第一篇：UG期末考試千斤頂

基于UG的CAD/CAM技術(shù)課程期末考試

論文（設(shè)計(jì)）

題 目： 螺旋千斤頂產(chǎn)品CAD/CAM綜合設(shè)計(jì)分析 院（部）： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：2010級(jí)2班 學(xué)生姓 名： 黃興昌

學(xué)號(hào)：201010470209 指導(dǎo)教 師： 趙成濤 完成日 期： 2013年6月19日

濰坊科技學(xué)院

目錄

第一章 前言 ????????????????????? 1 第二章 螺旋千斤頂造型三維設(shè)計(jì)

2.1 底座造型設(shè)計(jì)?????????????????? 3 2.2 螺套造型設(shè)計(jì)?????????????????? 5 2.3 螺旋桿造型設(shè)計(jì)????????????????? 8 2.4 頂墊造型設(shè)計(jì)?????????????????? 11 2.5 絞杠造型設(shè)計(jì)?????????????????? 13 2.6 螺釘造型設(shè)計(jì)?????????????????? 14 第三章 虛擬裝配

3.1 千斤頂?shù)难b配?????????????????? 15 3.2 千斤頂爆炸圖?????????????????? 17 第四章 生成工程圖 ?????????????????? 18 第五章 心得體會(huì) ??????????????????? 18 第六章 參文考獻(xiàn) ??????????????????? 18 2

第一章 前言

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域中設(shè)計(jì)技術(shù)之一，也是使用最廣泛的技術(shù)。UG作為中高端三維CAD軟件，具有功能強(qiáng)大、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)此被認(rèn)為是具有統(tǒng)一力的中高端設(shè)計(jì)解決方案。UG由許多功能模塊組成，每一個(gè)模塊都有自己獨(dú)立的功能，可以根據(jù)需要調(diào)用其中的一個(gè)或幾個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。還可以調(diào)用系統(tǒng)的附加模塊或者使用軟件進(jìn)行二次開發(fā)工作。下面介紹UG集成環(huán)境中的四個(gè)主要CAD模塊。

1.基礎(chǔ)環(huán)境 基礎(chǔ)環(huán)境是UG啟動(dòng)后自動(dòng)運(yùn)行的第一個(gè)模塊，是其他應(yīng)用模塊運(yùn)行的公共平臺(tái)。

2.建模模塊 建模模塊用于創(chuàng)建三維模型，是UG中的核心模塊。UG軟件所擅長的曲線功能和曲面功能在該模塊中得到了充分體現(xiàn)，可以自由地表達(dá)設(shè)計(jì)思想和進(jìn)行創(chuàng)造性的改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而獲得良好的造型效果和造型速度。

3.裝配模塊 使用UG的裝配模塊可以很輕松地完成所有零件的裝配工作。在組裝過程中，可以采用自頂而下和自下而上的裝配方法，可以快速跨越裝配層來直接訪問任何組件或子裝配圖的設(shè)計(jì)模型。4.制圖模塊 使用UG三維模型生成工程圖簡(jiǎn)單方便，只需對(duì)自動(dòng)生成的視圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改或標(biāo)注就可以完成工程圖的繪制。同時(shí)，如果在實(shí)體模型或工程圖二者之一做任何修改，其修改結(jié)果就會(huì)立即反應(yīng)到另一個(gè)中，使得工程圖的繪制更加輕松快捷。

這次螺旋千斤頂造型設(shè)計(jì)能夠使我在學(xué)習(xí)機(jī)械產(chǎn)品CAD設(shè)計(jì)基本方 1

法，鞏固課程知識(shí)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，進(jìn)一步提高運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維造型及裝配設(shè)計(jì)、工程圖繪制方面的能力，了解軟件間的數(shù)據(jù)傳遞交換等運(yùn)用，熟練掌握UG軟件應(yīng)用。

千斤頂簡(jiǎn)介：

千斤頂是一種用鋼性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。千斤頂主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂分為機(jī)械千斤頂和液壓千斤頂兩種，本次UG課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)機(jī)械千斤頂。

機(jī)械千斤頂，又稱螺旋千斤頂。是由人力通過螺旋副傳動(dòng)，螺桿或螺母套筒作為頂舉件。普通螺旋千斤頂靠螺紋自鎖作用支持重物，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但傳動(dòng)效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂?shù)穆菁y無自鎖作用，裝有制動(dòng)器。放松制動(dòng)器，重物即可自行快速下降，縮短返程時(shí)間，但這種千斤頂構(gòu)造較復(fù)雜。螺旋千斤頂能長期支持重物，最大起重量已達(dá)100噸，應(yīng)用較廣。下部裝上水平螺桿后，還能使重物作小距離橫移。

本次UG設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂由底座,螺套,螺旋桿,絞杠,頂墊,M10-H7 螺釘,M8-H7螺釘7個(gè)零件組成。分別對(duì)每個(gè)零件建模造型，然后裝配，生成工程圖。

第二章 千斤頂造型三維設(shè)計(jì)

2.1 底座造型設(shè)計(jì) 首先打開UG6.0建模，新建一個(gè)文件dizuo.prt。點(diǎn)擊創(chuàng)建草圖圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“草圖”對(duì)話框，點(diǎn)擊進(jìn)入草圖模式，繪制草圖如下。

3點(diǎn)擊完成草圖，在建模模式下點(diǎn)擊回轉(zhuǎn)。在底座上加工M10-H7螺紋孔。在螺紋孔上加工螺紋M10-H7,完成底座的繪制

2.2 螺套造型設(shè)計(jì) 新建一個(gè)文件luotao.prt。點(diǎn)擊創(chuàng)建草圖圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“草圖”對(duì)話框，點(diǎn)擊進(jìn)入草圖模式，繪制草圖如下。

3點(diǎn)擊完成草圖，在建模模式下點(diǎn)擊回轉(zhuǎn)。在螺套軸線上繪制直徑42的孔。在螺套上加工M10-H7螺紋孔步驟如2.1第4,5步。在直徑42孔內(nèi)加工螺距8的矩形螺紋。在坐標(biāo)原點(diǎn)畫兩條螺旋線，一個(gè)螺距8，圈數(shù)10，半徑21。另一個(gè)螺距8，圈數(shù)10，半徑25。點(diǎn)擊編輯里的移動(dòng)對(duì)象，選擇兩條螺旋線，運(yùn)動(dòng)選擇距離，方向沿園軸線方向，距離4，復(fù)制原先的，點(diǎn)確定。用直線把4條螺旋線的端點(diǎn)連起來。擊掃掠，選擇剛連接的4條線，引導(dǎo)線選擇4跳螺旋線的任意3條，截面位置選擇引導(dǎo)線末端，確定。顯示出已隱藏的實(shí)體，點(diǎn)擊確定。隱藏?zé)o須顯示的線。繪制成螺距為8的矩形螺紋。螺紋與螺套布爾運(yùn)算求差，最終生成如圖螺套。

