哈工大机械设计大作业螺旋传动设计(千斤顶)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
机械设计大作业说明书
大作业名称：机械设计大作业
设计题目：螺旋传动设计
班级：
设计者：
学号：
指导教师：宋宝玉
设计时间：2014·10·03
哈尔滨工业大学
目录
1设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------3 3耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 4螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------3 5螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 6螺纹副自锁条件校核---------------------------------------------------------------------------------------5 7螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------5 8螺母外径及凸缘设计---------------------------------------------------------------------------------------6 9手柄设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------6 10底座设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 11各部分尺寸及参数-----------------------------------------------------------------------------------7
12参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------------8
1、设计题目
螺旋起重器（千斤顶）
已知条件：3.1.2起重量Q F =40KN ，最大起重高度H=200mm 。
2、螺杆、螺母选材
螺杆选用45钢调质。查参考文献[2]表10.2得s σ=355MPa,b σ=600MPa 。 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，故螺母采用强度高且耐磨的铝青铜ZCuAl10Fe3。
托盘和底座均采用铸铁材料。
3、耐磨性计算
查参考文献[1]表8.11得[p]=18~25MPa 。取[p]=22MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，起重器需要螺纹有较高的承载能力，螺纹根部强度较高，所以选用梯形螺纹。查参考文献[1]得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2。
由梯形螺纹耐磨性条件公式：
2d ≥ 式中 2d ——螺纹中径，mm; F ——螺旋的轴向载荷，N ；
[p]——材料的许用压强，MPa;
ψ——引入系数，ψ=H/2d ; H ——螺母旋合高度，mm;
代入数值后有mm d 12.2422
*240000
8
.02=≥。查参考文献[2]表11.4，取公称直径d=32mm ，螺距p=6mm ，中径d2=29mm ，小径d4=25mm ，内螺纹大径D4=33mm ，内螺纹小径D1=26mm 。
则螺母高度H=ψ*2d =2*29=58mm ，螺纹圈数z=H/P=9.7，α=2β=30°。
4、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，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 。根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：
][)16(3)4(3
4
224σππσ≤+=d T
d F
式中 4d —— 螺杆螺纹的小径(mm)； []σ——螺杆材料的许用应力(MPa);
F ———螺杆所受的轴向载荷(N)；
T —— 螺杆所受转矩(N ·mm),
2)'tan(2d
F T ρψ+=。
ψ——螺纹升角（°）
查参考文献[1]表8.13得钢对青铜的当量摩擦因数'f =0.08~0.10,取'f =0.09。则
'ρ=arctan 'f =5.143°
ψ=arctan
2
d nP
π=arctan 2961??π=3.7679°
将已知数据带入公式得
T=40000tan(3.7679°+5.143°)30/2=94074N ·mm
σ=2
3
22)025
.0074.9416(3)025.0400004(
??+??ππ=97.27MPa
查参考文献[1]表8.12得螺杆的许用应力[σ]=
5
~3s
σ，而s σ=355MPa ，则
[σ]=71~118MPa,取[σ]=100MPa>97.27MPa=σ。即σ<[σ]，螺杆满足强度条件。
5、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[1]表8.12得螺母材料的许用切应力MPa 40~30][=τ,取][τ=35MPa ；许用弯曲应力[σb ]=40~60MPa, 取[σb ]=50MPa 。螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：
][z 4τπτ≤=
b
D F
式中 F ——轴向载荷(N)；
D 4——螺母螺纹大径(mm); z ——螺纹旋合圈数，z 取10；
b ——螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹b=0.65P=3.9mm 。
代入数据计算：
89.99
.3331040000
=???=
πτMPa ≤[τ]
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： ][32
4b b b
D z Fl
σπσ≤= 式中 l ——弯曲力臂，l=2
2
4d D -=2mm 其它参数同上。 代入数据计算：
22.159.333102
4000032
=?????=
πσb MPa ≤[σb ]
即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。
6、螺纹副自锁条件校核
由螺纹副自锁条件
'ρψ≤
其中'ρ=arctan 'f ψ——螺纹升角，ψ=arctan
2
d nP
π=arctan 2961??π=3.768°
'f ——当量摩擦因数，取'f =0.09。
'ρ——当量摩擦角（°）
带入数据计算得'ρ=arctan 'f =arctan0.09=5.143°； 所以
'ρψ<
满足螺纹副自锁条件。
7、螺杆的稳定性校核
千斤顶的最大上升高度200mm ，则螺杆的最大工作长度L 为
退刀槽螺母
l H L +++
=1h 2
200
式中 螺母H ——螺母高度(mm)，螺母H =58mm;
1h =（1.8~2）1d ；
退刀槽l ——螺杆与手柄座相接处尺寸，查手册知，退刀槽l =9mm 。
假设手柄直径为d 1=30mm ，由尺寸经验公式h 1=(1.8~2)d 1=54~60mm 取h 1=54mm ，则：
L=200+29+54+9=292mm
则螺杆的柔度： 4
4d L
i
L
μμλ=
=
μ——长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则取μ=2； d 4——螺纹小径，d 4=25mm 。 i ——螺杆危险截面的惯性半径(mm),44
d A I i =
=
，
其中A 为危险截面的面积(mm 2)。
代入数据计算：
44.9325
292
24=??=
λ 对于45#调制钢，此时螺杆稳定的临界载荷Fc 为：
64
)(4
422d l E F c πμπ=（90>λ）
代入数据计算得：
114860=c F N
那么，由压杆稳定条件
5.287.2>=F
F c
故螺杆满足稳定性要求。
8、螺母外径及凸缘设计
根据经验公式，螺母外径D 2≈1.5d=1.5×32=48mm ，取D 2=50mm; 螺母凸缘外径D 3≈1.4D 2=1.4×50=70mm;
螺母凸缘厚b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×58=11.6~17.4mm ，取b=15mm 。
9、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T 1和托杯支撑面间的摩擦力矩T 2。设加在手柄上的力F 1=300N ，手柄长度为L ，则有F 1 L = T 1 + T 2。对于T 1和T 2，有
T 1=40000tan(3.768°+5.143°)30/2=94074N ·mm
2
123
132)2()]4~2([)2()]4~2([3+--+--?
