右2cm、上2cm、下2cm；说明书内大标题三号宋体，小标题小三号宋体，正文小四号宋体且为单倍行距。
2. 说明书包括封面、任务书、目录、正文和总结，请按该顺序装订。
必须按给定题号的参数做设计，否则作不及格处理。
交出设计所有资料的最后时间：2010.01.15目录第一章总论 (1)一．课程设计的目的 (1)二．课程设计的内容和任务 (1)三．课程设计的步骤 (1)四．课程设计的有关注意事项 (2)第二章传动装置的总体设计 (3)一．分析和拟定传动方案 (3)二．选择电动机型号 (4)三．计算总传动比和合理分配传动比 (6)四．计算传动装置的运动和动力参数 (6)第三章传动零件的设计 (7)一．选择联轴器的类型和型号 (7)二．设计减速器外传动零件 (7)三．设计减速器内传动零件 (8)第四章减速器箱体的设计 (23)第五章润滑方式和密封类型的选择 (24)个人总结 (26)。
《机械优化设计》大作业
高等流体力学班级：机设15学硕班学号： ********** *名：***授课老师：毕新胜日期： 2016年7月 1日一、研究报告内容：1、λ＝0.618的证明、一维搜索程序作业；2、单位矩阵程序作业；3、连杆机构问题＋自行选择小型机械设计问题或其他工程优化问题；（1）分析优化对象，根据设计问题的要求，选择设计变量，确立约束条件，建立目标函数，建立优化设计的数学模型并编制问题程序；（2）选择适当的优化方法，简述方法原理，进行优化计算；（3）进行结果分析，并加以说明。
4、写出课程实践心得体会，附列程序文本。
5、为响应学校2014年度教学工作会议的改革要求，探索新的课程考核评价方法，特探索性设立一开放式考核项目，占总成绩的5%。
试用您自己认为合适的方式（书面）表达您在本门课程学习方面的努力、进步与收获。
（考评将重点关注您的独创性、简洁性与可验证性）。
二、研究报告要求1、报告命名规则：学号－姓名－《机械优化设计》课程实践报告.doc2、报告提交邮址：*****************.cn（收到回复，可视为提交成功）。
追求：问题的工程性，格式的完美性，报告的完整性。
不追求：问题的复杂性，方法的惟一性。
评判准则：独一是好，先交为好；切勿拷贝。
目录：λ＝0.618的证明、一维搜索程序作业① 关于618.0=λ的证明……………………………………………………4 ② 一维搜索的作业采用matlab 进行编程…………………………………………… 5 采用C 语言进行编程……………………………………………… 7 单位矩阵程序作业① 采用matlab 的编程………………………………………………… 9 ② 采用c 语言进行编程………………………………………………… 9 机械优化工程实例① 连杆机构...........................................................................11 ② 自选机构...........................................................................16 课程实践心得.............................................................................. 20 附列程序文本.............................................................................. 21 进步，努力，建议 (25)一、λ＝0.618的证明、一维搜索程序作业①关于618.0=λ的证明黄金分割法要求插入点1α，2α的位置相对于区间],[b a 两端具有对称性，即)(1a b b --=λα)(2a b a -+=λα其中λ为待定常数。
浙江工业大学2008机械设计试题A
浙江工业大学２００7／２００8学年第二学期试卷 A 卷课程机械设计姓名班级学号一、单项选择题（每小题2分，共24分）1.设计键联接的几项主要内容是：a、按轴的直径选择键的剖面尺寸；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按使用要求选择键的适当类型；d、对联接进行必要的强度校核。
在具体设计时，一般顺序是。
①b→a→c→d ②b→c→a→d ③a→c→b→d ④c→a→b→d2. A型普通平键与轴联接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×63，则键的工作长度为。
①54mm ②63mm ③56mm ④49mm3.V带传动的小带轮最小直径d1取决于。
①带的型号②带的线速度③高速轴的转速④传动比4.带传动在工作时，设小带轮为主动，则带内拉应力的最大值是发生在。
①进入大带轮处②离开大带轮处③进入小带轮处④离开小带轮处5.某工作机械用转速为740γ/min的三相异步电动机通过V带传动来驱动，采用B型带，小带轮直径为125mm，大带轮直径为250mm, 现在需使工作机械的转速从380γ/min左右提高到495γ/min左右，较合理的措施是。
①更换电动机②减小主动轮直径③减小从动轮直径④增大主动轮直径6.和链传动相比较，V带传动其优点是。
①工作平稳、噪音小②承载能力大③寿命长④能保持准确的传动比7.节距是31.75mm、链号20A系列、双列、120节A级滚子链，它的标记是。