2.3 螺旋桿造型設(shè)計(jì) 新建一個(gè)文件luoxuangan.prt。點(diǎn)擊創(chuàng)建草圖圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“草圖”對(duì)話框，點(diǎn)擊進(jìn)入草圖模式，繪制草圖如下。

3點(diǎn)擊完成草圖，在建模模式下點(diǎn)擊回轉(zhuǎn)。在螺旋桿直徑60的軸頸上加工直徑22正交的兩通孔。在直徑42孔內(nèi)加工螺距8的矩形螺紋。在坐標(biāo)原點(diǎn)畫兩條螺旋線，一個(gè)螺距8，圈數(shù)15，半徑21。另一個(gè)螺距8，圈數(shù)15，半徑25。點(diǎn)擊編輯里的移動(dòng)對(duì)象，選擇兩條螺旋線，運(yùn)動(dòng)選擇距離，方向沿園軸線方向，距離4，復(fù)制原先的，點(diǎn)確定。.用直線把4條螺旋線的端點(diǎn)連起來。擊掃掠，選擇剛連接的4條線，引導(dǎo)線選擇4跳螺旋線的任意3條，截面位置選擇引導(dǎo)線末端，確定。顯示出已隱藏的實(shí)體，點(diǎn)擊確定。隱藏?zé)o須顯示的線。繪制成螺距為8的矩形螺紋。再把矩形截面螺旋體作為工具體求差生成螺旋桿如圖。

2.4 頂墊造型設(shè)計(jì) 新建一個(gè)文件dingdian.prt。點(diǎn)擊創(chuàng)建草圖圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“草圖”對(duì)話框，點(diǎn)擊進(jìn)入草圖模式，繪制草圖如下。

3點(diǎn)擊完成草圖，在建模模式下點(diǎn)擊回轉(zhuǎn)。在頂墊上加工螺紋孔。點(diǎn)構(gòu)造器構(gòu)建圓點(diǎn)坐標(biāo)（30,0，8）繪制直徑為8的通孔。

加工M8-H7螺紋。

2.5 絞杠造型設(shè)計(jì)

1新建一個(gè)文件jiaogang.prt。在建模模式下點(diǎn)擊特征圓柱，直徑20，長度300。在絞杠兩端到斜角2cm。

2.6 螺釘造型設(shè)計(jì)

1新建一個(gè)文件M8-H7luoding.prt。在建模模式，點(diǎn)擊特征圓柱命令。生成圓柱直徑10，高度5和直徑8，長度15的圓柱，并在直徑8圓柱上 13

加工M8-H7螺紋。新建一個(gè)文件M10-H7luowen.prt。在建模模式，點(diǎn)擊特征圓柱命令。生成圓柱直徑12，高度4和直徑10，長度15的圓柱，并在直徑10圓柱上加工M10-H7螺紋。

第三章 虛擬裝配

虛擬裝配是虛擬制造的重要組成部分，利用虛擬裝配，可以驗(yàn)證裝配設(shè)計(jì)和操作的正確與否，以便及早的發(fā)現(xiàn)裝配中的問題，對(duì)模型進(jìn)行修改，并通過可視化顯示裝配過程。3.1 千斤頂?shù)难b配

1新建一個(gè)名為“zhuangpeiti”的裝配圖，在裝配工具欄里單擊“添 加組件”，以dizuo為基準(zhǔn)部件,通過原點(diǎn)。2 添加luotao組件。

3添加luxuangan組件。添加dingdian組件。以次添加jiaogang組件，M8-H7luoding組件，M10-H7luowen組件。最終生成裝配圖如下。

3.2 千斤頂爆炸圖 點(diǎn)擊創(chuàng)建爆炸圖輸入距離200及選擇添加間隙 生成爆炸圖如下。

第四章 生成工程圖

零件圖包括：底座1張.螺套1張.螺旋桿1張.頂墊1張.裝配圖1張（詳見附頁零件圖）。

第五章 心得體會(huì)

UG課程設(shè)計(jì)是我們UG專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．通過這次UG課程設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過UG課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次螺旋千斤頂課程設(shè)計(jì)，從而提高了UG制圖軟件繪制能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更加熟練操作UG軟件，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。

由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂意接受老師的批評(píng)與指正，本人將萬分感謝。

參考文獻(xiàn)：《UGNX6 中文版 標(biāo)準(zhǔn)教程>>.張瑞萍 孫曉紅等主編 ,清華大學(xué)出版社。

《機(jī)械制圖》.楊銘主編,機(jī)械工業(yè)出版社。

《機(jī)械設(shè)計(jì)螺旋千斤頂工程圖》中國機(jī)械cad論壇 網(wǎng)站：004km.cn。

第二篇：千斤頂課程設(shè)計(jì)

千斤頂課程設(shè)計(jì)

A08機(jī)械（2）龐健松 080401227 螺旋千斤頂主要零件：螺桿、螺母、托杯、手柄和底座。

設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：最大起重F=45KN、最大升起高度H=250mm。

螺旋起重器的結(jié)構(gòu)見圖,螺桿7和螺母6是它的主要零件。螺母6用緊定螺釘5固定在底座8上。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄4時(shí)，螺桿即轉(zhuǎn)動(dòng)并上下運(yùn)動(dòng)。托杯1直接頂住重物，不隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

安全板3防止托杯脫落，安全板9防止螺桿由螺母中全部脫出。

對(duì)這一裝置的主要要求是:保證各零件有足夠的強(qiáng)度、耐磨性、能自鎖、穩(wěn)定性合格等。

一、螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.螺紋的牙型

選用矩形螺紋，采用內(nèi)徑對(duì)中，配合選H8/h8，在計(jì)算強(qiáng)度時(shí)不考慮螺紋的徑向間隙。

2.3.螺桿的材料

選用C45

螺桿直徑

螺桿工作時(shí)，同時(shí)受壓力與扭矩的作用，因此它的計(jì)算可近似按緊螺紋栓聯(lián)接的計(jì)算公式估算出螺紋內(nèi)徑，即：

d1?5.2F????

