1、 机械设计课程作业设计说明书题目： 螺旋传动设计班级： 学号： 姓名： 2目录1、设计题目 22、螺纹、螺杆、螺母设计 23、耐磨性计算 24、自锁性校核 35、螺杆强度校核 36、螺母螺纹牙强度校核 37、螺杆的稳定性校核 48、螺母外径及凸缘设计 59、手柄设计 510、底座设计 6311、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） 612、螺旋千斤顶的效率 613、参考资料 71、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量 Q=37.5KN，最大起重高度 H=200mm，手柄操作力 P=200N。42、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有较好的自锁性能，且
2、便于加工，左旋符合操作习惯。由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用 45 号钢，调质处理。查参考文献得 s=355MPa, b=600MPa，S=4，P=20MPa。剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜 ZCuAl10Fe3。查参考文献得 =35MPa， =50MPa。b 托杯和底座均采用 HT250 材料。3、耐磨性计算查参考文献得p=1825MPa ，取p=20MPa。按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。由参考文献查得 ，取 =2.0。5.21由耐磨性条件公式：20.8pQ
3、d式中 螺杆中径，mm;2dQ螺旋的轴向力，37.5KN； 引入系数， =2.0 ;p材料的许用压力，20MPa;代入数值后有 。查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径24.5dmd=28mm，螺距 P=8mm，中径 d2=25.5mm，小径 d1=22.5mm，内螺纹大径5D4=28.5mm。螺母高度 H = d =51mm，螺母的螺纹工作圈数 u= =6.4 10.2 HP螺纹牙的工作高度 h=0.5P=4mm4、自锁性校核为保证自锁，取 =4.73cosvfartg 2.5其中，由相关手册查得 0.8,15f5、螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力 F 和扭转力矩 T 的作用，根据第
4、四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：)16(3)4(21d式中 螺杆螺纹的小径 22.5mm；1d螺杆材料的许用应力(MPa);F螺杆所受的轴向载荷 (N)；T1 螺杆所受转矩，对起重螺旋取 T=T 1将 =0.09 代入数据计算得到：f6由 得 =122561Nmm，代入公式21()vdTQtg1T得 =87.7MPa，显然符合条件。31216)4(F6、螺母螺纹牙强度校核因为螺母材料强度低于螺杆，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。查参考文献得螺母材料的许用切应力,取 =35MPa；许用弯曲应力 b=4060MPa, 取 bMPa403=50MPa。螺母
5、螺纹牙根部剪切强度条件为：QDbu式中 Q轴向载荷(N)；D螺母内螺纹大径(mm);螺纹旋合圈数， 取 6.4；uub螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹 b=0.65p。代入数据计算：1.5MPa即螺母满足剪切强度要求。螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为：26bbQlDu式中 弯曲力臂，l其它参数同上。7代入数据计算：30.7bbMPa即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。7、螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度 H=200mm，则螺杆的最大工作长度120HLhl式中 螺母高度(mm)， =51mm; =5660mm，取 =56mm；1h1h螺杆与手柄座相接处尺寸，查手册知， =7.5mm。l 退 刀
6、槽l假设手柄直径为 d1=30mm,由尺寸经验公式 h1=(1.82)d1=5460mm 取h1=56mm,则：L=243.5mm则螺杆的柔度： 14dLi式中 长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取=2；d1螺纹小径，d 1=22.5mm。i螺杆危险截面的惯性半径(mm), ,其中 A 为危险截面41dIi的面积(mm 2)。代入数据计算：8对于 45#钢，此时螺杆稳定的临界载荷 Fc 为：213401.cdF代入数据计算：由压杆稳定条件 知螺杆满足稳定性要求。cssQS8、螺母外径及凸缘设计根据经验公式，螺母外径 1.7d=1.728=49mm;3D螺母凸缘外径 1.4 =1
7、.449=68.6mm，取 =69mm；43 4D螺母凸缘厚 a=(0.20.3) =(0.20.3)51=1015mm，取 b=13mm。H9、手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩 T1 和托杯支撑面间的摩擦力矩 T2。设加在手柄上的力 F1=200N，手柄长度为 L，则有 F1 L = T1 + T2。对于T1 和 T2，有Nmm，21 3tan()50*tan(3.514)*256dF为环形端面，所以 212332 )()4(3DfFT9根据经验公式， mm,取 D=60mm;(1.68)(1.68)357.64.8Ddmm，取10.0.21D1=25mm。托杯材料选择铸
8、铁，手柄选择 Q235，摩擦因数 f=0.08,则212332 )()4(3DfFT代入数据得： =98.6KN，L=920mm2那么手柄长度取 =300mm,加套筒长 620mm。L手柄直径可按下式计算： ， 手柄材料的许用弯曲应力，30.1pbTdb可取 =120MPa。得 。取手柄直径 。b7.2pm18pdm10、底座设计螺杆下落至底面，再留 10mm 左右的空间，底座铸造起模斜度 1:10，壁厚。由经验公式，S=(1.52) =1520mm,取 S=20mm。m10D5 由结构设计确定，D 5=120mm；D 4=1.4D5=1.4*120=168mm。结构确定后校核下底面的挤压应力
9、：底面材料选择铸铁 HT250，查表得铸铁件壁厚为 1020mm 时， 。MPab10 MPabp )504(1*)5.04()5.04( 显然， ，底面强度满足设计要求。p11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）10，取1(428)0(1428)1428Hmm12063(510)49(510)459D取 6m287pQDm固定托盘用的挡圈螺钉 。GB/T583-0A螺杆底部挡圈螺钉 。/72 紧定螺钉 GB/T71-1985。其余铸造圆角，取 R=4mm。螺旋千斤顶装配图见 A3 图纸。12、螺旋千斤顶的效率/2pQPL式中：分子上 P 为螺距，分母上 P 为人手作用力。将各数值带入得33750810.%296.13、参考资料1、 机械设计课程大作业指导书-机械设计课程组 -2011 年 8 月；2、王之栋-机械设计综合课程设计-机械工业出版社-2015.