①TG31.75A×2-120 GB1243.1-83 ②TG3175A×2-120 GB1243.1-83③20A×2-120 GB1243.1-83 ④20A-2×120 GB1243.1-838.在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应。
①增大链条节距p和链轮齿数Z ②增大p，减小Z③减小p和Z ④减小p, 增大Z9.对于开式齿轮传动，在工作设计中，一般。
①按接触强度计算齿轮尺寸，再验算弯曲强度②只按接触强度③计算按弯曲强度计算齿轮尺寸，再验算接触强度④只按弯曲强度计算10.对闭式连续运转的蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了。
浙江工业大学09机械设计试卷及参考答案
浙江工业大学2009 /2010学年第一学期试卷课程机械设计姓名___________________________ 班级学号___________________________答案一、1、通用零件 专用零件 2. 疲劳极限 应力循环次数3降低(减小)4. 大径 中径 小径5 沿圆周方向相隔180º的位置 轴的同一条母线上6.打滑和疲劳破坏 在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命 7 高 大 少(小) 8 30～509 右 轴面 端面10. 温升（过热） 接触角 越大 12 P0 压力 13 温度 40二、1答：（1）链传动不应该放在高速级，因为在链传动参数相同的情况下，转速越高，产生的动载荷越大。
（2分）（2）带传动不该放在低速级，因为在传递功率相同的情况下，转速越低，转矩越大，带的工作拉力也越大，所需的预紧力和对轴的压轴力也越大。
（3分） 2. （1）齿轮2、蜗杆5应为右旋；（4分）（2）齿轮1、3及蜗杆5啮合点上的作用力的方向如图所示；（9分） （3）蜗轮的转动方向为顺时针，如图所示。
（2分）3答：①若输出轴功率不变，带传动应按300r/min 设计。
（2分）因为：输出轴功率不变，转速低时，转矩大，带的工作拉力大。
故：应按此设计。
（2分）②由于蜗杆传动的效率较低，工作是会产生大量热量。
对于连续运行的闭式蜗杆传动，大量热量不易及时散逸，故应进行热平衡计算。
（2分）可采取的措施： （2分）1）增大散热面积；2）提高表面传热系数。
三、1、解：（1）按螺钉强度计算所能承受的最大载荷F Q1 (6分)螺栓组不受横向力只受转矩T =Q l ，由回转力矩T 产生之横向力F T rR =4r 为螺钉与回转中心间距离，r =+=5050707122.mm 。
Q1Q1Q1R 7778.071.70422071.704F F l F F =⨯⨯=⨯=螺栓强度[][]13138351001503322..F d ==⨯⨯=ππσN[]R F K F s =μQ17778.025.115.03.115033F ⨯=⨯N 1784Q1=F（2）按凸台抗挤压强度计算所能承受的最大载荷F Q2 (4分)90][8202=≤⨯=P Q Q F dlF σ)(14400820902N F Q =⨯⨯=故：此板能承受的最大载荷F Q 为1784N 。
机械设计大作业汇总
目录:1.1 设计题目1.2机械系统的方案拟定1.2.1工作原理确定1.2.2执行构件及其运动设计1.2.3原动机的选择1.2.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计1.2.5机构选型及组合1.2.6方案评价及优选1.3相关机构的尺度综合（包括运动及动力设计和仿真）1.4机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明1.5课程设计体会及建议1.6主要参考文献1.1设计题目:光纤接头保护玻璃管的结构与尺寸如图 3.1a所示。
光纤接头保护玻璃管被套在光纤接头处，以保护光纤接头。
为不致损伤光纤，保护玻璃管内孔两端需倒角，如图a所示。
该玻璃管内孔两端倒角宜采用细粒砂轮高速磨削的工艺，以避免砂轮磨削力过大而损坏其端口。
其砂轮磨削头的形状如图b所示。
由于其用量很大，故需设计一台专用自动倒角磨削装置来加工。
a) b)图3.1设计技术要求如下：1）保护玻璃管在倒角之前处于散堆状态，磨削时需自动整理并逐个送料，故需配套设计自动送料机构。
2）保护玻璃管磨削时需自动夹紧，但夹紧力不宜过大，以免造成玻璃管损坏。
为了减小对其夹紧力，应采用两套砂轮磨头，并沿轴向相对布置，相向进给，反向旋转，使两磨削力得以平衡，实现两端口同时磨削并自动定位。
要求两砂轮的转速约6000r/min，并用两套微型电动机驱动分别独立驱动，电动机的转速约1500r/min。
3）要求保护玻璃管磨削机从自动送料、装卸与夹紧、磨削控制等全部自动工作，并用一个电动机驱动，电动机的转速约1500r/min < 4）每班（8小时）生产率不低于4000件。
1.2机械系统的方案拟定1.2.1工作原理确定倒角机的伺服系统主要分成三部分：送料装置，自动夹紧装置，以及刀架逆向行驶磨削控制装置。
送料装置采用的是来回往复震荡送料机构来实现，在装料盒上开三个与毛胚轴线处截面尺寸相同的孔（即长为10mm宽为5mm通过来回震动，使毛胚落下。