查式中螺桿的屈服極限?s=255MPa，取安全因數(shù)n=2，得許用壓應(yīng)力???=127.5MPa，取整數(shù)???=130MPa。

將上述數(shù)據(jù)帶入得螺桿的直徑為d1?0.02764m，取d=30mm。

1千斤頂課程設(shè)計(jì)

A08機(jī)械（2）龐健松 080401227 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式p?d14，得P=7.5mm。

p參考梯形螺紋標(biāo)準(zhǔn)，螺紋牙型高h(yuǎn)=，得h=3.75mm。

2d圓整為整數(shù)后，取d1?d?p=38-7.5=30.5mm。

4.自鎖驗(yàn)算

在考慮眾多因素后，實(shí)際應(yīng)滿足的自鎖條件為：

?????1

由tan??np/(?d2)

n=1，p=7.5mm，d2=得tan?=0.07373

當(dāng)量摩擦角??=arctan ?，在有潤滑油情況下?=0.1，得???1=4.574 驗(yàn)證結(jié)束，左邊小于右邊，達(dá)到自鎖條件。

2?d1?h2=32.375mm 5.結(jié)構(gòu)

手柄孔徑dK根據(jù)手柄直徑dp決定，dk?dp?0.5mm。根據(jù)后面手柄部分的計(jì)算得到dp=26mm，所以dk=26.5mm。退刀槽的直徑比d1小，取值為28mm。退刀槽的寬度取為1.5P=11.25mm。

6.螺桿的強(qiáng)度校核

對(duì)C45進(jìn)行壓應(yīng)力校核，C45許用彎曲應(yīng)力??? b=120MPa，從后面的計(jì)算中得到數(shù)值，如下公式：

22?4F??T????b???3??d2??0.2d3???102MPa，符合該壓力下的強(qiáng)度要求。

1??2??7.螺桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

計(jì)算螺桿柔度時(shí)，螺桿最大受壓長度l可按將重物舉到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度計(jì)算，即：

d

l?H?H?/2?1.5

式中d為大徑，d=34mm，得l=200+56.25/2+1.5X34=279mm 千斤頂課程設(shè)計(jì)

A08機(jī)械（2）龐健松 080401227 由穩(wěn)定性驗(yàn)算公式Fcr??2EIl2

查機(jī)械手冊(cè)得C45的彈性模量E=200GPa，?22d?d1，得I=1.192?10?5m4 由慣性矩公式I=64??式中Fcr為滿足條件的軸向壓力

將上述數(shù)據(jù)帶入公式得，F(xiàn)cr=2.456?105KN,滿足條件，裝置穩(wěn)定

二、螺母的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.2.材料

螺母的材料選擇 鑄錫青銅56.25mm 螺紋圈數(shù)Z與高度H?，螺母的圈數(shù)通常是根據(jù)螺紋牙間強(qiáng)度條件求出，即：

Z?F

?d2h?p?式中：螺紋中徑d2=32.375mm，螺紋牙高度h=3.75mm 螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算

螺紋牙危險(xiǎn)截面的抗剪強(qiáng)度條件為：??F?????98MPa，得Z?1.7 ?d1bZ6Fl???b??400MPa，2?d1bZ螺紋牙危險(xiǎn)截面的抗彎強(qiáng)度條件為：?b?得Z?0.12

對(duì)于矩形螺紋b=0.5P，在條件Z?10的條件下，取Z=6?？紤]到退刀槽的影響，實(shí)際螺紋圈數(shù)為：Z??Z?1.5=7.5 所以得到螺母的高度：H??Z?P=56.25mm。

3.螺母其他尺寸（如圖）： 千斤頂課程設(shè)計(jì)

A08機(jī)械（2）龐健松 080401227

4.螺母與底座的配合

螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱面的配合采用H8/n7，為了方便安裝，應(yīng)在螺母下端和底座孔上端制出倒角，緊固螺釘?shù)闹睆饺8。

三、手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.2.材料

選用A5 手柄長度Lp

扳動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)矩KLP必須克服螺紋副的螺紋力矩M1和螺桿與托杯間的摩擦力矩M2，即：

LP?M1?M2 K

KLp?M1?M

2式中K為一個(gè)工人加于手柄上的臂力，間歇工作時(shí)約為150~250N，這里取K=250N。

dM1?F?tg???????2

M2??D4?D2??F

24在加潤滑油的情況下，摩擦系數(shù)?=0.06 千斤頂課程設(shè)計(jì)

A08機(jī)械（2）龐健松 080401227 將以上的數(shù)據(jù)帶入公式得Lp?0.71014m 手柄計(jì)算Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離?？紤]桿頭尺寸及人手握的長度，手柄的實(shí)際長度還應(yīng)該加上為820mm。

D2?100mm,最終得到千斤頂?shù)氖直枰拈L度23.手柄直徑dp

把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定直徑dp，其強(qiáng)度條件為：

dp?3KL

0.1???b式中???b為材料的許用彎曲應(yīng)力，對(duì)于A5手柄，???b=120MPa。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得dp?25.8mm，取dp=26mm。

4.結(jié)構(gòu)

手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端應(yīng)加上擋環(huán)（如圖），并用螺釘或鉚釘固定。

四、底座設(shè)計(jì)

底座這里選用HT100，鑄件壁厚選用?=10mm。為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此，可按照1：5的錐度設(shè)計(jì)。

圖中：

D7?4F????p2?D6

式中???p為底座下枕墊物的許用應(yīng)力。對(duì)于木材，取???p=2MPa。

將以上數(shù)據(jù)帶入公式得D7=232.53mm，最終取D7=240mm。千斤頂課程設(shè)計(jì)

A08機(jī)械（2）龐健松 080401227 1D8?D5?H1?2???95mm

5五、托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算

杯用來承托重物，此次計(jì)算選用ZG230-450，尺寸如圖所示，為了使其與重物接觸良好，防止重物滑動(dòng)，在托杯表面制出切口和溝紋。直徑D2的配合取H11/a11。

托杯的許用壓強(qiáng)可取為?P??18MPa，由此可確定托杯直徑D4，即：

D4?取D24F2 ?D2??P?=0.6?34.25=20.55mm，得D4?68.1mm，取D4=70mm

第三篇：千斤頂裝配圖]（范文）

裝配及繪制千斤頂裝配圖

傅賽春

教學(xué)目標(biāo)：

1、嚴(yán)格遵守《機(jī)械制圖》國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

2、培養(yǎng)空間想象能力，提高識(shí)圖、繪圖能力

3、養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度和耐心細(xì)致的工作作風(fēng) 教學(xué)重點(diǎn)：

1、識(shí)讀千斤頂中所有零件圖；

2、繪制千斤頂裝配圖 教學(xué)難點(diǎn)：裝配圖的合理配置 教學(xué)過程：

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

我國是歷史悠久的文明古國，在機(jī)械制圖方面有過杰出成就。早在宋代李誡的《營造法式》三十六卷中，附圖就占了六卷，畫法有正投影、軸測(cè)投影和透視，其工程制圖技術(shù)就已達(dá)到了很高的水平。如今《機(jī)械制圖》已成為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)踐性強(qiáng)，其主要內(nèi)容必須通過畫圖，識(shí)圖才能掌握領(lǐng)會(huì)。

