大作业任务书。
大作业指导书。
合肥学院机械基础教研室。
2023年。
螺旋千斤顶设计任务书。
学生班别学号成绩。
设计完成日期年月日。
指导教师。原始数据。
1. **配图一张。
2. 计算说明书一份。
螺旋千斤顶作业指导书。
一、作业目的。
1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法；
2. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。
3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。
二、螺旋千斤顶的设计。
千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1—1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。
设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。
设计的原始数据是；最大起重量q（kn）和最大提升高度l（mm）。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：
1. 螺杆的设计与计算。
1）螺杆螺纹类型的选择。
螺纹有矩（方）形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=300，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按gb5796.1—86的规定。
2）选取螺杆材料。
螺杆材料常用q235、q等。
3）确定螺杆直径。
按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。
4）自锁验算。
自锁条件是λ≤φv
式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1fv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l°
5）结构（见图1—2）
螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp十0.5mm。
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1小，其值可查手册按退刀槽规范确定。退刀槽的宽度可取为1.
5t。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。
6）螺杆强度计算。
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材。
7）稳定性计算。
细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性，计算时应注意正确确定螺杆长度系数μ。
当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。
2. 螺母设计与计算。
1）选取螺母材料。
螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。
2）确定螺母高度h及螺纹工作圈数u
螺母高度h=φd2（h应圆整为整数）螺纹工作圈数，考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d。
3）校核螺纹牙强度。
一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图1—3。必要时还应对螺母外径d3进行强度验算。
4）螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用或等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图1—3）和底座孔上端（图1—7）做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图1—1），紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm。
3. 托杯的设计与计算。
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1-4。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，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
[p或1-1）
式中：[p]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p]的小者。
4. 手柄设计与计算。
1）手柄材料。
常用q235和q215
2）手柄长度lp
板动手柄的力矩 f·lp=t1+t2 则。
式1-2）式中：f——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150～250n，工作时间较长时为100～150n。
t1——螺旋副间的摩擦阻力矩。
t2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩。
手柄计算长度lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上+（50～150）mm。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。
3）手柄直径dp
把手柄看成一个悬臂梁按弯曲强度确定其直径dp，按弯曲强度条件，手柄弯曲应力。
[σ]f式1-3）
故dp式1-4）
式中：[σf——手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为q215和q235时，[σf=120mpa
4）结构。手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环（图1-6），并用螺钉或铆合固定。
5. 底座设计。
底座材料常用铸铁（ht150及ht200）（图1—7），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。
图中 h1=l+（14～28）mm
d6=d3+（5～10）mm
d7=d6+
d8=式中：[σp——底座下枕垫物的许用挤压应力。
三、设计要求。
1. **配图一张。
设计前应仔细阅读作业指导书，了解图中各零件的结构、作用和各零件间的相互关系。作图时应先画主要部分，并从中心线开始，由上到下，由内到外地进行。线型粗细、尺寸标准和字体，都应符合制图规定。
装配图应注的尺寸包括：总体尺寸（长、宽、高）、安装尺寸、工作性能尺寸及配合尺寸，配合尺寸应标出配合公差。
零件明细表的内容包括：件号、名称（包括主要规格尺寸）、数量、材料（注出牌号）和备注（对于标准件应注明该标准的代号）。
2. 设计说明书一份。
说明书的内容包括：目录，设计题目及已知数据，计算内容及步骤，说明书的字迹要清楚整洁，计算装确，步骤分明，计算过程要列出公式，代入数字并写出结果，而中间的数字演算不必书写。
说明书的格式如下：
v带传动作业任务书。
学生班别学号成绩。
设计完成日期年月日。
指导教师。一、题目：
设计由电机驱动的——3500——1a型鼓风机的v带传动（图2—1）
原始数据：二、工作要求：
1. 绘制v带传动张紧装置的结构图。
2. 计算说明书一份。
3. 绘制带轮零件图。
v带传动作业指导书。
一、作业目的。
1. 利用课堂所学的基本知识设计驱动鼓风机的v型带传动。
2. 了解带传动常见的张紧装置及设计张紧装置。
二、v带传动设计。
传动设计的原始数据是：电动机功率p1与转速n1，鼓风机转速n2。
v带传动的设计步骤详见教材。设计时注意初定的传动中心距不宜过小，否则张紧带传动的滑轨（见图2—1）与鼓风机底座相碰。
三、v带传动的张紧装置。
v带传动是靠摩擦传动，为使传动带与带轮接触面具有一定压力和摩擦力，在新装传动带时必须张紧。工作一段时间后，传动带会产生塑性伸长，张紧力减小，影响传递的功率，因此要求把传动带再张紧。
根据调节张紧力的方法，张紧分为人工定期调节张紧和自动调节张紧。
人工定期调节张紧装置有：
1. 图2—1所示的滑轨张紧。电动机装在滑轨上，旋转调整螺栓推动电机移动，加大传动中心距而把传动带张紧。这种张紧适用于水平或接近水平的带传动。
2. 图2—2所示的摆动架张紧。电机固定在摆动板上，调节摆动板在调整螺杆上的位置，使电机与摆动板绕摆动销轴摆动，加大传动中心距张紧传动带，适用于垂直或接近垂直传动的张紧。
3. 图2—3适用于传动中心距为不可调时三角带传动的张紧装置。利用改变张紧轮在立柱上的位置使三角带张紧，张紧轮应压在三角带松边的内侧，并靠近大带轮。
张紧轮的节圆直径可取为小带轮节圆直径的0.65～0.75倍，张紧轮轮缘尺寸、材料与带轮相同。
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