=D D D D fF T 公式中的符号见参考书[3]。
根据经验公式，D=（1.6~1.8）d=（1.6~1.8）32=51.2~57.6mm ，取D=55mm; D 1=（0.6~0.8）d=（0.6~0.8）32=19.2~25.6mm ；取D 1=24mm; 托杯材料选择铸铁，手柄选择Q235，取摩擦因数f=0.12,则
m N D D D D fF T ?=+--+--?=97067)
2()3()2()3(32
123
132 那么手柄长度，L=
1
2
1F T T +=637.1mm ，取L =300mm,加套筒长400mm 。 设手柄所受最大弯曲应力为σ，MPa s 225=σ，[]2
~5.1s
b σσ=
，则
[]b σ=112.5~150MPa,取[]b σ=125MPa 。
则手柄直径d 1应满足
≤?+=+=
31
2121)
(32d T T W T T z πσ[]b σ 转化为
3
211][)
(32b T T d σπ?+≥=24.97mm;
取手柄直径d 1=25mm 。
10、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
mm 10=δ。
由经验公式，S=(1.5~2)δ=15~20mm,取S=20mm 。各符号见参考书[3]。 D 5由结构设计确定，D 5=120mm ；D 4=1.4D 5=1.4*120=168mm 。 结构确定后校核下底面的挤压应力：
)(42524D D F p -=πσ=MPa 68.3)120168(440000
22=-π
底面材料选择铸铁HT100，查参考资料[2]表10.3得铸铁MPa b 100≥σ，
MPa b p )50~40(100*)5.0~4.0()5.0~4.0(][===σσ。
显然，][p p σσ<，底面强度满足设计要求。
11、各部分尺寸及参数（符号见参考资料[3]）
80~6432)5.2~0.2()5.2~0.2(=?==d D T mm ，取T D =70mm
6.57~2.5132)8.1~6.1()8.1~6.1(=?==d D mm ，取D=55mm 6.25~2.1932)8.0~6.0()8.0~6.0(1=?==d D mm ，取D 1=24mm 2D =50mm ，3D =70mm ，4D =168mm ，5D =120mm
δδ=1=10mm
55~4455)1~8.0()1~8.0(=?==D h mm ，取h=50mm
1h =1)2~8.1(d =50~45mm ，取1h =45mm 2h =1)8.0~6.0(D =2.19~4.14mm ，取2h =15mm 1d =25mm
2.7~624)
3.0~25.0()3.0~25.0(13===D d mm ，取3d =6mm;
mm a 8~6≈，取a =7mm ； mm t 8~6≈，取t =7mm 。
d=32mm ，2d =29mm ，4d =25mm
H=58mm ，b=15mm ，P=6mm ，S=20mm 固定托盘用的挡圈内径8mm ，外径32mm ，厚5mm ；螺钉
16×M62000A -GB /T5783。
螺杆底部挡圈内径8mm ，外径50mm ，厚5mm ；螺钉 20×M62000A -GB /T5783。
紧定螺钉 GB/T71-1985 M6×20。 其余铸造圆角，取R=4mm 。
螺旋起重器（千斤顶）装配图见A2图纸。
12、参考资料
[1]宋宝玉，王黎钦.机械设计.北京：高等教育出版社，2010
[2]宋宝玉. 机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2006
[3]张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.北京：高等教育出版社，2009
江苏大学螺旋千斤顶大作业
题目：螺旋千斤顶 起重量Q= 27.5KN 起重高度H= 200mm 手柄操作力P= 250N 班级机械（卓越）1301 学号 3130301121 姓名王梦宇 完成日期 2015年10月 指导教师朱长顺评分
目录 序言：设计的简单介绍--------------------------------------4 1螺杆和螺母的设计计算-------------------------------------5 1.1螺旋副的计算------------------------------------------5 1.1.1螺杆螺纹类型的选择---------------------------------5 1.1.2选取螺杆材料---------------------------------------5 1.1.3计算-----------------------------------------------5 1.1.4自锁验算 ------------------------------------------6 1.2螺杆的计算--------------------------------------------7 1.2.1螺杆强度-------------------------------------------7 1.2.2稳定性计算-----------------------------------------8 1.3 螺母的计算-------------------------------------------9 1.3.1螺母的基本参数------------------------------------10 1.3.2螺纹牙强度----------------------------------------11 1.3.3螺母体强度----------------------------------------11 2托杯设计------------------------------------------------12 3底座设计------------------------------------------------13 4 手柄设计与计算-----------------------------------------14 4.1手柄材料---------------------------------------------14 4.2手柄长度---------------------------------------------15 5 螺旋千斤顶的效率---------------------------------------16 6 课程小结-----------------------------------------------17
哈工大机械设计大作业V带传动设计完美版
哈工大机械设计大作业V带传动设计完美版
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
Ｈarbin Insｔiｔutｅof Ｔｅchnoｌogｙ 机械设计大作业说明书 大作业名称：机械设计大作业 设计题目：V带传动设计 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 2014.1０.25 哈尔滨工业大学