目前中等職業(yè)學(xué)校的《機(jī)械制圖》教學(xué)往往照本宣科，只強(qiáng)調(diào)教科書中的基本知識(shí)。如：補(bǔ)畫三視圖、剖視圖、常用的標(biāo)準(zhǔn)件圖等常規(guī)畫圖訓(xùn)練，對(duì)于工程實(shí)際中出現(xiàn)的零件測(cè)繪卻幾乎從來不開展。

為了檢查學(xué)生《機(jī)械制圖》基本知識(shí)掌握程度，我設(shè)計(jì)了一個(gè)“教學(xué)項(xiàng)目”。將學(xué)生分組，給每一組學(xué)生一個(gè)千斤頂和組成該千斤頂?shù)乃辛慵D。要求學(xué)生不僅能讀懂千斤頂?shù)乃辛慵D，而且還要能拆裝千斤頂，最后根據(jù)裝配好的千斤頂，結(jié)合零件圖上的尺寸，畫出千斤頂?shù)难b配圖。

通過這樣的真實(shí)零件訓(xùn)練，不僅考查學(xué)生的識(shí)圖、繪圖的基本制圖技能，也增強(qiáng)了機(jī)械專業(yè)學(xué)生裝配動(dòng)手能力。這樣的“項(xiàng)目教學(xué)”將書本中學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使枯燥的制圖教學(xué)變得形象生動(dòng)。

二、教學(xué)過程

（一）千斤頂工作原理

千斤頂是用來支撐和起動(dòng)重物的機(jī)構(gòu)，這是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)械式千斤頂。將絞杠插入螺桿的φ20孔中，以旋轉(zhuǎn)螺桿。螺桿具有鋸齒形螺紋B50×8；螺母套以過渡配合壓裝于底座中，并用兩個(gè)圓柱端緊定螺釘M10×20止轉(zhuǎn)、固定，這樣就能達(dá)到螺桿旋轉(zhuǎn)而使起生物升降。頂塊以SR40內(nèi)圓球面和螺桿頂部接觸，并能微量擺動(dòng)以適應(yīng)不同情況的接觸面。擋圈用一個(gè)M8×20的沉頭螺釘固定在螺桿下端，以防止其旋出螺母。

（二）分析指導(dǎo)

1、仔細(xì)讀懂各零件圖 ①底座

底座是一鑄件，材料是HT200牌號(hào)的鑄鐵。其基本形體是同軸回轉(zhuǎn)體。在標(biāo)注各段直徑后，只需一個(gè)全剖主視圖。

螺孔2--M10--7H與圓柱φ100、φ65相貫線采用簡(jiǎn)化畫法，以外形線表示。注尺寸的軸向基本基準(zhǔn)是底面，但尺寸φ57、2、103不應(yīng)以底面為基準(zhǔn)標(biāo)注，否則底面加工誤差變化，各尺寸都要相應(yīng)變化。

螺也2--M10--7H的定位尺寸也不能從底面出發(fā)標(biāo)注，而應(yīng)從輔助基準(zhǔn)標(biāo)注；因?yàn)槌叽绂?6要與螺母上相應(yīng)尺寸φ26一致。②螺桿

其視圖有一個(gè)做出三處局部剖視的主視圖，和一個(gè)只畫出一半的移出剖面。右上方的局部剖，系用以表示鋸齒形螺紋牙型的方向的，否則加工方向錯(cuò)了，就不能符合設(shè)計(jì)要求。而對(duì)于對(duì)稱的普通螺紋、梯形螺紋的牙型，一般不必畫出牙型。

凡是標(biāo)注螺紋尺寸，一般必須注出其公差帶代號(hào)，除非只有一種公差帶代號(hào)。不透的螺孔，應(yīng)同時(shí)注出內(nèi)螺紋長度及鉆孔深度。螺紋倒角由工藝常規(guī)處理。

兩個(gè)正φ20，不能僅從相貫線來判斷其直徑是否相等，因?yàn)槿糁睆较嗖畈欢?，則相貫線也近似，所以，兩個(gè)孔均應(yīng)標(biāo)注尺寸φ20。③螺母

螺母的材料是鑄造青銅ZQSn6—6--3，其中“Z”表示鑄造，“Q”代表青銅，“Sn6”表示錫含量約6%，第二個(gè)“6”表示鋅的含量大約百分值，最后的“3”是鉛含量約3%。

圓柱孔2---φ7與圓柱65相貫處，采用簡(jiǎn)化畫法，以直線取代雙曲線。尺寸φ26與底座上的相應(yīng)尺寸φ26應(yīng)協(xié)調(diào)，故必須注出該尺寸。

鋸齒形螺紋只須注出公稱尺寸（大徑），不必注小徑，但應(yīng)注出其螺紋公差。2---φ7孔應(yīng)該與底座上的孔一起組合加工，應(yīng)注明“配作”。④擋圈

擋圈上的尺寸90、φ17和9，應(yīng)與沉頭螺釘?shù)南鄳?yīng)尺寸協(xié)調(diào)，故應(yīng)先查出沉頭螺釘?shù)挠嘘P(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。⑤頂塊

其視圖由全剖視的主視圖，局部視圖和一個(gè)局部放大的剖視圖組成。頂面制出花紋是為了增加摩擦。

螺孔與圓柱孔φ40、外圓柱面φ64的相貫線，均采用簡(jiǎn)化畫法。

2、采用何種裝配圖

裝配圖是表達(dá)機(jī)器基部件的圖樣，是表達(dá)設(shè)計(jì)思想、指導(dǎo)裝配和進(jìn)行技術(shù)交流的重要技術(shù)文件。一般在設(shè)計(jì)過程中用的裝配圖，主要是表達(dá)機(jī)器和部件的結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、零件間的相互位置和配合、連接、傳動(dòng)關(guān)系以及主要零件的基本形狀；在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中用的裝配圖稱為裝配工作圖，主要是表達(dá)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、零件間的相對(duì)位置和配合、連接、傳動(dòng)關(guān)系，主要是用來把加工好的零件裝配成整體。

3、畫裝配圖底稿

①考慮視圖方案

主視圖作全剖視，各零件的裝配關(guān)系均可表達(dá)清楚。

為了充分表明千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)功能，可以增加一個(gè)螺桿的移出斷面圖，以表明轉(zhuǎn)動(dòng)螺0桿時(shí)插入絞杠時(shí)用的兩正交孔φ20，以及為表示頂塊頂面的花紋而增加一個(gè)A向視圖。

②布置圖幅

畫圖時(shí)，先在三號(hào)圖幅內(nèi)估量這三個(gè)圖形所占的位置和面積，以及標(biāo)題欄和明細(xì)欄所占的面積，要留出編寫序號(hào)和注尺寸的地方。