夹紧装置用凸轮来实现，凸轮远休端与夹具接触时，工件被夹紧，当近休端与夹具接触时，在棍子推杆的拉力作用下，夹具的两部分分开，工件从夹具上掉落同时在加工完成时，有足够的时间使工件从家具上掉落，避免被夹具夹毁。
2013浙江工业大学机械设计习题卡(下)解析
一、选择题：1.一般工况的闭式齿轮传动的主要失效形式是。
A.齿面点蚀B.轮齿折断C.齿面磨损D.齿面胶合2.在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。
A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合D.齿面磨粒磨损E.齿面塑性变形3.对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
A.齿面要硬，齿心要韧B.齿面要硬，齿心要脆C.齿面要软，齿心要脆D.齿面要软，齿心要韧4.对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是。
A.小齿轮淬火，大齿轮调质B.小齿轮淬火，大齿轮正火C.小齿轮正火，大齿轮调质D.小齿轮调质，大齿轮正火5.材料为20Cr的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是。
A.整体淬火B.渗碳淬火C.调质D.表面淬火6.对于齿面硬度大于350HBS的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为。
A.加工齿坯—淬火—切齿—磨齿B.加工齿坯—切齿—磨齿—淬火C.加工齿坯—切齿—淬火—磨齿D.加工齿坯—淬火—磨齿—切齿7.在齿轮传动中，仅将分度圆压力角α增大，则齿面接触应力将。
A.增大B.不变C.减小8.斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Y Fa和应力校正系数Y Sa应按查图表。
A.实际齿数B.当量齿数C.不发生根切的最少齿数9.一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则它们齿根弯曲应力的关系是。
A.σF1>σF2B.σF1=σF2C.σF1<σF2D.可能相等，也可能不相等10.一减速齿轮传动，主动轮１用45钢调质，从动轮２用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。
A.σH1<σH2B.σH1=σH2C.σH1>σH2D.可能相等，也可能不相等11.一对标准圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=50，它们的齿形系数是。
A.Y Fa1<Y Fa2B.Y Fa1＝Y Fa2C.Y Fa1>Y Fa212.有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮１的模数m1=5mm，齿数z1=30，齿轮２的模数m2=3mm，齿数z2=50，则。
浙工大机械设计习题卡
填空题 1．机械零件一般可以分为 通用零件 和 专用零件 两大类。
1
2．观察一辆自行车， 螺钉、链轮、链条 等明显属于通用零件，而＿龙头、大梁、脚 蹬＿则属于专用零件。 3．机器通常由三个部分和两个系统组成，它们是＿原动机部分＿＿、＿传动部分＿、 ＿执行部分＿、＿＿控制系统＿和＿辅助系统＿。 4．机械零件的主要失效形式包括＿整体断裂＿、＿过大的残余变形＿、＿零件的表面 破坏＿和 破坏正常工作条件引起的失效 。 5．根据不同失效形式，机械零件的一般的设计准则包括＿强度准则＿、＿刚度准则＿、 寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则 。
6
第五章 螺纹联接和螺纹传动
6．在什么情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓直径有关？试说明其原因。 P87 表 5-10 不控制预紧力的普通螺栓联接，其安全系数大小与螺栓直径有关，其安 全系数 S 随螺纹直径增大而减小，因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载，故采用加 大安全系数的方法来弥补可能产生的过载。
6．紧螺栓联接受轴向外载荷作用。假定螺栓的刚度 Cb 与被联接件的刚度 Cm 相等，联接 的预紧力为 F0，要求受载后接合面不分离，当外载荷 F 等于预紧力 F0 时，则__D___。 A.被联接件分离，联接失效 B.被联接件即将分离，联接不可靠 C.联接可靠，但不能继续再加载 D.联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷 F
3．普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？
普通螺栓： 对受拉螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳 拉伸强度； 对于受剪螺栓[铰制孔螺栓]，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断， 其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性 作用。