目录 一、大作业任务书 ........................................................................................................................... 1 二、电动机的选择 ........................................................................................................................... 1 三、确定设计功率d P ..................................................................................................................... 2 四、选择带的型号 ........................................................................................................................... 2 五、确定带轮的基准直径1d d 和2d d ............................................................................................. 2 六、验算带的速度 ........................................................................................................................... 2 七、确定中心距a 和V 带基准长度d L ......................................................................................... 2 八、计算小轮包角 ........................................................................................................................... 3 九、确定V 带根数Z ........................................................................................................................ 3 十、确定初拉力0F ......................................................................................................................... 3 十一、计算作用在轴上的压力 ....................................................................................................... 4 十二、小V 带轮设计 .. (4) 1、带轮材料选择 ............................................................................................................. 4 2、带轮结构形式 . (4) 十二、参考文献 ............................................................................................................................... 6 ?
哈工大机械设计大作业千斤顶
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械设计大作业（二） 课程名称：机械设计 设计题目：螺旋起重器（千斤顶） 院系：机电学院 班级：1308103 设计者：王钤 学号：1130810320 指导教师：郝明辉 哈尔滨工业大学
一、 设计题目 螺旋起重机是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可起升重物。它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件组成。起重机的原始数据如下所 二、 设计内容 1、 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45号钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度 b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。螺母材料用铝青铜CuAl10Fe3Z （考虑速度低） 。 2、 耐磨性计算 螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜CuAl10Fe3Z ，有参考文献[1]表8.11 查得[]p =18~25MPa ，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa ，取 []25MPa p = 。按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则 2d ≥，由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数 1.2~2.5ψ=,取 1.5ψ=。则 222.6d mm ≥== 式中，Q F －－－－－轴向载荷，N ； 2d －－－－－螺纹中径，mm ； []p －－－－－许用压强，MPa ； F
查参考文献[2]表11.3、11.4取公称直径32d =mm ，螺距6P =mm ，中径 229d =mm ，小径325d =mm ，内螺纹大径433D =mm 。 3、 螺杆强度校核 螺杆危险截面的强度条件为： e []σσ=≤ 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 3d －－－－－螺纹小径，mm ； 1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，N mm ?，2 1tan(') 2 Q d T F ψρ=+，ψ为螺纹升角，216 arctan arctan 3.767929 np d ψππ?===? 。 []σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。 查参考文献[1]表11.3得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，取 '0.09f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.09 5.1427f ρ=== 。把已知值代入1T 计算式中，得： 129 30000tan(3.7679 5.1427)682022 T N mm =? ?+?=? 72.2e MPa σ== 由参考文献[1]表8.12可以查得螺杆材料的许用应力s []3~5 σσ= ，其中 s 355 MPa σ=，则[]71~118 MPa σ=，取[]σ=100MPa 。 显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。 4、 螺母螺纹牙的强度校核 螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 4[]Q F Z D b ττπ= ≤ 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；