③兩種畫圖步驟

A、先畫螺桿（不能按零件圖折斷縮短），后在適當(dāng)位置畫螺母（鋸齒形螺紋超出螺母頂面約5或10為宜），及底座、頂塊等。

B、先畫底座，后畫螺母，再畫螺桿等。④緊固件

各螺釘應(yīng)先查表，在畫出的草圖上注上查得的主要有關(guān)尺寸，再畫入裝配圖中。一字槽應(yīng)以比粗實(shí)線粗2—3倍的粗線表示，而不畫出槽。⑤標(biāo)注尺寸

此裝配圖上可注出裝配尺寸：65H8/n7、B50×8—7H/7e，SR40、26等。外形尺寸：φ130 特性尺寸：如起重高度范圍尺寸，計(jì)算式如下： 最高尺寸：212+（35-25）+〔125-（75-18）〕=290 最低尺寸：212+（35-25）+6=228 或（212-135）+（35-25）+18+125=228 所以該尺寸為φ228～φ290 其中φ228也是外形尺寸。

φ20是與絞杠直徑有關(guān)的尺寸，也應(yīng)注明，作為設(shè)計(jì)絞杠的根據(jù)。⑥編號(hào)及編寫明細(xì)欄

要求每一列數(shù)字、字母、漢字均排列整齊，為此可先極輕、極細(xì)地畫出縱界線，以確定各字的位置。

千斤頂?shù)拇?hào)QJD是千斤頂三字的第一個(gè)字母，其后“1”是第一型，最后兩位數(shù)字編零件號(hào)；裝配圖則為00。

⑦畫剖面線

剖面線一般為45線，相鄰零件可挨次畫出。相鄰零件剖面線應(yīng)不同（方向或間距不同），大件間距大些。相同零件如螺桿，在不同局部剖面或不同視圖上其剖面線都必須相同。

⑧仔細(xì)檢查底稿，改正錯(cuò)誤后加粗。

粗、細(xì)線均應(yīng)在草稿上試畫，符合標(biāo)準(zhǔn)以后，才在圖上加深各種圖線。

4、完成裝配圖

加深時(shí)，次序如下：圓或圓弧→水平線→垂直線→斜線。細(xì)線若模糊不清，或色過線，也可再加深一次，最后完成的裝配圖。

（三）作業(yè)要求 01、用A3幅面圖紙繪制千斤頂裝配圖

2、提示：

（1）千斤頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以全剖主視圖大部可表達(dá)清楚，細(xì)節(jié)部分適當(dāng)運(yùn)用局部剖視。（2）M10×20、M6×16圓柱端緊走螺釘可查手冊(cè)，GB75--85，M8×20沉頭螺釘查GB68-85?；蛴山處熃o出。

（3）按照裝配圖尺寸要求標(biāo)注尺寸，注意標(biāo)注出反映起重高度范圍的尺寸。

三、教后反思

1、通過千斤頂裝配圖的“項(xiàng)目教學(xué)”，學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中進(jìn)一步鞏固了書本上的理論知識(shí)，也增加了許多實(shí)踐知識(shí)，從而真正提高教學(xué)效果。這種教學(xué)方式學(xué)生非常喜歡，他們?cè)谡n堂中表現(xiàn)得非常的活躍，思維也很敏捷，主動(dòng)性被充分調(diào)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)有人因教師講解太慢而沒事做、有人因聽不懂而打瞌睡、有人因不感興趣而開小差等現(xiàn)象。甚至連課外時(shí)間都會(huì)去查找資料、討論相關(guān)問題，不會(huì)出現(xiàn)作業(yè)隨便應(yīng)付或抄作業(yè)、作業(yè)拖拉或不做等問題。

2、在教學(xué)中要適時(shí)的引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生困難時(shí)要幫助他們整理知識(shí)。如編寫出繪制裝配圖的步驟要領(lǐng)“四定”、“一?！薄?/p>

3、由于現(xiàn)行教學(xué)制度的限制，這樣的教學(xué)開展起來有一定的難度：如課時(shí)上需要連課教學(xué)；課程需安排在《機(jī)械制圖》基本學(xué)完后；需要學(xué)校配備一些教學(xué)設(shè)備等。最關(guān)鍵的是需要教師具有很強(qiáng)的綜合實(shí)踐能力，這對(duì)上課教師是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

四、附：教學(xué)用圖

根據(jù)軸測(cè)圖和成套零件圖，繪制千斤頂裝配圖。

第四篇：機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)——千斤頂

機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)

螺旋起重器設(shè)計(jì)說明書

一、設(shè)計(jì)題目（3.1.3）

螺旋起重器（千斤頂）

已知條件：起重量FQ=50KN，最大起重高度H=150mm。

二、螺桿、螺母選材

本千斤頂設(shè)計(jì)采用梯形螺紋螺旋傳動(dòng)。由于螺桿承受載荷較大，而且是小截面，故選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。查參考文獻(xiàn)[2]表10.2得σs=355MPa,[?]??s3~5,取[σ]=110MPa;σb=600MPa。

由于千斤頂屬于低速重載的情況，且螺母與螺桿之間存在滑動(dòng)磨損，故螺母采用強(qiáng)度高、耐磨、摩擦系數(shù)小的鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3(考慮速度低)，查表得螺母材料的許用切應(yīng)力[?]?30~40MPa,取[?]=35MPa；許用彎曲應(yīng)力

[σb]=40~60MPa, 取[σb]=50MPa。

托杯和底座均采用鑄鐵材料。

三、螺桿、螺母設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 耐磨性計(jì)算

由耐磨性條件公式：

Ps?FA?F?p??d2?h?H?[p]

對(duì)于梯形螺紋，有h=0.5p,那么耐磨性條件轉(zhuǎn)化為： d2?0.8式中

d2——螺紋中徑，mm;F——螺旋的軸向載荷，N； H——螺母旋合高度，mm;? ——引入系數(shù)，?=H/d2;

F?[p] [p]——材料的許用壓強(qiáng)，MPa;查機(jī)械設(shè)計(jì)表5.8，得[p]=18~25MPa，取[p]=20MPa，對(duì)于整體式螺母，取?=2.0，那么有d2?0.8??1.2~2.5，50KN2.0*20MPa?28.3mm。查參考文獻(xiàn)[4]表H.5,試取公稱直徑d=36mm,螺距p=6mm,中徑d2=33mm,小徑d1=29mm,內(nèi)螺紋大徑D4=37mm。那么螺母高度H???d2?2.0*33?66mm，螺紋圈數(shù)

z?Hp?666?11，按要求取10，α=2β=30°。

3.2 螺桿強(qiáng)度校核

千斤頂螺桿危險(xiǎn)截面受軸向力F和扭轉(zhuǎn)力矩T1的作用，這里的扭轉(zhuǎn)力矩是螺紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩T1。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為

??(4F?d12)?3(216T1?d13)?[?]

