机械设计千斤顶设计Word下载.docx
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[a]
但对中小尺寸的螺杆，可认为r^0.5a,所以上式可简化为
式中，A为螺杆螺纹段的危险截面，A二和%〃和；
S为螺杆稳定性
平安系数，对于传力螺纹,S=3.5—5.0；
对于传导螺旋，S=2.5—4.0;
对于精细螺杆或水平,S>
4.本千斤顶取值S二5.故
d〉4xl.3xSxQ
4x1.3x5x20000—c
3.14x300
=23.jmm
（5）综合考虑，确定螺杆直径.
比拟耐磨性计算和抗压强度计算的结果，可知本例螺杆直径的选定应以抗压强度计算的结果为准，按国家标准GB/T5796—1986选定螺杆尺寸参数：
公称自径d=24mm,螺纹外径4=24.5〃川；
螺纹内径d2=18.5〃"
"
；
螺纹中径M（）=21.5mm；
螺纹线数n=1,螺距P=5mm.
（6）校核螺旋的自锁能力。
对传力螺纹传动来说，一般应确保自锁性要求，以防止事故.本螺旋的材料为钢，螺母的材料为青铜，钢对青铜的摩擦系数f=0.09（查《机械设计手册>
>
）.因梯形螺纹牙型角a=3O,0=#=15。
，所以
.nP,7
0=arctan=arctan=39
叫3.14x40.5
£
f0.09
pY=arctanr.=arctan———=arctan=519
cospcos15
因,可以满足自锁要求.
注意：
假设自锁型缺乏，可增大螺杆直径或减小螺距进展调整.
（7）螺纹牙的强度计算.
由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度，因此只需要校核螺母螺纹的牙根强度.
（8）螺杆的稳定性计算.
当轴向压力大于某一临界值时，螺杆会发生测向弯曲，丧失稳定性.
取B=40mm,那么螺杆的工作长度
/=L+B+—=150+40+25=215mm
2
螺杆危险截面的惯性半径
i=—=空丄=
44
螺杆的长度系数:
按一端自由，一端固定考虑，取
螺杆的柔度：
A=—=^77^=93-48
i4.6
因此本例螺杆40＜〈＜10（）,为中柔度压杆，其失稳时的临界载荷
按欧拉公式计算得
3.142x2.06x10'
x3.14x18.5°
Q===613.29K
（///）■（2x215）-
S.=^=613-29=30.66＞3.5-5.0
Q20
所以满足稳定性要求.
2、螺母的设计与计算
（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，次选青铜。
此螺母要兼作支撑，因选0=2.5,所以
H=（pd?
=2.5x21.5=53.8/?
z/77
取为54mm.螺纹圈数计算：
z=—=-^=10.8
螺纹圈数最好不要超过10圈，因此宜作调整.
一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距P,而本螺杆直径的选定以抗压强度计算结果为准，耐磨性已相当富裕，所以可适当减低螺母高度.
现取螺母高度H=50mm,那么螺纹圈数z二10,满足要求.
（2）螺纹牙的强度计算.
根据教材表5—13,对于青铜螺母[r]=30-40MPa，这里取
F
TrDbu
[r]=30MPa，由教材式（5—50）得螺纹牙危险截面得剪切应力为
=S.0MPa<
[r]
=20000
3.14x24.5x0.65x5x10
满足要求.
螺母螺纹根部一般不会弯曲折斷，通过可以不进展弯曲强度校
核.
〔3〕安装要求
螺母压入底座上的孔内、圆柱接触面问的配合常采用H或也等配合Q为了安r?
n7
装简便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。
为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6〜12II1H1
螺母的相关尺寸计算
D3・（1&
1.8）D
D<
=（1.3-L4）D3a=H73
查手册D=d+l=25mm内螺纹小径Di=d-7=17mmD3=（161.8）D
=1.7x25
1）»
=（1.3-1.4）D；
i=1.3x43
H二54mm
a=H/3=54/3=18imn
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。
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，在托杯上外表制有切口的沟纹。
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，为了防止过快磨损，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。
f匚比）5］〔式卜1〕
4
式中：
［劝一一许用压强'
应取托杯与螺杆材料［勿的小者。
Dio=（2.4-2.5）（1
=2.45x24
I）沪（0.6〜0.7〕d=0.65x24
D沪（1.7〜1.9）d二1.8x24
D沪D1372〜4）
20000
3.14（0.0402-0.0162）
4、手柄设计与计算
.1、手柄材料
常用Q235和Q215。
2、手柄长度厶
板动手柄的力矩：
那么4=乎〔式
K
Dio-（2.4-2.5）d
Di?
Dia-（2-4）wo
Dn-（0.6-0.7）d
1-2〕
式中X——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时哟为150〜
250N‘工作时间较长时为100〜150N。
T\——螺旋副间的摩擦阻力矩‘
T、=Fian（p+Q）-^。
=20xl03tan（5.32+3.15）x—xio-3
Tz——托杯与轴端支承面的摩擦力矩，
兀二（D12+D11）fF/\oIf查手册取0.06）
=（40+16）x0.06x20/4
那么4=4空
rK
_27.55+16.8
230
手柄计算长度厶是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸与工人握手距离，手柄实际长度还应加上牛+〔50〜150〕mill。
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。
因此，手柄实际长度厶p二屮专+55
3x手柄直径dp
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径d「其强度条件为
J230x1.186
V0.1xl20xl06
〔式1-3〕
=28.33nini
取3Omni
手柄材料许用弯曲应力，
当手柄材料为Q215和Q235时»
[<
r]p=120Mpa。
5.底座设计
底座材料常用铸铁〔肛150与肛200〕，铸件的壁厚o不应小于8〜12nnn»
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。
底座结构与尺寸如图1—7
3H7
Hi=//0+〔14〜28〕min=150+20=170mm
H-a=54-18=36mm
D=d+1（查手册）=24+1
D（fD3+〔5〜10〕inm=43+6
山=小+^=49+—
c>
]p底座下枕垫物的许用挤压应力。
对于木材，取[a]p=2-2.5MPa°
参考文献
[1]邱宣怀.机械设计[M].:
高等教育,1997.
[2]孙维连，魏凤兰.工程材料[M].:
中国农业大学,2006.
[3]于惠力•机械设计[M].科学,2007.
[4]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].:
高等教育，2006
[5]濮良贵‘机械设计第八版‘高等教育。
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