哈工大机械设计大作业轴系
HａrｂｉｎI n s t i tｕt e o fＴeｃh n o lｏｇy 机械设计大作业说明书大作业名称：轴系设计 设计题目: 5.1.5 班级：１2０８105 设计者: 学号： 指导教师: 张锋 设计时间：２０14．12.03 哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目___轴系部件设计＿_＿_ 设计原始数据: 方案电动机 工作功 率P/k Ｗ 电动机满 载转速n ｍ /(r／miｎ) 工作机的 转速ｎ w /(r/min） 第一级 传动比 ｉ1 轴承座 中心高 度 H/mm 最短工 作年限 工作环 境 5.1．５ 3 710 80 2 170 3年３ 班 室内清 洁 目录 一、选择轴的材料 (1) 二、初算轴径 (1) 三、轴承部件结构设计 (1) 3.1轴向固定方式 (2) ３.2选择滚动轴承类型 (2) 3.3键连接设计 (2) ３.4阶梯轴各部分直径确定 (2) 3．5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (2) 四、轴的受力分析 (3) 4.１画轴的受力简图 (3) 4.２计算支反力 (3) 4.３画弯矩图 (3) 4.4画转矩图 (5) 五、校核轴的弯扭合成强度 (5)
六、轴的安全系数校核计算………………………………………………６ 七、键的强度校核 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 九、轴上其他零件设计 (9) 十、轴承座结构设计 (9) 十一、轴承端盖（透盖）.........................................................９参考文献 (10)
一、选择轴的材料 该传动机所传递的功率属于中小型功率，因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。 二、初算轴径 对于转轴,按扭转强度初算直径 3min m P d C n ≥ 式中: P ————轴传递的功率,KW ； m n ————轴的转速,r/mi ｎ; Ｃ————由许用扭转剪应力确定的系数，查各种机械设计教材或机械设计手册。 根据参考文献1表9.４查得Ｃ=118~106,取C=118, 所以, mm n P C d 6.23355 85.211833==≥ 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大５%，即 ????d ≥23.6×（1+5％)＝24.675mm 按照ＧB ２８2２-2０05的a R ２0系列圆整，取d=２5ｍｍ。 根据GB/Ｔ10９6—2００３，键的公称尺寸78?=?h b ，轮毂上键槽的尺寸 b=8m ｍ，mm t 2.0013.3+= 三、轴承部件结构设计 由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同,因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。以下是轴段的草图: ３.1及轴向固定方式 因传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,估计轴不会长,故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从min d 处开始设计。 3.2选择滚动轴承类型 因轴承所受轴向力很小,选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度,齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境清 洁,脂润滑,密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。 3．３ 键连接设计 轴段⑦ 轴段⑥ 轴段⑤ 轴段④ 轴段③ 轴段② 轴段① L1 L2 L3 图1
刘朝友-装备设计大作业
机械装备大作业 卧式升降台铣床主传动系统设计 学院：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化系 班级：1008104班 姓名：刘朝友 学号：1100801005 哈尔滨工业大学
目录 一、设计任务................................................................................................. 错误！未定义书签。 二、运动设计 (1) 1 确定转速系列 (1) 2 绘制转速图 (2) 3 确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径 (3) 4 绘制传动系统图 (5) 5 核算主轴转速误差 (6) 三、动力设计 (7) 1 传动轴的直径的确定 (7) 2 齿轮模数的初步计算 (8) 3、选择带轮传动带型及根数 (9) 参考文献 (9)
一、设计任务 设计题目：卧式升降台铣床主传动系统设计 已知条件：工作台面积320×12500mm2，最低转速31.5r/min ，公比φ=1.41，级数Z=12，切削功率N=5.5KW 。 设计任务： 1. 运动设计：确定系统的转速系列；分析比较拟定传动结构方案；确定传动副的传动 比和齿轮的齿数；画出传动系统图；计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。 2. 动力设计：确定各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数；选择机床主轴 结构尺寸。 二、运动设计 1、确定转速系列 已知最低转速为31.5r/min ，公比?=1.41，查教材表标准转速系列的本系统转速系列如下： 31.5 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400r/min 则转速的调整范围max min 1400 44.4431.5 n n R n = == １）传动组和传动副数可能的方案有： 12=4?3 12=3?4 12=3?2?2 12=2?3?2 12=2?2?3 前两个方案虽然可以减少轴的数目，但有一个传动组内有四个传动副。若采用一个四连滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；若用两个双联滑移齿轮，操纵机构必须互锁防止两滑移齿轮同时啮合。故不采用。 对于后三个方案，遵循传动副“前多后少”的原则，选取方案１２＝３?２?２ ２）确定结构式 １２＝３?２?２方案中，因基本组和扩大组排列顺序的不同而有以下６种扩大顺序方案： 63122312??=， 61222312??=， 16222312??= 36122312??=， 21422312??=， 12422312??= 方案１,２,３,４的第二扩大组26x =，2p ＝２，则2r ＝ max ) 12(68r ==-??是可行的。方案５,６中，2x ＝４，23p =，则2r ＝ max ) 13(416r ?=-??，不可行。 在可行的１,２,３,４方案中，为使中间传动轴变速范围最小，采用扩大顺序与传动顺序 一致的传动方案１，13612322=??。
