螺旋千斤顶设计计算说明书.docx

1、螺旋千斤顶设计计算说明书江苏大学机械原理与设计螺旋千斤顶设计计算说明书 系 别 专业班级 学生姓名 学 号 2015年12月目录1螺杆和螺母的设计计算-1 1.1螺旋副的计算-1 1.1.1螺杆螺纹类型的选择-1 1.1.2选取螺杆材料-1 1.1.3计算-1 1.1.4自锁验算-2 1.2螺杆的计算-2 1.2.1螺杆强度-2 1.2.2稳定性计算-3 1.3螺母的计算-3 1.3.1螺母的基本参数-3 1.3.2螺纹牙强度-4 1.3.3螺母体强度-42托杯设计-53底座设计-64手柄设计与计算-6 4.1手柄材料-6 4.2手柄长度-75螺旋千斤顶的效率-76附A4装配图1螺杆和螺母的设

2、计计算(Q=30KN,H=150mm)1.1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=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Q235钢。 1.1.3计算 根据国家规定=1.22.5，取=1.5（梯形螺纹）；螺纹牙的工作高度h=0.5P；查表，p取20Mpa故，d20.825.29查表，d取28mm，取25.3mm，P=7mm螺母高度H=37.95，H取39mm螺母的螺纹工作圈数u=10；所以u取7.8圈螺纹牙的工作高度h

3、=0.5P=2.5 1.1.4自锁验算自锁条件是，式中:为螺纹升角；为螺旋副当量摩擦角， =，当螺旋副材料为钢对青铜时取=0.09（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小11.5）=arctan(nP/)3.7=arctan0.095.14故，=3.7-1，所以满足自锁条件1.2螺杆的计算 1.2.1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，应根据第四强度理论对其强度进行校核=式中为螺杆材料的许用应力（MPa），=s/35其中扭矩式中:为螺纹升角,v为当量摩擦角。查手册，Q235钢, s=235MPa 满足强度要求 1.2.2稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能

4、失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。起重高度H=150mm，螺杆危险剖面的惯性半径 螺杆的工作长度 l=H+1.5d=211.5mm 查教材，取2(一端固定，一端自由)螺杆的柔度 所以临界载荷 稳定性计算， 稳定性符合要求1.3螺母的计算 1.3.1螺母的基本参数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，所以螺母材料选用青铜。 1.3.2螺纹牙强度已知Q=30KN，内螺纹大径D=28mm梯形螺纹的螺纹牙根部宽度b=0.65P=3.25mm，青铜螺母剪切强度：, ,所以满足条件螺纹牙受力弯曲力臂 青铜螺母弯曲强度： ，,符合强度条件1.3.3螺母体

5、强度螺母材料的许用拉伸应力 ,选取42MPa.螺母悬置部分受拉伸和扭转联合作用，为计算简单，将F增大30%，按拉伸强度计算得：螺母外径（校核):，所以 螺母材料的许用挤压应力: 螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度计算:, ,所以满足条件螺母凸缘根部的弯曲强度：， 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。为了使托杯与重物良好和防止与重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。由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，许用压力可取152

6、0N/mm，托杯结构如图3底座设计底座通常用铸铁铸造，壁厚一般不应该小于812mm，为稳定起见，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）选择为12mm式中 H-起重高度，mm； -联接接合面材料的许用挤压应力，MPa。当结合面材料为木材时， =2MPa。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。本千斤顶采用Q235. 4.2手柄长度螺旋副间的摩擦阻力矩 断面摩擦力矩式中为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数，可取=12.01.0 螺旋驱动力矩驱动力作用半径（即手柄的计算长度） 手柄的实际长度 因为L过长，可以用段手柄外加套筒。手柄的直径式中为手柄材料的许用弯曲应力，可取，所以pd取23mm5螺旋千斤顶的效率式中：分子上P为螺距，分母上P为人手作力。