浙江工业大学机械工程及自动化专业本科毕业设计
浙江工业大学机械工程及自动化专业本科毕业设计机械工程及自动化专业本科毕业设计（论文）基本要求2011年10月根据浙江省教育厅和学校有关本科生毕业设计（论文）工作的文件精神，工程教育专业认证的相关要求、为加强本科生毕业设计（论文）教学环节的管理和指导工作，保证毕业设计（论文）质量，并通过毕业设计进一步提高学生的独立学习能力、实践能力和创新能力，建立提高我院的本科生毕业设计（论文）教学质量的长效机制，特提出机械工程及自动化专业本科毕业设计（论文）基本要求如下，供毕业设计（论文）指导教师和同学参考。
机械学院将按此基本要求对本科毕业设计（论文）进行考核与管理：一、毕业设计（论文）的选题及任务下达机械工程及自动化本科毕业设计的指导教师必须由具有讲师职称及以上的教师担任，每位教师原则上指导学生不超过4人，并要求1位学生1个题目。
如果是一个大题目，则要求每位同学的工作方向有所不同。
1、毕业设计选题选题工作是提高毕业设计（论文）教学水平的关键。
本科毕业设计指导教师应参照《浙江省教育厅本科毕业设计（论文）抽评参考标准》，在充分征求学生意见的基础上，按照以下原则做好选题工作：（1）、专业性原则。
选题必须紧扣本专业方向，选择专业关联度高、紧密结合工程实际和科研项目、具有明显现实意义的课题。
机械工程及自动化专业本科毕业设计必须有机械设计为基础，可以完全是机械结构设计，也可在此基础上包含机电控制的内容。
（2）、可行性原则。
选题过程中应认真分析学生的知识和能力基础以及软硬件条件，以达到综合训练为目的，选择具有先进性，问题复杂性、工作量和难度适中，在规定时间内学生能够取得阶段性成果的课题。
（3）、培养创新能力原则。
选题过程中应避免“依样画葫芦”的毕业设计（论文）课题，在综合训练的基础上，充分考虑给予学生一定的创造性思维空间。
（4）、符合本科培养目标的原则。
毕业设计（论文）的目的是培养学生独立地综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高学生分析和解决问题的能力，培养学生创新能力和严肃的工作态度。
2013浙江工业大学机械设计习题卡(下)
一、选择题：1.一般工况的闭式齿轮传动的主要失效形式是。
A.齿面点蚀B.轮齿折断C.齿面磨损D.齿面胶合2.在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。
A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合D.齿面磨粒磨损E.齿面塑性变形3.对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
A.齿面要硬，齿心要韧B.齿面要硬，齿心要脆C.齿面要软，齿心要脆D.齿面要软，齿心要韧4.对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是。
A.小齿轮淬火，大齿轮调质B.小齿轮淬火，大齿轮正火C.小齿轮正火，大齿轮调质D.小齿轮调质，大齿轮正火5.材料为20Cr的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是。
A.整体淬火B.渗碳淬火C.调质D.表面淬火6.对于齿面硬度大于350HBS的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为。
A.加工齿坯—淬火—切齿—磨齿B.加工齿坯—切齿—磨齿—淬火C.加工齿坯—切齿—淬火—磨齿D.加工齿坯—淬火—磨齿—切齿7.在齿轮传动中，仅将分度圆压力角α增大，则齿面接触应力将。
A.增大B.不变C.减小8.斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Y Fa和应力校正系数Y Sa应按查图表。
A.实际齿数B.当量齿数C.不发生根切的最少齿数9.一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则它们齿根弯曲应力的关系是。
A.σF1>σF2B.σF1=σF2C.σF1<σF2D.可能相等，也可能不相等10.一减速齿轮传动，主动轮１用45钢调质，从动轮２用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。
A.σH1<σH2B.σH1=σH2C.σH1>σH2D.可能相等，也可能不相等11.一对标准圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=50，它们的齿形系数是。
A.Y Fa1<Y Fa2B.Y Fa1＝Y Fa2C.Y Fa1>Y Fa212.有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮１的模数m1=5mm，齿数z1=30，齿轮２的模数m2=3mm，齿数z2=50，则。
浙江工业大学 二级减速箱设计说明书(机械设计大作业)
1）试选K,=1.6・
2）计算小齿轮传动转矩
T9.55x106 - 9.55xl06x 5.445v
T. ==Nmm
n,960o
= 5.417x10」Mm
3）由［2J205页表07选取齿宽系数内=1.