對(duì)于梯形螺紋該式可化為 d1?4*1.25F?[?] 式中

d1——螺桿螺紋的小徑(mm)；

[?]——螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa);

F—— 螺桿所受的軸向載荷(N)；

d2

2T1——螺桿所受轉(zhuǎn)矩(N·mm),T1?Ftan(???')4*1.25*50KN。

代入數(shù)據(jù)，d1??*110MPa?26.90mm

而選擇d1=29mm,滿足螺桿強(qiáng)度要求。3.3螺紋牙強(qiáng)度校核

因?yàn)槁菽覆牧蠌?qiáng)度低于螺桿，所以螺紋牙的剪切和彎曲破壞大多發(fā)生在螺母上，故可只校核螺母螺紋牙強(qiáng)度。螺母螺紋牙根部剪切強(qiáng)度條件為：

??Fz?D4b?[?]

式中

F——軸向載荷(N)；

D4——螺母螺紋大徑(mm);

Z——螺紋旋合圈數(shù)；

b——螺紋牙根部厚度(mm)，對(duì)于梯形螺紋b=0.65p。

代入數(shù)據(jù)計(jì)算

??5000010*?*37*0.65*6?11.03MPa?[?]

即螺母滿足剪切強(qiáng)度要求。

螺母螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度條件為：

?b?

3Flz?D4b2?[?b]

式中

l——彎曲力臂，l?代入數(shù)據(jù)計(jì)算

?b?D4?d12?37?292?4mm；

3*50000*210*?*37*(0.65*6)2?16.97MPa?[?b]

即螺母螺紋牙滿足彎曲強(qiáng)度要求。3.4 螺紋副自鎖條件校核

由螺紋副自鎖條件：

???',?'?arctafn'

式中

?——螺紋螺旋升角（°），??arctan'?——當(dāng)量摩擦角(°);

np?d2

n——螺紋線數(shù)，n=1;p

——螺紋導(dǎo)程(mm);

d2——螺紋中徑(mm);f'——當(dāng)量摩擦系數(shù),查機(jī)械設(shè)計(jì)表5.10，得f'=0.08~0.10,取

f'=0.09;

1*6代入數(shù)據(jù) ??arctan?*29?3.77?

?'?arctan0.09?5.14?

因?yàn)?≤?'，所以滿足螺紋副自鎖條件要求。3.5螺桿的穩(wěn)定性校核

千斤頂?shù)淖畲笊仙叨菻=150mm.則螺桿的最大工作長度

L?150?H螺母2?h1?l退刀槽

式中

H螺母——螺母高度(mm)，H螺母=66mm;l退刀槽——螺桿與手柄座相接處額尺寸，查手冊(cè)知，l退刀槽=10.5mm。

假設(shè)手柄直徑為d1=28mm,由尺寸經(jīng)驗(yàn)公式h1=(1.8~2)d1=50.4~56mm取

h1=52mm,則

L=150+33+52+10.5=250.5mm 則螺桿的柔度

???Li?4?Ld1

式中

?——長度系數(shù)，對(duì)本千斤頂，看做一端固定、一端自有，則可取

?=2；

d1——螺紋小徑，d1=29mm。

i——螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑(mm),i?截面的面積(mm2)。

代入數(shù)據(jù)計(jì)算

??4*2*250.529?69.10

IA?d14,其中A為危險(xiǎn)對(duì)于45#調(diào)制鋼，此時(shí)螺桿穩(wěn)定的臨界載荷Fc為：

Fc???3401?0.00013*69.12?2944?138565.6N

那么，由壓桿穩(wěn)定條件

FcF?138565.650000?2.77?2.5

故螺桿滿足穩(wěn)定性要求。

四、螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，螺母外徑D2≈1.5d=1.5×36=54mm;螺母凸緣外徑D3≈1.4D2=1.4×54=75.6mm;螺母凸緣厚b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×66=13.2~19.8mm，取b=15mm。

五、手柄設(shè)計(jì)

加在手柄上的力需要克服螺紋副之間的摩擦阻力矩T1和托杯支撐面間的摩擦力矩T2。設(shè)加在手柄上的力F1=250N，手柄長度為L1，則有F1 L1 = T1 + T2。對(duì)于T1和T2，有

T1?Ftan(???')d22?50000*tan(3.77?5.14)*33232?129339.1N·mm

T2?fF3?[D?(2~4)]?(D1?2)[D?(2~4)]?(D1?2)23

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，D?（1.6~1.8）d?(1.6~1.8)?36?57.6~64.8mm,取D=60mm;D1（取D1=25mm。0.6~0.8）d?(0.6~0.8)?36?21.6~28.8mm，?托杯材料選擇鑄鐵，手柄選擇Q235，摩擦因數(shù)f=0.12,則

T2?fF3?[D?(2~4)]?(D1?2)[D?(2~4)]?(D1?2)2332≈

0.12*500003*57?2757?272332?131357.1N?mm

那么手柄長度L1?筒長700mm。T1?T2F1?129339.1?131357.1250?1042.8mm，取L1=400mm,加套設(shè)手柄所受最大彎曲應(yīng)力為σ，查參考文獻(xiàn)[2]表10.1,?s?225MPa，查參考文獻(xiàn)[3],得??b???s1.5~2，則??b?=112.5~150MPa,取??b?=125MPa。

T1?T2Wz32(T1?T2)???b?，轉(zhuǎn)化為： 則手柄直徑d1應(yīng)滿足 ??32(T1?T2)??d1d1?3???b??332*(129339.1?131357.1)?*125?27.7mm

取手柄直徑d1=28mm。

六、底座設(shè)計(jì)

螺桿下落至底面，再留20~30mm的空間，底座鑄造起模斜度1:10，壁厚??10mm。由經(jīng)驗(yàn)公式，S=(1.5~2)?=12~16mm,取S=16mm。

D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，D5=128mm。D4=1.4D5=1.4*128=179.2mm。

結(jié)構(gòu)確定后校核下底面的擠壓應(yīng)力：

?p?F?4?250000(D4?D5)2?4?4.052MPa

(179.2?128)2底面材料選擇鑄鐵HT100，查表得鑄鐵件壁厚為10~20mm時(shí)，?b?100MPa，[?p]?(0.4~0.5)?b?(0.4~0.5)*100?(40~50)MPa。

顯然，?p?[?p]，下

FA?F上表面校核：?b1??4?24*50000(D3?D2)2?*(75.6?54)22?22.74MPa，查表

得[σb]=195MPa, ?b1<[σb]。

故上表面滿足強(qiáng)度要求。為方便，取D4=180mm。

七、其余各部分尺寸及參數(shù)