螺旋千斤顶大作业
螺旋千斤顶作业任务书 姓名 于方津 专业 机制 年级 13 班级 5 设计完成日期 2015 年 10 月 11 日 指导教师 一、题目：螺旋千斤顶 原始数据:（请在指定的设计方案编号后划√） 题目 设计方案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 最大起重量F （kN ） 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 最大起升高度H （mm ） 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 二、机构简图 三、工作量 1、总装配图一张； 2、计算说明书一份。（注：将任务书置于计算说明书首页） 四、参考资料 螺旋千斤顶设计指导书 螺旋千斤顶设计说明书 设计及说明 结果 机械设计 大型作业 编号 08
螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。 设计的原始数据：最大起重量F=55KN 、最大升起高度H=220mm 。 螺旋千斤顶的设计步骤如下： 1.螺杆的设计与计算： （1）螺纹的牙型 选用矩形螺纹，采用内径对中，配合选H8/h8，在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。 （2）螺杆的材料 选用45钢 （3）螺杆的直径 螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即 其中：螺杆许用应力 S S σσ=][ 查阅资料得：45号钢屈服极限 取安全系数 于是， 螺纹内径满足： =27.78mm 螺距 mm 参考矩形螺纹标准，取P=6mm 进而确定螺纹的工作高度 32 == P h mm 螺纹大径 mm 圆整后，取 d=34mm 因此， mm (4) 自锁验算： 当量摩擦角 2 cos arctan 'αμ ρ= 由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取 又因为矩形螺纹牙顶角 0α= 所以， 0.10 'arctan 5.7110cos 2 ρ== 螺纹中径 mm 原始数据 F=55KN H=220mm 配合选H8/h8 螺杆材料选45钢 P=6mm h =3mm d=34mm mm mm ψ=3.525° 满足自锁条件 挡圈厚度8mm 挡圈螺钉： 满足强度要求 材料：锡青铜 Z=8 a =17mm D=55mm =1D 72mm 紧定螺钉 螺杆稳定性合格 材料：Q235碳钢 托杯高58mm 材料：Q235碳钢 材料：HT100铸铁
机械制造装备设计大作业
《机械制造装备设计》大作业 一、大作业类型： 1.设计类 2.论文类 二、周知： 每位同学在课程结束前（16周）至少上交一份大作业作为本课程的考核材料，占课程总成绩的70%。电子版和打印版各一份，由各班学习委员收齐上交，电子版由各班学习委员刻录光盘后统一上交存档。 三、设计或撰写要求 （一）设计类 1. 机床主传动系统设计 设计目的：通过机床主传动系统设计，使学生进一步理解设计理论，得到设计构思、方案分析、零件计算、查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步机械系统设计和计算能力。 设计内容：机床主传动系统设计的运动设计和动力设计 (1)运动设计 根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比（或转速级数），分析、比较、拟定传动结构方案（包括结构式、转速图和传动系统图），确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际
转速与标准转速的相对误差。 (2)动力设计 根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步计算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带类型及根数，确定机床主轴结构尺寸。 设计要求： （1）机床的规格及用途； （2）运动计； （3）动力设计（包括零件及组件的初算）； （4）其它需要说明或论证的问题； （5）参考文献。 机床主传动系统设计大作业篇幅不少于3000字。要求论证充分、计算正确、叙述简明、条理清楚、合乎逻辑、词句通顺、标点正确、文字工整、图表清晰。 大作业后须附有参考文献目录，包括作者、书刊名称、出版社和出版年份。在说明书中引用所列的参考文献时，只在方括号里注明所列文献序号即可。 设计题目：XX机床主传动系统运动和动力设计 （三相4极异步电机，同步转速1500rpm）
哈工大机械设计大作业一千斤顶
Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目：设计螺旋起重器（千斤顶） 系别： 班号： 姓名： 日期：
Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目：设计螺旋起重器 设计原始数据：题号3.1.1 起重量Fq=30 kN 最大起重高度H=180mm
一 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45#调制钢，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。 螺母材料用铝黄铜ZCuAl10Fe3。 二 耐磨性计算 螺杆选用45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表 5.8 查得[]p =18~25MPa 从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa 取[]25MPa p = 。 按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则 2d ≥ 由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数2ψ==1.2—2.5，取2ψ=。 则 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 2d －－－－－螺纹中径，mm ； []p －－－－－许用压强，MPa ； 查参考文献[2]表11.5取公称直径28d =mm ，螺距3P =mm ，中径226.5d =mm ，小径 324.5d =mm ，内螺纹大径428.5D =mm 。 三 螺杆强度校核 螺杆危险截面的强度条件为： 219.6d mm ≥==
