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小汽車用螺旋千斤頂

千斤頂外形圖最大起重力:40KN;最大行程: 160mm. 要求繪制千斤頂?shù)难b配圖。 A3;主要零件圖2張。 A4;書寫完整的設計說明書。
提問者:網(wǎng)友 2017-01-24
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手動螺旋千斤頂在滿足設計性能和要求的前提下,從結構緊湊、減輕重量、節(jié)省材料和降低成本考慮。在給出千斤頂最大起重量、傳動螺紋副材料及其屈服應力、螺紋頭數(shù)等基本設計要求和圓錐齒輪副等已定的情況下,可從螺紋副設計著手考慮,使螺紋副所用材料最少,即在滿足設計性能的情況下,傳動螺桿、螺母所占體積最少。 螺桿的體積為:v1=πd22L/2 螺母的體積為:v2=π(D′2-D22)H/4 式中:d2——螺桿中徑,mm; D′——螺母外徑(虛擬),mm; D2——螺母中徑,mm; L——螺桿總長,mm; H——螺母高度,mm. 考慮到傳動效率要求較高和螺紋受力較大等因素,千斤頂一般采用鋸齒形螺紋傳動,其大徑、中徑、小徑之間有如下關系: d2=d-0.75P d1=d-1.736P 且內、外螺紋有如下關系:D=d;D2=d2; 式中,D2、d2為內、外螺紋中徑;P為螺距;D、d為內、外螺紋大徑;d1為內螺紋小徑。 則目標函數(shù)(即傳動螺紋副體積之和)為: V=V1+V2=πL(d-0.75P)2-/4+π〔D′2--(d-0.75P)2-〕H/4 從目標函數(shù)表達式中可以看出,L、D′均為常量,而螺距P取值雖為整數(shù),但其取值隨螺紋公稱直徑而變化,這里將其作為變量。故變量有d、H、P 三個,記作: X=〔x1,x2,x3〕T=〔d,H,P〕T 目標函數(shù)表達式為: V(x)=πL(x1-0.75x3)3/4+π〔D′2-(x1-0.75x3)2〕x2/4 1.2 優(yōu)化約束條件 1.2.1 約束條件分析 (1)耐磨性條件 鋸齒形螺紋工作高度h:h=0.75P 根據(jù)手動螺旋千斤頂傳動螺紋副滑動速度較低,及螺母和螺桿材料等條件,查取許用比壓〔p〕: 計算比壓為:p=FP/[(d-0.75P)πhH]<〔p〕 (2) 螺紋的自鎖條件 螺旋升角ψ:ψ=arctanP/πd2=arctanP/[π(d-0.75P)] 當量摩擦角ρv=arctanuv,uv為螺紋副當量摩擦系數(shù)。 自鎖條件為:ψ<ρv-(1°~1.5°),即 arctanP/[π(d-0.75P)]<ρv-(1°~1.5°) (3)螺桿的強度條件 螺紋危險截面面積A為:A=π(d-1.736P)2/4 螺桿所受轉矩T:T=F?tan(ψ+ρv)(d-0.75P)/2 當量應力為: 式中,F(xiàn)為千斤頂最大起重量,單位為N. 查表,確定許用應力〔σ〕. 當量應力應小于許用應力,即:σca<〔σ〕 (4) 螺紋牙剪切強度條件 按機械性能較弱的螺母材料進行計算: 螺母的外徑D等于螺桿外徑d:D=d 螺紋牙根厚b:b=0.75P 螺紋旋合圈數(shù)z:z=H/P 查表取得許用剪切應力〔τ〕. 按剪切強度進行計算:τ=F/(πDbz)=F/(πd?0.75P?H/P),τ<〔τ〕. (5)螺紋牙彎曲強度條件 同樣,取機械性能較弱的螺母材料進行計算。 按彎曲強度進行計算:σb=3F(D-D2)/(πDb2z)=3F(d-d2)/(πDb2z)=3F〔d-(d-0.75P)〕/(πDb2z) σb<〔σb〕. 對靜載,許用應力應取較大值。 (6)螺桿的穩(wěn)定性條件 確定螺桿的柔度λ值:λ=μL/i 式中,μ為螺桿的長度系數(shù),L為螺桿的總長度,i為螺桿危險截面慣性半徑,i=d1/4. 螺桿的長度系數(shù)根據(jù)螺紋副固定形式取值。 λ值小于許用值〔λ〕,即:λ<〔λ〕. (
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