DT?(2.0~2.5)d?(2.0~2.5)*36?72~90mm，取DT=76mm；

D?(1.6~1.8)d?(1.6~1.8)*36?57.6~64.8mm，取D=60mm；

D1?(0.6~0.8)d?(0.6~0.8)*36?21.6~28.8mm，取D1=24mm;h?(0.8~1)D?(0.8~1)*60?48~60mm，取h=55mm；

h1?(1.8~2)d1?(1.8~2)*28?50.4~56mm，取h1=54mm； h2?(0.6~0.8)D1?(0.6~0.8)*24?14.4~19.2mm，取h2=18mm；

d3?(0.25~0.3)D1?(0.25~0.3)*24?6~7.2mma?6~8mm，取d3=6mm；，取a=6mm；

t?6~8mm，取t=6mm。

固定托盤用的擋圈內(nèi)徑8mm，外徑26mm，厚5mm；螺釘GB/T5783-2000A M8×16。

螺桿底部擋圈內(nèi)徑8mm，外徑42mm，厚5mm；螺釘 GB/T5783-2000A M8×16。

緊定螺釘 GB/T71-1985 M8×20。其余鑄造圓角，取R=2mm。

底座高度為205mm，裝配后千斤頂?shù)纳捣秶鸀?60~510mm。

八、參考資料

[1]張鋒，宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，2009.10 [2]宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，2006 [3]王黎欽，陳鐵鳴.機(jī)械設(shè)計(jì).5版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010.1

第五篇：機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)——千斤頂

螺旋起重器（千斤頂）設(shè)計(jì)說明書

目錄

一、設(shè)計(jì)題目--------2

二、螺母、螺桿選材-----------------------------2

三、螺桿、螺母設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 耐磨性計(jì)算--2 3.2 螺桿強(qiáng)度校核------------------------------3 3.3 螺紋牙強(qiáng)度校核---------------------------3 3.4 螺紋副自鎖條件校核--------------------4 3.5 螺桿穩(wěn)定性校核---------------------------4

四、螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)----------------------5

五、手柄設(shè)計(jì)-------5

六、底座設(shè)計(jì)-------6

七、其余各部分尺寸及參數(shù)-------------------7

八、參考資料--------8

螺旋起重器（千斤頂）設(shè)計(jì)說明書

一、設(shè)計(jì)題目

螺旋起重器（千斤頂）

已知條件：起重量FQ=40KN，最大起重高度H=200mm。

二、螺桿、螺母選材

本千斤頂設(shè)計(jì)采用梯形螺紋螺旋傳動(dòng)。由于螺桿承受載荷較大，而且是小截面，故選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。查參考文獻(xiàn)[2]得σs=355MPa,查機(jī)械設(shè)計(jì)表5.9得[?]??s3~5,取[σ]=110MPa;σb=600MPa。

由于千斤頂屬于低速重載的情況，且螺母與螺桿之間存在滑動(dòng)磨損，故螺母采用強(qiáng)度高、耐磨、摩擦系數(shù)小的鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3，查表5.9得螺母材料的許用切應(yīng)力[?]?30~40MPa,取[?]=35MPa；許用彎曲應(yīng)力[σb]=40~60MPa, 取[σb]=50MPa。

托盤和底座均采用鑄鐵材料。

三、螺桿、螺母設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 耐磨性計(jì)算

由耐磨性條件公式：

Ps?FA?F?p??d2?h?H?[p]

對(duì)于梯形螺紋，有h=0.5p,那么耐磨性條件轉(zhuǎn)化為： d2?0.8式中

d2——螺紋中徑，mm;F——螺旋的軸向載荷，N； H——螺母旋合高度，mm;? ——引入系數(shù)，?=H/d2;

F?[p] [p]——材料的許用壓強(qiáng)，MPa;查機(jī)械設(shè)計(jì)表5.8，得[p]=18~25MPa，取[p]=20MPa，對(duì)于整體式螺母，取?=2.0，那么有d2?0.8??1.2~2.5，40KN2.0*20MPa?25.3mm。查參考文獻(xiàn)[4]表H.5,試取公稱直徑d=32mm,螺距p=6mm,中徑d2=29mm,小徑d1=25mm,內(nèi)螺紋大徑D4=33mm。那么螺母高度H???d2?2.0*29?58mm，螺紋圈數(shù)z?Hp?586?9.7，α=2β=30°。

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3.2 螺桿強(qiáng)度校核

千斤頂螺桿危險(xiǎn)截面受軸向力F和扭轉(zhuǎn)力矩T1的作用，這里的扭轉(zhuǎn)力矩是螺紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩T1。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為

??(4F?d12)?3(216T1?d13)?[?]

對(duì)于梯形螺紋該式可化為 d1?4*1.25F?[?] 式中

d1——螺桿螺紋的小徑(mm)；

[?]——螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa);

F—— 螺桿所受的軸向載荷(N)；

d2

2T1——螺桿所受轉(zhuǎn)矩(N·mm),T1?Ftan(???')4*1.25*40KN。

代入數(shù)據(jù)，d1??*110MPa?24.06mm

而選擇d1=25mm,滿足螺桿強(qiáng)度要求。3.3螺紋牙強(qiáng)度校核

因?yàn)槁菽覆牧蠌?qiáng)度低于螺桿，所以螺紋牙的剪切和彎曲破壞大多發(fā)生在螺母上，故可只校核螺母螺紋牙強(qiáng)度。螺母螺紋牙根部剪切強(qiáng)度條件為：

??Fz?D4b?[?]

式中

F——軸向載荷(N)；

D4——螺母螺紋大徑(mm);

Z——螺紋旋合圈數(shù)；

b——螺紋牙根部厚度(mm)，對(duì)于梯形螺紋b=0.65p。

代入數(shù)據(jù)計(jì)算

??400009.3*?*33*0.65*6?10.64MPa?[?]

即螺母滿足剪切強(qiáng)度要求。

螺母螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度條件為：

?b?3Flz?D4b2?[?b]

式中

l——彎曲力臂，l?

D4?d223

?33?292?2mm；

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其它參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)計(jì)算

?b?3*40000*29.3*?*33*(0.65*6)2?16.73MPa?[?b]

即螺母螺紋牙滿足彎曲強(qiáng)度要求。3.4 螺紋副自鎖條件校核

由螺紋副自鎖條件：

???',?'?arctafn'

式中

?——螺紋螺旋升角（°），??arctan'?——當(dāng)量摩擦角(°);

np?d2

n——螺紋線數(shù)，n=1;

p——螺紋導(dǎo)程(mm);

d2——螺紋中徑(mm);f'——當(dāng)量摩擦系數(shù),查機(jī)械設(shè)計(jì)表5.10，得f'=0.08~0.10,取

f'=0.09;

1*6代入數(shù)據(jù) ??arctan?*29?3.77?

?'?arctan0.09?5.14?

