螺旋千斤顶设计说明书 (2).doc

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1、 目录一、选择螺杆、螺母的材料.4二、按耐磨性条件计算螺杆中径d2 .4三、自锁条件校核.5四、螺杆强度计算.5五、螺母螺纹牙的强度校核.6六、螺杆的稳定性校核.7七、螺母其他参数设计及校核.7八、手柄设计.8九、螺杆其他参数设计.10十、底座尺寸设计.11十一、螺钉尺寸.12十二、参考资料.12 十三、各部件CAD图.13一、 111选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45号调质钢，由机械设计手册查得抗拉强度B=600MPa， S=355 MPa。由于千斤顶属于低速重载的情况，故螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3二、按耐磨性条件计算螺杆中径d2 根据国家规定，=1.2-1.5，这里取：1.3（梯形

2、螺纹），即h=0.5P；p=20MPa，把数据代入得 式中 Q轴向载荷 Nd2螺纹中径 mmp许用压强Mpap螺距h螺纹的工作高度 带入得： d227.1mm， d2取31mm,d=34mm,d1=27mm,D1=28mm,D=35mm,P=6因为=Hd2，H=zp，所以，H=42mm,z=7三、自锁条件校核 自锁条件是 其中前者为中径出升角，后者为当量摩擦角。 查表取 arctan(np/)=arctan(1*6/3.14*31)=3.5 arctan0.09=5.14 故 ，所以满足自锁性。四、螺杆强度计算受力较大的螺杆需进行强度计算，螺杆工作时承受轴向力Q，又承受扭矩T的作用，使得螺杆危

3、险截面上有正应力和剪应力。因此，螺杆强度校核时按照第四强度理论计算。即 =其中扭矩T=Qtan（）=tan（5.14+3.5）31/270.6N.m查手册，45钢 =335Mpa =/(3-5)=335/4Mpa=88.75Mpa而 ，所以螺杆强度满足。五、 螺母螺纹牙的强度校核螺纹牙危险截面处的剪切强度式： 式中：Q轴向载荷 Q=30000ND螺母螺纹大径 D=35 mmz螺纹旋合圈数，z=7b螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.90mm h螺纹的工作高度，此时h=D-D2=4mm, 螺母材料的许用剪应力，查表 带入 数据得：=9.2MPa显然满足，所以螺纹牙剪切强度满足

4、。弯曲强度条件式： b =b b螺母材料的许用弯曲应力，查表 b=30.8MPa 显然满足，螺纹牙的弯曲强度满足条件.六、螺杆的稳定性校核 螺杆危险截面的惯性半径 =mm 螺杆危险截面的轴惯性矩I I=26074mm4 螺杆的柔度值 式中： 螺杆最大受力长度由起重高度H1、螺母高H、铰支头高h1决定， 其中h1=（1.82）d1 取h1=2d1=54mm 因=H1+H+h1+=150+42+54=246 mm； 长度系数 ，对千斤顶，可看作一端固定，一段自由，取=2 带入数据得：=73对于45号钢，当90时：FC= 其中E=2.06105MPa FC= = 218778N 7.3 S=3.55

5、.0 因此满足稳定性。 七、 螺母其他参数设计及校核 图中：已知D=35mm，H=42mm，令a=H/3=14mm，=1.7D=59.5mm 取60mm， =1.3=78mm （1） 校核凸缘支承表面的挤压强度 p=(1.5-1.7)b,取b=50 Mpa所以p=75-80 MPa,强度条件为p=7.9MPap 合格 （2） 校核凸缘根部弯曲强度 p=21.9Mpab=50 Mpa 合格 （3） 校核凸缘根部剪切强度 强度条件为=式中，螺母材料的许用切应力=30 到40Mpa 故=11.4Mpa 合格性要求.八、手柄设计计算a) 确定手柄长度手柄上的工作转矩为T=FHLH=T1+T2=式中，T

6、1、T2分别为螺纹副摩擦力矩及拖杯与接触面摩擦力矩（Nmm）；fc=0.15为拖杯与支承面的摩擦系数；D0为托杯底座与支承面接触部分外径（mm），由经验公式D0=（1.61.8）d确定，取D0=60mm；d0为托杯底座与支承面接触部分内径（mm），取d0=22mm,FH为手作用在手柄上的力（N），取FH=180N；LH为手柄有效长度（mm）。故 200 LH= 得 LH847.5mm 取LH=850 mmb) 确定手柄直径dp选手柄材料为45钢，S=355MPa,许用弯曲应力=237178 Mpa，取b=200 Mpa。手柄的弯曲强度条件为b=因此，dp320.5mm, dp =21 mm。手

7、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16），并用螺钉或铆合固定。图中尺寸：挡环尺寸： dp=7 mm dp+(68)= dp+9=30mm 托杯其他部分尺寸为托杯高h=(0.81)Do=5670mm ，取h=56mm其中=10mm九、螺杆其他参数设计螺杆上端用于支撑托杯并安装手柄，因此需要大大直径。手柄孔径的大小要根据手柄直径决定=28mm，+0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应该有退刀槽，其宽度取1.5t,其直径比螺杆小径小0.2-0.5mm。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安装钢制挡圈，挡圈用紧钉螺钉固定在螺杆顶端。 其中，1.5t=10

8、mm，0.25d=8.5mm，Dp=1.8d=61.2mm 取62mm，1.5d=51mm 取52mm，H1+H=170mm+42mm=212mm十、底座尺寸设计底座材料常用HT200及HT150，铸件的壁厚不应小于8mm，为了增加稳定性，底座尺寸应大些，因此底座设计了1：10的斜度。 下图中：H1=H+=H+20mm=150+20=170mmH-a=42-14=28mm D7=D3+10=88mmD6=D7+H1/10=88+17=105mmD8=153.8mm，取150mm。式中：为底座下枕垫物的许用挤压应力，这里取木材：2.4Mpa。十一、螺钉尺寸固定挡圈用的螺钉GB/T5783-2000M612螺杆顶部固定螺钉GB/T5783-2000M612紧定螺钉GB/T71-1985M620(图中未画出紧盯螺钉)十二、参考资料1 马履中. 机械原理与设计.北京 机械工业出版社, 2009,22钱可强机械制图 北京 高等教育出版社，20093 刘鸿文，材料力学北京：高等教育出版社，2008.12