4）由［2］201页表10・6査得材料弾性影响系数为
£Z£=189.8MRJ.
2）胶带输送机为一般工作机器，速度不高.故选用8级精度（GB10095—88）.
3）材料选择.因机器工作环境速度不高.白粉尘.山［2卩9】页表10-1选择小齿轮材料选择
40Cr（调质），硬度为275HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为235HBS.两者硬度差为40HBS。
4）选小齿轮齿数弓=20.大齿轮齿数为
P„, =Puxrtrxrill=5.202 x 0.995 x 0.97 = 5.02\kW
P^ = Pmxfjrx tjt= 5.021x0.995x0.98 = 4.896*W
3＞各轴输入转矩
7；=9550& = 54.71N・"7
Tt=9550& = 54.17N・m
n,
Tu=9550四=258.75N m
淅江工业大偿
二级减速器
设计计算说明书
姓名：song
学号：aaaaaaaaaaaaaaa
班 级：aaaaaaaaaaaaa
设计时间：2016年12月24「1
用萊
第一章拟定传动方案.......
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浙江工业大学
机械设计
螺旋千斤顶设计说明书
班级：
姓名：
学号：
目录
1.设计要求 (1)
2.螺杆设计与计算 (1)
2.1螺杆材料的选择 (1)
2.2螺杆螺纹类型的选择 (1)
2.3确定螺杆直径 (1)
2.4自锁验算 (2)
2.5螺杆强度计算 (2)
2.6稳定性计算 (3)
2.7螺杆结构 (4)
2.8轴端挡圈 (5)
3.螺母设计与计算 (5)
3.1螺母材料的选择 (5)
3.2确定螺母实际高度及螺纹实际工作圈数 (5)
3.3校核螺纹牙强度 (5)
3.4螺母凸缘根部弯曲强度计算 (6)
3.5螺母与底座孔配合 (7)
4.托杯设计与计算 (7)
5.手柄设计与计算 (8)
5.1手柄材料 (8)
5.2手柄长度 (8)
5.3手柄直径 (9)
6.底座设计与计算 (9)
设计内容计算及说明结果
1.设计要求
2.螺杆的设计与计算2.1 螺杆材料的选择
2.2螺杆螺纹类型的选择
2.3确定螺杆直径
最大起重量F=33 kN
最大起重高度S=180 mm
由于千斤顶的的最大载荷F=33kN,低速运行，按表
5-11【1】螺杆材料选45钢，并采用调质处理。
按表5-1【1】，选梯形螺纹，牙型为等腰梯形，牙形角
α=30º。
梯形螺纹的内、外螺纹以锥面贴紧，不易松动；
工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹。
千斤顶要求能自锁，因此采用单线螺纹。
按耐磨性条件确定螺杆中径d
2。
求出d
2
后，按标准选
取相应公称直径d、螺距P及其它尺寸。
螺纹工作面上的耐磨性条件为
[]p
≤
=
=
hH
πd
FP
hu
πd
F
p
2
2
F(N):作用于螺杆的轴向力
2
d(mm):螺纹中径
h(mm):螺纹工作高度 P(mm):螺纹的螺距
H(mm):螺母的高度 [p](MPa):材料许用压强
令ϕ=H /d2，且螺纹工作圈数：u=H/P，
[p]
πh
FP
d
2ϕ
≥
对梯形螺纹，h=0.5P；
螺杆材料为
45钢
单线梯形螺纹
牙型角α=30º
2.7螺杆结构
()()N
l
EI
8.