因?yàn)?≤?'，所以滿足螺紋副自鎖條件要求。3.5螺桿的穩(wěn)定性校核

千斤頂?shù)淖畲笊仙叨菻=200mm.則螺桿的最大工作長度

L?200?H螺母2?h1?l退刀槽

式中

H螺母——螺母高度(mm)，H螺母=58mm;h1符號(hào)參見參考文獻(xiàn)[1]圖3.1；

l退刀槽——螺桿與手柄座相接處額尺寸，查手冊(cè)知，l退刀槽=10.5mm。

假設(shè)手柄直徑為d1=26mm,由尺寸經(jīng)驗(yàn)公式h1=(1.8~2)d1=46.8~54mm取

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h1=50mm,則

L=200+29+50+10.5=289.5mm 則螺桿的柔度

???Li?4?Ld1

式中

?——長度系數(shù)，對(duì)本千斤頂，看做一端固定、一端自有，則可取

?=2；

d1——螺紋小徑，d1=25mm。

i——螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑(mm),i?截面的面積(mm2)。

代入數(shù)據(jù)計(jì)算

??4*2*289.525?92.64?90IA?d14,其中A為危險(xiǎn)

對(duì)于45#調(diào)制鋼，此時(shí)螺桿穩(wěn)定的臨界載荷Fc為：

Fc??EI(?L)22

5式中 E——螺桿材料的彈性模量，對(duì)于鋼 E=2.07×10MPa； I——螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩(mm),I?代入數(shù)據(jù)計(jì)算 Fc??2

4?d1644；

*2.07?1025(2*289.5)?4*25644?148782.9N

那么，由壓桿穩(wěn)定條件

FcF?148782.940000?3.72?2.5

故螺桿滿足穩(wěn)定性要求。

四、螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，螺母外徑D2≈1.5d=1.5×32=48mm;螺母凸緣外徑D3≈1.4D2=1.4×48=67.2mm;螺母凸緣厚b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×58=11.6~17.4mm，取b=15mm。

五、手柄設(shè)計(jì)

加在手柄上的力需要克服螺紋副之間的摩擦阻力矩T1和托杯支撐面間的摩擦力矩T2。設(shè)加在手柄上的力F1=300N，手柄長度為L1，則有F1 L1 = T1 + T2。對(duì)

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于T1和T2，有

T1?Ftan(???')d22?40000*tan(3.77?5.14)*329232?90929.3N·mm

T2?fF3?[D?(2~4)]?(D1?2)[D?(2~4)]?(D1?2)2

公式中的符號(hào)見參考書[1]圖3.2和圖3.3。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，D?(1.6~1.8)d?(1.6~1.8)?32?51.2~57.6mm,取D=55mm;D1?(0.6~0.8)d?(0.6~0.8)?32?19.2~26.6mm，取D1=25mm。

托杯材料選擇鑄鐵，手柄選擇Q235，摩擦因數(shù)f=0.12,則

T2?fF3?[D?(2~4)]?(D1?2)[D?(2~4)]?(D1?2)2332≈

0.12*400003*53?2753?272332?99380N?mm

那么手柄長度L1?500mm。T1?T2F1?90929.3?99380300?634.4mm，取L1=200mm,加套筒長設(shè)手柄所受最大彎曲應(yīng)力為σ，查參考文獻(xiàn)[2]表10.1,?s?225MPa，查參考文獻(xiàn)[3],得??b???s1.5~2，則??b?=112.5~150MPa,取??b?=125MPa。

T1?T2Wz32(T1?T2)???b?，轉(zhuǎn)化為： 則手柄直徑d1應(yīng)滿足 ??32(T1?T2)??d1d1?3???b??332*(90929.3?99380)?*125?24.9mm

取手柄直徑d1=26mm。

六、底座設(shè)計(jì)

螺桿下落至底面，再留20~30mm的空間，底座鑄造起模斜度1:10，壁厚??10mm。由經(jīng)驗(yàn)公式，S=(1.5~2)?=12~16mm,取S=16mm。各符號(hào)見參考書[1]圖3.2和圖3.3。

D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，D5=128mm。D4=1.4D5=1.4*128=179.2mm。

結(jié)構(gòu)確定后校核下底面的擠壓應(yīng)力：

?p?F?4?240000(D4?D5)2?4?3.242MPa

(179.2?128)6

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有結(jié)果可知，千斤頂在最大載荷下，可以在木材上使用。底面材料選擇鑄鐵HT100，查表得鑄鐵件壁厚為

10~20mm。

時(shí)，?b?10M0Pa，[?p]?(0.4~0.5)?b?(0.4~0.5)*100?(40~50)MPa

顯然，?p?[?p]，下表面強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

FA?F上表面校核：?b1??4?24*40000(D3?D2)2?*(67.2?48)22?23.03MPa，查參考文獻(xiàn)[4]表B.4，得[σb]=195MPa, ?b1<[σb]。

故上表面滿足強(qiáng)度要求。

七、其余各部分尺寸及參數(shù)（符號(hào)見參考書[1]圖3.2和圖3.3）

DT?(2.0~2.5)d?(2.0~2.5)*32?64~80mm，取DT=76mm；

D?(1.6~1.8)d?(1.6~1.8)*32?51.2~57.6mm，取D=55mm；

D1?(0.6~0.8)d?(0.6~0.8)*32?19.2~25.6mm，取D1=24mm;h?(0.8~1)D?(0.8~1)*55?44~55mm，取h=55mm；

h1?(1.8~2)d1?(1.8~2)*26?46.8~52mm，取h1=50mm； h2?(0.6~0.8)D1?(0.6~0.8)*24?14.4~19.2mm，取h2=18mm；

d3?(0.25~0.3)D1?(0.25~0.3)*24?6~7.2mma?6~8mm，取d3=6mm；，取a=6mm；

t?6~8mm，取t=6mm。

固定托盤用的擋圈內(nèi)徑8mm，外徑26mm，厚5mm；螺釘GB/T5783-2000A M8×10。

螺桿底部擋圈內(nèi)徑8mm，外徑34mm，厚5mm；螺釘 GB/T5783-2000A M8×16。

緊定螺釘 GB/T71-1985 M8×20。其余鑄造圓角，取R=2mm。

底座高度為284mm，裝配后千斤頂?shù)纳捣秶鸀?14~614mm。螺旋起重器（千斤頂）裝配圖見A3圖紙。

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八、參考資料

[1]張豐，宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，2009.10 [2]宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，2006 [3]王黎欽，陳鐵鳴.機(jī)械設(shè)計(jì).5版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010.1 [4]于慧力，張春宜.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2007 [5]劉瑩，吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)教程.2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.9 [6]金鈴，劉玉光，李立群.畫法幾何及機(jī)械制圖.哈爾濱：黑龍江人民出版社，2003.7