机械设计千斤顶设计说明书.doc

长春工业大学课程设计说明书课程设计名称《计算机辅助设计与制造》课程设计专业机械制造及自动化班级学生姓名指导教师范依航11月25日目录一、设计任务 2二、设计分析 3 3 3 4 5 5 6 7 7 7 8 8 9 9 9 10 10 11三、三维设计 12 12 14 15 16 24四、设计总结 27五、参考文献 27一、设计任务计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)课程设计是在学****三维造型软件的基础上,理解并掌握当代CAD/CAM技术的基本理论和基本方法。通过一个较简单的产品设计,综合运用实体建模、曲面建模、混合建模知识,并结合前期机械制造专业课程知识,进行造型设计,了解利用CAM技术生成刀位代码的基本过程和方法。目的是提高综合运用三维造型软件的实际操作能力和机械制造知识的运用能力,锻炼分析解决实际工程问题的能力,为后续其它教学环节和从业所需专业技术打下良好基础。设计内容与步骤如下:,拆解零件;,确定基体特征和造型策略;;,检查干涉情况,检查物性;,进入三维软件CAM模块,设置毛坯,选择合理的***、刀路轨迹和切削用量,并进行模拟加工,输出NC代码;,并撰写设计说明书。设计文件提交要求;;;;。设计简单千斤顶(参见教材书图5—41)的螺杆和螺母级其它结构的主要尺寸。起重量为45000N,起重高度为250mm。千斤顶:梯形螺纹螺旋传动。螺杆:45#钢,采用带有外螺纹的杆件。螺母:青铜ZcuSn10P1,带有内螺纹的构件。底座:灰铸铁HT200带1:10斜度。手柄:Q235,[σb]=125MPa。二、设计分析手动螺旋千斤顶主要零件有:1)螺母、2)螺杆、3)底座、4)手柄、5)托杯、等零件及其附件组成。其中螺杆、螺母等主要尺寸要通过理论计算确定,其它尺寸能够由经验数据、结构需要和工艺要求来确定,必要时还需要经过相关验算。千斤顶最大起重量是其最主要的性能指标之一。千斤顶在工作过程中,传动螺纹副承受主要的工作载荷,螺纹副工作寿命决定千斤顶使用寿命,故传动螺纹副的设计最为关键,其设计与最大起重量、螺纹副材料、螺纹牙型以及螺纹头数等都有关系。选用45#钢,螺杆螺纹类型选择梯形螺纹。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;—86的规定。滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力,压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此,滑动螺旋的耐磨性计算,主要是限制螺纹工作面上的压力p,使其小于材料的许用压力[p]。假设作用于螺杆的轴向力为F(N),螺纹的承压面积(指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积)为A(),螺纹中径为小(),螺纹工作高度为H(),螺纹螺距为P(),螺母高度为D(),螺纹工件圈数为u=H/P。则螺纹工作面上的耐磨性条件为:令,则代入上式得:d2≥对于梯形螺纹,,则:d2≥式中,为材料得需用压力,单位为,取=20,。代入计算得:d2≥根据梯形螺纹国家标准(GB5796-86),以及螺杆稳定性的初步估算,选取以下参数的梯形螺纹:公称直径d=28螺距P=6;螺纹小径;;由此:螺母高度查阅有关技术手册知螺杆退刀槽直径;退刀槽宽度b=螺纹工作圈数,满足设计要求。在考虑众多因素后,实际应满足的自锁条件为:由n=1,p=,==得tan=当量摩擦角=arctan,在有润滑油情况下=,得=验证结束,左边小于右边,达到自锁条件。螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩T的作用。螺杆危险截面上既有压缩应力;又有切应力。根据第四强度理论求出危险截面的计算应力,其强度条件为:其中螺杆所受的扭矩,式中:A—螺杆螺纹段的危险截面面积;(因为,故退刀槽处为危险面);—  退刀槽直径,—螺杆螺纹段的抗扭截面系数,,-螺杆材料的许用应力,强度校核:,因此满足强度要求。对于长径比大的受压螺杆,当轴向压力F大于某一临界值时,螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此,在正常情况下,螺杆承受的轴向力F必须小于临界载荷,则螺杆的稳定性条件为:式中:——螺杆稳定性的计算安全系数;      -螺杆稳定性安全系数,对于传力螺旋(如起重螺杆等),=~     ——螺杆的临界载荷;计算螺杆柔度:,此处,μ为螺杆的长度系数,对本千斤顶,看做一端固定、一端自有,设计时取μ=2为螺杆的工作长度,当螺杆一端以螺母支承时,则以螺母中部到另一端支点的距离,作为工作长度;为螺杆危险截面的惯性半径,;图2:螺杆结构示意图所以,故应用欧拉公式计算临界载荷:式中:E——螺杆材料的拉压弹性模量,;     I——螺杆危险截面的惯性矩,代入数据计算得:所以:,满足稳定性要求。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。手柄孔径的大小根据手柄直径dp决定,dk≥。