149884
255
2
8.
19174
10
06
.2
2
5
2
2
2
=
⨯
⨯
⨯
⨯
=
=
π
μ
π
c r
F
5.4
33000
8.
149884
=
=
=
F
F
s cr
sc
0.5
~
5.3:
，对于传力螺旋
螺杆稳定性安全系数
s
S
所以满足稳定性条件。
螺杆上端用于支承托杯并在其中插装手柄，因此需要
加大直径。
手柄孔径d
k
的大小根据手柄直径d
p
决定，d
k
≥d
p
+4mm。
由后面的计算可知手柄的直径d
p
=25mm，所以
d
k
=25+4=29mm
()58m m
57.6
32
1.8
d
7.1
13
≈
=
⨯
=
=～1.9
D
()()][
7.
16
29
58
33000
4
4
2
2
2
2
13
p
MPa
d
D
F
p
k
<
=
-
⨯
⨯
=
-
=
π
π
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽
的直径d
4
应比螺杆小径d
1
约小0.2～0.5mm。
d
4
=d
1
-0.4=24.6mm
退刀槽的宽度可取为1.5P=9mm
螺杆满足稳定
性条件
d
k
=29mm
d
4
=24.6mm
②弯曲强度
3.4螺母凸缘根部弯曲强度计算
螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为：
[]
b
u
D
Fl
σ
π
τ≤
=
2
b
6
2
2
29
33
2
2=
-
=
-
=
D
D
l
弯曲力臂
()MPa
b
9.
41
6
6
65
.0
33
2
33000
6
2
=
⨯
⨯
⨯
⨯
⨯
⨯
=
π
σ
螺母满足弯曲强度要求。
螺母凸缘根部弯曲强度计算式：
[]
b
b a
D
D
D
F
a
D
D
D
F
W
M
σ
π
π
σ≤
-
=
-
=
=
2
5
5
6
2
5
5
6)
(
5.1
6
)
(
4
1
D5=(1.6～1.8)D，D6=（1.3～1.4）D5，a=H/3
D=33mm，取D5=1.7D=56mm，D6=1.3D5 =73mm
代入数据计算：
()
]
[
a
2.
33
3
36
56
56
73
33000
5.1
b
2
σ
π
σ<
=
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
⨯
⨯
-
⨯
⨯
=MP
b
螺母凸缘根部弯曲强度满足要求。
强度要求
螺母满足弯曲
强度要求
3.5螺母与底座孔配合
4.托杯的设计
螺母压入底座上的孔内，属于过盈配合，为了安装简
便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。
为了更可靠地
防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉直径常根据
举重量选取，一般为6～12mm。
紧定螺钉选：M6×20（GB/T71-1985）
托杯材料选HT200。
为了使其与重物接触良好和防止
与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟
纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡
板。
当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。
因此在
起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避
免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需验算接触面
间的压强。
[p]为许用压强，取托杯和螺杆材料[p]中较小的一个，取
[p]=22MPa
mm
D
D
mm
54
4
58
4
19
2.
19
32
0.6
=
0.7)d
~
(0.6
=
D
13
12
11
=
-
=
-
=
≈
=
⨯
代入数据计算：
托杯材料为
HT200
()[]
22
1211
4
F
p p
D D
π
=≤
-
()()
mm
D mm D F D mm H D D D D mm a H mm S H P 1708.1661055.2330004][41054095655241236200201802814922
8
91
78571==+⨯⨯=+≥=++=+
=+==-=-'=+=+=，
～10～πσπ
][p σ为底座下枕垫物的许用挤压应力，对于木材][p σ为2～2.5MPa ，在此取][p σ=2.5MPa
mm
D mm D mm D mm H 170105652009871====
参考文献：
【1】濮良贵，《机械设计》第九版，高等教育出版社
【2】孙毅，《图学原理与工程制图教程》，清华大学出版社【3】陈秀宁，《机械设计课程设计》第四版，浙江大学出版社。