螺杆和螺母设计计算.docx
《螺杆和螺母设计计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《螺杆和螺母设计计算.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
螺杆和螺母设计计算
1螺杆和螺母的设计计算（F二58KN,H=250inm）
1」螺旋副的计算
1・1・1螺杆螺纹类型的选择
螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角a=30\梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
故选梯形螺纹。
1.1.2选取螺杆材料
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
选45钢。
1.1.3计算
根据国家规定0=1・2~2$取0=14（梯形螺纹）；螺纹牙的工作高度
h=0・5P；査教材表2-4-9,91取2IMpa
故’J抚]=Jo.5蚀同-^0.5x3.14x1.4x21x10
FP
FP
58x10’
层35・45mm
査机械制图附表2-3Td取40mm,厶取36,5nm,P=7inin
■
螺母高度
H=洌2=L4X35.45=49・63〃〃"，H'取50mni
螺母的螺纹工作圈数
"A弓…4,所以肿圈
螺纹牙的工作高度
h=0・5P=a5x7=3・5mm
根据教材V）的校核式"
58x1（?
■
"一M加一3.14x36.5x107x3.5x107x7"20&6MP"■
1.1.4自锁验算
自锁条件是22为螺纹升角；0为螺旋副当量摩擦角,
Q=arctan/r当螺旋副材料为钢对青铜时取人=0・09（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小1。
~1・5。
）
A=arctan（nP/jrd2）=arctan（1x7/3.14x36.5）总3・5°
所以满足自锁条件
/^=arctan0.09君5・14°故，久=3・5。
<0・1。
，
1・2螺杆的计算
121螺杆强度
螺旋千斤顶工作时,
螺杆受轴向压力F和转矩T的作用，应根据第四强度
、2
<\a
式中［b］为螺杆材料的许用应力（MPa）,0卜6/3~5
其中扭矩
T=Ftan（A+p）号=58x10’lan（3.5^+5.14^）xx10'^«U60.84N*w
式中：
/I为螺纹升角，0为当量摩擦角。
查手册，45钢，
查机械制图附表2・3,d|=32mm,故
1-2.2稳性的计算
细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。
起頃高度H=250mm,=W+20=250+20=270/呦
螺杆危险剖面的惯性半径
螺杆的工作长度
i+¥+]S250+罟+640=335^
查教材，〃取2（—端固定，一端自山）螺杆的柔度
=丛=^2^=8375
J•
因为兄厂单＜100,所以
314*92
X=168.97xlO^7V
4
临界载荷
2=（3（M一1.12&）曾-=（3O4-l」2x83.75）
稳定性计算
「3螺母的计算
1-3,1螺母的基本参数
Dy=（1・6~1.8）£）=1,7x41=69.7zjtfj/,£>3取70mm
£>4=（1~1・4）£>3=1・4X70=98畀"“
a=—=—016.67/;//«,取17inin3■
螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度
螺母材料选用青铜
r3.2螺纹牙强度
F=5$KN,内螺纹大径D=41mm,z=l
梯形螺纹的螺纹牙根部宽度b=0・65P=0.65x7=4.55加也
青铜螺母的H=30~AGMPa
剪切强度
"绘Tmz岚;所以满足条件
58x10
螺纹牙受力弯曲力臂心¥=恃"沁
青铜螺母[bb]=4O~6OMPa,选取[bb]=50MPa
弯曲强度
1-3.3螺母体强度
螺母材料的许用拉伸应力[b],可取[b]=0・83[bb]=33・2~49・8MPd,选取
4L5MPa
螺母外径（校核）
険严咅）Jd，=、怦一5.2X8今+（4110亓心
Y兀WV3.14x41.5x10''''
所以2取40mm
螺母材料的许用挤压应力
gp]=（l・5~l・7）[crJ=l・6x50=80MPd
螺母凸缘与底座接触表面的挤圧强度
=48.IMP*0』
F58x10'
b==P
"彳（DJ-£>,/）（56X10"）~-（40x10"）■
满足条件
螺母凸缘根部的弯曲强度
3.14x40x10"^x（l7xl0"^）'
咕善=1"化6）=658x10.（型叮-40雪T=3&35MP*况］
所以满足条件
2托杯设计
托杯用来承托重物，一般用铸钢或铸钢材料。
为了使托杯与重物a好和防止与巫物之间出现相对滑动，在托盘表现制有切口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应安有挡圈。
山于托杯在起重时不转动，因此，托杯底部与螺杆接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面要加注润滑剂，另一方面还需限制接触面间比压
P<[/;],许用压力同可取15~20N/"肿
£>10=（2.4~25）〃=2.45x4O=98畀““
Dj,=（0.6~0・7）d=0.65X40=26nim
£>13=（1.7~1・9》/=1.8x40=12/iun
3底座设计
底座常用铸铁铸造，壁月•一般不应小于8-12mm,为稳定起见，可以制成
1/10-1/12的斜度，所以壁片
BUT
Hi=H+（14〜28）mm=250+20=270mm
D6=D卄（5〜10）mm=70+6=76mm
D7=D6+电=76+—=128mm
以=-^+Dt=J4x58x10・+（］28x10JF"30・93如,取231mm
冋6pV3.14x2x10"\>
式中:
[a]p——联接结合面材料的许用挤压应力。
当联接结合面材料为木头时,取[a]p=2MPao
4手柄设计与计算
4・1手柄材料1
常用碳素结构钢制造，如Q235和Q275。
4.2手柄长度厶
螺旋副间的摩擦阻力矩
f々乙c
7；=F^^Zg（/t+/J=58x—xZg（3.5^+5J4^）^I60.847V*/M
22
断面摩擦力矩
T,=Ff严严％=58x10’xO.11x°39+O026-儿4
151.53N
式中厶为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数，可取£=0・1~0・12
螺旋驱动力矩
T=T\+兀=160.84+151.53=312.37N•加
驱动力作用半径（即手柄的计算长度）
T31237
=1561■85〃"”
手柄的实际长度
Q£.C
L=厶“+二+（50~150）=1561・85+=+100=1680・"wn因为L过长,22
可以用段手柄外加套筒。
所以L取500mm
手柄的直径
〃八禹匚用命29.64^,式中心」为手柄材料的许用弯
31237
曲应力.町取［a；J=120MPa.所以d。
取30mm
5螺旋千斤顶的效率
"麺r2®4x2g0.严7"%式中:
分子上P为螺距，分母上P为
FP58x10^x7x10"^
人手作用力
6参考文献
［1］马履中•机械原理与设计［下册］•北京：
机械工业出版社,2009.2
⑵淸华大学工程图学及计算机辅助设il•教研室.机械制图.北京:
高等教育出版社,2006
［3］吴宗泽.机械设计课程设计手册［M］.北京:
高等教育出版社,2006
［4］江苏大学机械设讣课程组•机械设汁课程大作业指导书,2001.7
升级会员 