e []σσ=≤ (2) 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 3d －－－－－螺纹小径，mm ； 1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，2 1tan(') 2Q d T F ψρ=+ (3) ψ为螺纹升角，ψ ； []σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。 查参考文献[1]表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，螺纹副当量摩擦角 'arctan 'arctan 0.08~arctan 0.10 4.5739~5.7106f ρ===，取'5.7106ρ=（由表5.10的注 释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。把数据代入(3)式中，得 把数据代入(2)式中，得 由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力 s []4σ σ= （4） 其中s 355 MPa σ=，则 []88.75a MP σ= 显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。 四 螺母螺牙强度校核 螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 4[]Q F Z D b ττπ= ≤ （5） 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ； 126.5 30000tan(2.0637 5.1427)502612T N mm =??+?= ?70.4e MPa σ==
哈工大机械制造大作业
哈工大机械制造大作业
一、零件分析 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，二下方的Φ55叉口则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，拨动下方的齿轮变速。 其生产纲领为批量生产，且为中批生产。
图1-1 CA6140拨叉零件图 二、零件的工艺分析 零件材料采用HT200，加工性能一般，在铸造毛坯完成后，需进行机械加工，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1、小头孔Φ25：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为； 2、叉口半圆孔Φ55：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为； 3、拨叉左端面：该加工面为平面，其表面粗糙度要求为，位置精度要求与内圆面圆心距离为； 4、叉口半圆孔两端面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为； 5、拨叉左端槽口，其槽口两侧面内表面为平面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为0.08mm。 6、孔圆柱外端铣削平面，加工表面是一个平面，其表面粗糙度要求为。 三、确定毛坯
1、确定毛坯种类： 零件材料为，查阅机械制造手册，有，考虑零件在机床运行过程中受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。 图3-1 毛坯模型 2、毛坯特点： （1）性能特点： （2）结构特点：一般多设计为均匀壁厚，对于厚大断面件可采用空心结构。CA6140拨叉厚度较均匀，出现疏松和缩孔的概率低。 （3）铸造工艺参数： 铸件尺寸公差：铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差成为铸件尺寸公差。成批和大量生产
哈工大机械设计大作业
哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目: 轴系部件设计 系别: 英才学院 班号: 1436005 姓名: 刘璐 日期: 2016.11.12
哈尔滨工业大学机械设计作业任务书 题目：轴系部件设计 设计原始数据： 图1 表 1 带式运输机中V带传动的已知数据 方案d P （KW） (/min) m n r(/min) w n r 1 i轴承座中 心高H（mm） 最短工作 年限L 工作 环境 5.1. 2 4 960 100 2 180 3年3班 室外 有尘 机器工作平稳、单向回转、成批生产
目录 一、带轮及齿轮数据 (1) 二、选择轴的材料 (1) 三、初算轴径d min (1) 四、结构设计 (2) 1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2) 2. 确定轴的轴向固定方式....................................... 错误!未定义书签。 3. 选择滚动轴承类型，并确定润滑、密封方式 .................. 错误!未定义书签。 4. 轴的结构设计................................................ 错误!未定义书签。 五、轴的受力分析 (4) 1. 画轴的受力简图 (4) 2. 计算支承反力 (4) 3. 画弯矩图 (5) 4. 画扭矩图 (5) 六、校核轴的强度 (5) 七、校核键连接的强度 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 1. 计算轴承的轴向力 (8) 2. 计算当量动载荷 (8) 3. 校核轴承寿命 (8) 九、绘制轴系部件装配图（图纸） (9) 十、参考文献 (9)
机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)
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：
目录 1、设计题目 (2) 2、螺纹、螺杆、螺母设计 (2) 3、耐磨性计算 (2) 4、自锁性校核 (3) 5、螺杆强度校核 (3) 6、螺母螺纹牙强度校核 (3) 7、螺杆的稳定性校核 (4) 8、螺母外径及凸缘设计 (5) 9、手柄设计 (5) 10、底座设计 (6) 11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (6) 12、螺旋千斤顶的效率 (6) 13、参考资料 (7)
1、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 。 2、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σs=355MPa, σb =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［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。 托杯和底座均采用HT250材料。 3、耐磨性计算 查参考文献得[p]=18~25MPa ，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5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。 由耐磨性条件公式： 2d ≥ 式中2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ； ψ——引入系数，ψ=2.0 ; [p]——材料的许用压力，20MPa; 代入数值后有224.5d mm ≥。查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P =8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。
