机械设计大作业千斤顶

机械设计大作业螺旋千斤顶

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专业班级：机制094 班

按第四强度理论，压-扭组合校核

][)2.0(3)4(

2

3

1

1221σπσ≤+=d T d F ca 2

223

4223/75][/0.60)25

2.010258.9(3)3510254(mm N mm N ca =<=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=

σπσ满足要求

图1螺杆受力图 2.自锁性验证 自锁条件 v ϕψ<

其中

︒=77.3ψ ︒=55.10v ϕ

故 v ϕψ<，可用034~4'︒︒<ψ，可靠

3.螺杆机构（见图3.1.2） 螺杆上端直径

mm d D 8.60~4.5432)9.1~7.1()9.1~7.1(2=⨯== 取 mm D 602=

手柄孔径)1~5.0(+≈p k d d 试中：mm d p 28=（计算在后） 则 mm d k 29~5.28)1~5.0(28=+= 取 mm d k 29=

,4.22~2.1932)7.0~6.0()7.0~6.0(mm d d =⨯==' 取mm d 22='

退刀槽直径

8.24~5.24)5.0~2.0(25)5.0~2.0(1=-=-=d d c mm

2

/0.60mm N ca =σ

满足螺杆强度要求

mm D 602=

mm d k 29= mm d 25='

图2 螺杆简图

（二）螺母的设计计算

螺母的材料选用铸铁HT300 1.确定螺纹旋合圈数Z 依[1]P120式（6-19），根据耐磨性计算螺纹旋合圈数Z ，即

]['

2p hH d FP P ≤=π h

p d F

z ][2π≥ 由[1]P120表6.5，查取2/15][mm N P =(滑动速度<2.4m/min)

10.63

152910253

=⨯⨯⨯⨯≥

πz

螺母实际圈数

6.75.110.65.1'=+=+=z z

取 8'=z ，则5.65.185.1'=-=-=z z

螺母旋合长度（又叫工作高度） mm P z H 4868''=⨯=⋅=

校核螺母的高径比，655.129/48/'2===Φd H ，查[1]P120，兼作支撑的螺母5.3~5.2=φ，不能满足要求。故需重新确定螺母高度（增加高度）。取2.3=φ，则mm H 8.92292.3"=⨯=，取mm H 93"=。 紧定螺钉直径取为mm 10。 2.校核螺母螺牙强度

由于螺母材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺牙的强度。 （1）剪切强度（[1]P120表6.21）

223

1/40][/145

.6804.3231025mm N mm N z Dt F =≤=⨯⨯⨯⨯==τππτ

故满足要求。

（2）弯曲强度（[1]P120表6.22）

b b z

Dt Fh ][321σπσ≤=

式中：h=3mm 查[1]P121表6.6

8'=z

mm H 48'=

mm H 93"=

2/40][mm N =τ

][/142ττ<=mm N 满

足剪切强度要求。

2/55~45mm N b =σ

b

b mm N ][/08.232σσ<=满足弯曲强度要求。

2/55~45mm N b =σ

b b mm N ][/08.235

.6804.3333

1025322

3σπσ<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 故满足要求。

3.螺母其它结构尺寸（见图3） 螺母外径

()()()()mm

D D D mm D D 8.72~6.67524.13.14.13.1mm

524.59~8.52338.16.18.16.1'1''=⨯-=-===⨯-=-=取

取mm D 1001= 螺母凸缘厚度

mm

a h mm

H a 382/)(163

483''=-===

取mm a 22=，结果见图3

3.螺母外径和凸缘的计算及螺母悬置部分拉—扭组合校核（结构见图3.1.3）

。）

核螺杆稳定性用，校用母耐磨性和螺牙强度时只起支撑作用。校核螺载，这一段螺母的螺牙不承螺母实际长度（注：螺母旋合长度"'

'""'.454693,93,48H H mm H H mm H mm H =-=-==

mm

D mm

D 70521'==

mm a 17=

图3 螺母简图

[]δ

()

[]()()()()()()

[]()[]故安全可用

，托盘材料则取直径取直径,235187.114265710254

23242321222157,58564260424

22

2

2325245'54242

5

24p p Q mm N p mm

N D D F p mm

D mm d D mm

D mm D D p D D F

p <==-⨯⨯=-==-=-+=-+==-=--=--=≤-=πππ

（2）托杯口外径

()()mm D mm d D 108,110~6.105365.2~4.25.2~4.233==⨯==取

(四)手柄的设计计算

1.选材：手柄的材料选取Q235

2.手柄长度p L

1）作用于手柄上的力矩21T T KL T p +==，从而可得 K

T T L p 2

1+=

2）K 为搬动手柄的臂力，其取值为K=150~250N ，取K=200N 3）螺纹力矩

()()

mm

N d Ftg T v ⋅⨯=⨯

+⨯⨯=+=43211025.9229

55.1077.3tan 10252 ϕψ

3)摩擦力矩

()()m

r F T mm

N F D D T μμ=⋅⨯=⨯⨯⨯+=+=

243542105.3102507.023574

141

[]mm

D p p mm N p mm D mm D mm D 78,7.1123576332544=<====故安全。

K=200N

mm N T ⋅⨯=511025.9

mm N T ⋅⨯=42105.3