精品螺纹千斤顶设计计算说明书.docx
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精品螺纹千斤顶设计计算说明书
螺纹千斤顶设计计算说明书
1.设计任务书
1.1设计题目：
设计螺旋千斤顶
1.2原始数据
最大起重量：
F=50kN
最大升程：
H=200mm
1.3设计工作量
1.3.1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。
1.3.2编写设计计算说明书一份（包括封面、目录、设计任务书、计算内容和设计步骤、参考资料等）。
计算内容和设计步骤
2.1螺杆的设计与计算
2.1.1螺杆螺纹类型的选择
选择梯形螺纹，牙型角α=30˚,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。
2.1.2选取螺杆材料
选择45钢。
2.1.3确定螺杆直径
按耐磨性条件确定中径
对于梯形螺纹，其设计公式为：
对于整体式螺母，为使受力分布均匀,螺纹工作圈数不宜过多，宜取
1.2～2.5;
此处取
许用压力
从滑动螺旋传动的许用压强表中查得：
人力驱动时，
可提高20%
故
带入设计公式，得
按国家标准选择公称直径和螺距为：
2.1.4自锁验算
自锁验算条件是
且螺纹中径处升角满足比当量摩擦角小1°，符合自锁条件。
2.1.5结构设计
根据图1-2进行螺母的结构设计
（1）螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。
手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp十0.5mm。
（2）为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1约小0.2~0.5mm。
退刀槽的宽度可取为1.5P，取
。
（3）为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。
（4）为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈（GB/T891-1986），挡圈用紧定螺钉（GB/T68-2000）固定在螺杆端部。
2.1.6螺杆强度计算
螺杆受力较大，应根据第四强度理论校核螺杆的强度
强度计算公式为：
其中T为扭矩
查表可得
已知F=50kN，又
代入校核公式，得
满足强度要求。
2.1.7稳定性计算
细长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。
螺杆的临界载荷
与柔度
有关
其中
取
其中I为螺杆危险截面的轴惯性矩。
将以上数据代入柔度计算公式，得
需进行稳定性校核。
实际应力的计算公式为
其中
将上述数据代入公式得
螺杆满足稳定性要求
2.2螺母设计计算
2.2.1选取螺母材料
选择青铜
2.2.2确定螺母高度
及工作圈数
考虑退刀槽的影响，取实际工作圈数为
应当圆整，又考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，故取
2.2.3校核螺纹牙强度
螺母的其它尺寸见图1―3，螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。
由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。
（1）剪切强度校核
已知
剪切强度条件为：
≤[
]
查表得：
，
则剪切强度为
符合剪切强度条件；
（2）弯曲条件校核
弯曲强度条件为：
查表得
，
则弯曲强度为
符合弯曲强度条件。
2.2.4配合
（1）采用
配合。
（2）为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）做出倒角。
（3）为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，查表选择紧定螺钉
。
2.3托环的设计与计算
2.3.1托杯材料的选择
选择托环材料为
钢。
2.3.2结构设计
结构尺寸见图1―4。
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，应在托杯上表面制有切口的沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。
2.3.3接触面强度校核
查表得Q235钢的许用压强为
为避免工作时过度磨损，接触面间的压强应满足
根据图1-4，取相关尺寸为：
接触面压强满足要求，选材合理。
2.4手柄的设计计算
2.4.1手柄材料的选择
选择手柄材料为Q235钢
2.4.2计算手柄长度Lp
扳动手柄的力矩：
，则
取
又
手柄实际长度为：
由于手柄长度不超过千斤顶，因此取
，使用时在手柄上另加套筒。
2.4.3手柄直径
的确定
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径
，强度条件为
得设计公式为
已知
取
2.4.4结构
手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，并用螺钉固定，选择开槽沉头螺钉
2.5底座设计
2.5.1选择底座材料
选择底座材料为
，其
2.5.2结构设计
由图1-7可得底座的相应尺寸：
取
，则有
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