机械制造装备设计大作业指导书2013
机械制造装备设计大作业指导书 2013年3月
目录 1.机械制造装备设计大作业的目的 (1) 2.机械制造装备设计大作业的内容 (1) 2.1运动设计 (1) 2.2动力设计 (1) 3.机械制造装备设计大作业的要求 (1) （1）机床的规格及用途； (1) （2）运动设计； (1) （3）动力设计（包括零件及组件的初算）； (1) （4）画传动系统图； (1) （5）其它需要说明或论证的问题； (1) （6）参考文献。 (1) 4.进行机械制造装备设计大作业的步骤和方法 (1) 4.1明确题目要求、查阅有关资料 (1) 4.2运动设计 (2) （1）确定极限转速 (2) （2）确定公比 (2) （3）求出主轴转速级数z (2) （4）确定结构网或结构式 (2) （5）绘制转速图 (2) （6）绘制传动系统图 (3) （7）确定变速组齿轮传动副的齿数 (3) （8）核算主轴转速误差 (4) 4.3动力设计 (4) 1.传动轴直径初定 (5) 2.主轴轴颈直径的确定 (5) 3.齿轮模数的初步计算 (5) 5.大作业题目 (7) 参考文献 (10)
1.机械制造装备设计大作业的目的 机械制造装备设计大作业,是机械制造装备设计课程进行过程中的一个重要教学环节。其目的在于通过机床主传动系统设计，使学生进一步理解设计理论，得到设计构思、方案分析、零件计算、查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步机械系统设计和计算能力。 2.机械制造装备设计大作业的内容 运动设计 根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比（或转速级数），分析比较拟定传动结构方案（包括结构式和结构网，转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。 动力设计 根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步计算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带类型及根数、摩擦片式离合器的尺寸和摩擦片数及制动器尺寸、选择机床主轴结构尺寸。 3.机械制造装备设计大作业的要求 （1）机床的规格及用途； （2）运动设计； （3）动力设计（包括零件及组件的初算）； （4）画传动系统图； （5）其它需要说明或论证的问题； （6）参考文献。 机械装备设计大作业篇幅不少于四千字。要求论证充分、计算正确、叙述简明、条理清楚、合乎逻辑、词句通顺、标点正确、文字工整、图表清晰。 大作业中所用公式应注明出处，并注明式中符号所代表的意义和单位。单位一律采用法定单位，单位符号在公式、计算结果、图表、数据、标牌中应优先采用单位符号。 大作业后须附有参考文献目录，包括作者、书刊名称、出版社和出版年份。在说明书中引用所列的参考文献时，只在方括号里注明所列文献序号即可。 4.进行机械制造装备设计大作业的步骤和方法 明确题目要求、查阅有关资料 学生在获得大作业的题目之后，首先应明确设计任务，并阅读《械装备设计大作业指导书》，了解大作业的目的、内容、要求和进行的步骤。然后在教师的指导下，拟定工作进度计划；查阅必要的图书、杂志、手册、图册、产品图纸、同类型机床说明书和其它有关设计参考资料；熟悉机床专业标准，便于设计时采用。对机床的用途、特点、主要参数、传动结
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第3题)
机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮设计 院系：机电学院 班级： 1208103 完成者： xxxxxxx 学号： xx 指导教师：林琳 设计时间：
工业大学 凸轮设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤ ≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，6 50π =Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得： ??? ?? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ；
?? ? ?????? ??-= 512cos 1601ππωv ； ?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（ π?π ≤≤6 5） mm h s 50==； 0==a v ； 3、凸轮推杆回程运动方程（9 14π ?π≤≤） 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，9 5'0π= Φ，6 s π = Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得： ?? ? ???-+=)(59cos 125π?s ； ()π?ω--=59 sin 451v ； ()π?ω-=59 cos 81-a 21； 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（π?π 29 14≤≤） 0===a v s ； 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下： %用t 代替转角 t=0::5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6::pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi::14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));
螺旋千斤顶大作业
螺旋千斤顶大作业
螺旋千斤顶设计任务书 学生姓名颜克庭专业年级2011级车辆工程 设计题目：设计螺旋千斤顶 设计条件： 1、最大起重量F Q = 50 kN； 2、最大升距h =210 mm。 设计工作量： 1、绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表； 2、编写设计计算说明书一份。 指导教师签名：年月日
