机械设计螺旋千斤顶设计Word下载.docx
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螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是45钢。
1.3确定螺杆的直径
按耐磨性条件确定螺杆中径d2。
求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。
计算过程：
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]。
令φ=H/d2（H为螺母高度，且H=uP），代入得
式中
p──工作压强（MPa）;
Q──轴向工作载荷（N）；
d2──螺纹中径（mm）；
P──螺距
h──螺纹工作高度（mm），
对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；
对锯齿形螺纹，
h=0.75P；
u──旋合螺纹圈数；
[p]──螺旋副许用压强（MPa）。
值选取：
对整体式螺母，=1.2～2.5，
对剖分式和兼做支承螺母，=2.5～3.5.
此处取1.5。
因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以
两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。
螺杆螺纹的中径：
根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表
GB/T5796.3—2005有：
公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φd2=25.5*1.5=38.25,
螺旋圈数μ=
=
=7.65≈8
1.4自锁验算
自锁条件：
ψ
ψv
式中：
ψv──螺纹副当量摩擦角，
ψv=arctgfv=arctg（f/cosβ）
ψ为螺纹升角
摩擦系数f由查表可知，f=.11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。
牙侧角β=α/2=30/2=15°
ψ=arctan
=arctan°
ψv=arctan
ψ=2.38°
ψv=9.98°
符合自锁条件
1.5螺杆强度校核
[σ]─螺杆材料的许用应力（MPa），
有[σ]=σs/3～5。
查表可知
s=355[σ]=σ/3=118.3
经计算的
T1=41909.1
80.7≤[σ]=118.3
1.6螺杆的压杆稳定性计算
其中Qc由λs=μl/i（u=2）确定
计算可得:
Ssc=4.04
3.5
1.7螺母螺纹牙强度校核
剪切强度条件〔危险截面为a~a〕
b————螺纹牙根部的厚度，mm，梯形螺纹b=0.65P.；
h_———弯曲力臂，mm,参看图l=
；
———螺母材料的许用弯曲应力
————螺母材料的许用切应力
计算可得
8.74
30
9.918
2.其他零部件的设计计算
2.1螺母悬置段强度计算求螺母外径
强度条件为：
近似
由参考文献可知青铜𝜎
𝑠
=100Mpa，对于塑性材料
一般
=1.2~2.5.
带入计算得
D3>
=39.34
由经历公式D3=（1.6～1.8）D,取D3=45mm，D4=59mm
2.2螺母凸缘的强度计算
接触面挤压强度计算：
[𝜎
𝑝
]-------螺母的许用挤压应力，Mpa，[𝜎
]=〔1.5～1.7〕[𝜎
𝑏
]
𝐷
4-------螺母凸缘大经，mm，𝐷
4=〔1.3～1.4〕𝐷
3
取D4=59mm,计算得
17.5MPa<
凸缘根部弯曲强度计算：
a-------凸缘高度，mm，a=H/3
带入计算得：
所以螺母凸缘满足强度要求
2.3手柄的设计计算
材料：
Q235钢
手柄长度确定：
取ƒc=0.1,p=200N
计算得：
T1=41909.1N·
mm
T2=33107.5N·
Lp=375.1mm
手柄实际长度L=Lp+D13=423.1mm。
取长度为425mm
手柄直径确定：
将
dp>
16.9mm
取dp=20mm
2.4托杯的设计
托杯用来承重可用Q235钢模锻制成
D10=〔2.4～2.5〕d=58mm
D11=（0.6～0.7）d=20mm
D13=（1.7～1.9）d=48mm
D12=D13-（2～4）=45mm
=8mm
h=1.3
=10.4mm
为了防止过快磨损，托杯一方面需要润滑，另一方面还要验算接触面间的挤压强度
.
P=12.64MPa<
[p]=300MPa
满足挤压强度要求
2.5底座设计
底座材料常用铸铁（HT100），铸件的壁厚δ应取8～12mm，取δ=10mm。
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
H1=H+20=250mm
D6=D3+5=50mm
D7=D6+
接地比压验算
底座下垫物的许用挤压应力[𝜎
]取2MPa，计算得
D8>
=150.79
取D8=200mm
参考文献：
[1]濮良贵国定吴立言机械设计高等教育2013
[2]柴国钟梁利华王效贵卢炎麟材料力学科学2012
[3]毅章巧芳舒欣图学原理与工程制图教程清华大学2012
[4]戴枝荣远明工程材料2006
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