螺旋千斤顶设计说明书 设计内容计算及说明结果 1.螺杆的设计与计算螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺 母、托杯、手柄和底座。 设计的原始数据：最大起重量 F=50KN、最大升起高度 H=210mm。 螺旋千斤顶的设计步骤如下： 1.螺杆的设计与计算： （1）螺纹的牙型 选用矩形螺纹，采用内径对 中，配合选H8/h8，在计算强度时 不考虑螺纹的径向间隙。 （2）螺杆的材料 选用45钢 （3）螺杆的直径 螺杆工作时，同时受压力和 原始数 据 F=50KN H=210m m 配合选 H8/h8 螺杆材 料选45 钢
转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即 ] [3.141σπF d ?≥ 其中：螺杆许用应力 S S σ σ=][ 查阅资料得：45号钢屈服极 限 480S MPa σ= 取安全系数 4S = 于是， 480[]1204 S MPa S σσ=== 螺纹内径满足：120 10502.531???≥ πd =26.27 mm 螺 距 57.64 27.2641=== d P mm 参考梯形螺纹标准，取 P=6mm h =3mm
P=6mm 进而确定螺纹的工作高度 32 == P h mm 螺纹 大径 84 .321=+=P d d mm 圆整 后，取 d=36mm 因 此 ， 30 1=-=P d d mm (4) 自锁验算： 当量摩擦角 2 cos arctan 'α μ ρ= 由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取 0.10(0.08~0.10)μ= 又因为矩形螺纹牙顶角 0α=o 所以， 0.10 'arctan 5.7110cos 2 ρ==o d=36mm 30 1=d mm 33 2=d mm
哈尔滨工业大学机械设计大作业——V带传动设计说明书
目录 一 任务书 (2) 二 选择电动机 (3) 三 确定设计功率d P (3) 四 选择带的型号 (3) 五 确定带轮的基准直12d d d d 和 (3) 六 验算带的速度 (4) 七 确定中心距a 和V 带基准长d L (4) 八 计算小轮包1 (4) 九 确定 V 带Z (4) 十 确定初拉0F (5) 十一 计算作用在轴上的压Q (6) 十二 带轮结构计 (6) 十三 参考文献 (7) 十四 附表 (7)
一哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书题目:带式运输机 结构简图见下图: 原始数据如下： 机器工作平稳，单向回转，成批生产
二 选择电动机 由方案图表中的数据要求，查表-1 Y 系列三相异步电动机的型号及相关数据选择可选择Y100L1-4。 可查得轴径为28mm,长为50mm. 三 确定设计功率d P 设计功率是根据需要传递的名义功率、载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素共同确定的，表达式如下： d A m P K P = 式中 m P ——需要传递的名义功率 A K ——工作情况系数，按表2工作情况系数A K 选取A K =1.4； 考虑到本装置的工作环境，A K 值应扩大1.1倍 所以 1.1 1.4 2.2 3.388d A m P K P KW ==??= 四 选择带的型号 查看教材图7.11可选取A 型带。 五 确定带轮的基准直径12d d d d 和 查表3. V 带带轮最小基准直径min d d 知A 型带min d d =75mm,又由教材表7.3选取 小带轮基准直径：1100d d mm =； 大带轮基准直径：211 2.3100230d d d i d mm ==?= 查教材表7.3选取大带轮基准直径2224d d mm =； 其传动比误差224 2.3100100% 2.6%5%2.3 i - ?=?=<，故可用。 六 验算带的速度 11 1001420 7.43/601000 601000 d d n v m s ππ??= = =?? 式中 1n --电动机转速； 1d d ——小带轮基准直径；
哈工大_机械设计大作业_螺旋千斤顶(1)
目录 一、设计题目-----------------------------------------------------------------------------------------------------2 二、螺母、螺杆选材-------------------------------------------------------------------------------------------2 三、螺杆、螺母设计计算 3.1 耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------2 3.2 螺杆强度校核--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------3 3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------4 3.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4 四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------5 五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------5 六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------6 七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------7 八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------8
机械设计大作业千斤顶
机械设计大作业螺旋千斤顶 姓名： 学号： 专业班级：机制094 班
计算与说明 结果 按第四强度理论，压-扭组合校核 ][)2.0(3)4(231 1221σπσ≤+=d T d F ca 2223 4223/75][/0.60)252.010258.9(3)3510254(mm N mm N ca =<=???+???= σπσ满足要求 图1螺杆受力图 自锁性验证 自锁条件 v ?ψ< 其中 ?=77.3ψ ?=55.10v ? 故 v ?ψ <，可用034~4'??<ψ，可靠 螺杆机构（见图） 螺杆上端直径 mm d D 8.60~4.5432)9.1~7.1()9.1~7.1(2=?== 取 mm D 602= 手柄孔径)1~5.0(+≈p k d d 试中：mm d p 28=（计算在后） 则 mm d k 29~5.28)1~5.0(28=+= 取 mm d k 29= ,4.22~2.1932)7.0~6.0()7.0~6.0(mm d d =?==' 取mm d 22=' 退刀槽直径 8.24~5.24)5.0~2.0(25)5.0~2.0(1=-=-=d d c mm 2/0.60mm N ca =σ 满足螺杆强度要求 mm D 602= mm d k 29= mm d 25='
图2 螺杆简图 （二）螺母的设计计算 螺母的材料选用铸铁HT300 确定螺纹旋合圈数Z 依[1]P120式（6-19），根据耐磨性计算螺纹旋合圈数Z ，即 ][' 2p hH d FP P ≤=π h p d F z ][2π≥ 由[1]P120表，查取2/15][mm N P =(滑动速度