1、计算及说明 结果螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。设计的原始数据：最大起重 F=60KN、最大升起高度 H=230mm。螺旋千斤顶的设计步骤如下：1.螺杆的设计与计算：（1）螺纹的牙型 选用矩形螺纹，采用内径对中，配合选 H8/h8，在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。（2）螺杆的材料选用 Q255 现代工程材料成型与机械制造基础 孙康宁 P80（3）螺杆直径螺杆工作时，同时受压力与扭矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径，即：F2.5d1查式中螺杆的屈服极限=255MPa，由于 Q235 是塑s性材料，取安全因数 n=2，得许用压应力 =127.5M
2、Pa，取整数 =130MPa。 材料力学 王世斌 亢一澜 P19、 P28将上述数据带入得螺杆的直径为 0.02764m，取 =30mm。d11根据经验公式 ，得 P=7.5mm。4p1参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高 h= ，得 h=3.75mm。2pd 圆整为整数后，取 =38-7.5=30.5mm。d1（4）自锁验算在考虑众多因素后，实际应满足的自锁条件为：原始数据F=60KNH=230mm配合选 H8/h8螺杆的材料选 Q255螺杆直径取 30.5mm螺旋千斤顶计算说明书天津大学 07 级机制二班 完成日期：2009 年 12 月 5 日由 n=1，p=7.5mm ， = =32.375m
3、m)(/nptad2d2h1得 tan =0.07373 机械原理与机械设计 张策 P38当量摩擦角 =arctan ，在有润滑油情况下 =0.1，得 =4.574验证结束，左边小于右边，达到自锁条件。 机械原理与机械设计 张策 P71（5）结构手柄孔径 根据手柄直径 决定， 。dKpdm5.0dpk根据后面手柄部分的计算得到 =26mm，所以 =26.5mm。k退刀槽的直径比 小，取值为 28mm。1退刀槽的宽度取为 1.5P=11.25mm。（6）螺杆的强度校核对 Q235 进行压应力校核，Q235 许用弯曲应力 =120MPa，从后b 面的计算中得到数值，如下公式：102MPa，符合该压
4、力下的强度要求。2312b0.dT4F2.螺母的设计与计算（1）材料螺母的材料选择 Q23556.25mm（2）螺纹圈数 Z 与高度 ，螺母的圈数通常是根据螺纹牙间强度条件求H出，即： phd2F式中：螺纹中径 =32.375mm，螺纹牙高度 h=3.75mm2d螺纹牙的强度计算螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为： =98MPa，得 Z 1.7ZFbd1螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为： =400MPa，得b21bl6 机械原理与机械设计 张策 P8112.0Z对于矩形螺纹 b=0.5P，在条件 Z 10 的条件下，取 Z=6。考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数为： =7.55.所以得到螺母的高度：
5、=56.25mm。PH符合自锁条件退刀槽的宽度取11.25mm螺杆的强度校核符合要求螺母的材料选择Q235螺旋千斤顶计算说明书天津大学 07 级机制二班 完成日期：2009 年 12 月 5 日（3）螺母其他尺寸（如图）：（4）螺母与底座的配合螺母压入底座上的孔内，圆柱面的配合采用 H8/n7，为了方便安装，应在螺母下端和底座孔上端制出倒角，紧固螺钉的直径取 M8。3.螺杆稳定性验算计算螺杆柔度时，螺杆最大受压长度 l 可按将重物举到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度计算，即：1.5d/2Hl式中 d 为大径，d=34mm，得 l=230+56.25/2+1.5X34=309mm由稳定性
6、验算公式 材料力学 王世斌 亢一澜 2crlEIFP117、 248查表得 Q255 的弹性模量 E=200GPa，由惯性矩公式 I= ，得 I=1.19221d645104m式中 为满足条件的轴向压力crF将上述数据带入公式得， =2.456 ,满足条件，装置稳定。crFKN54.托杯的设计与计算杯用来承托重物，此次计算选用碳钢 Q235 模煅制成，尺寸如图所示，为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯表面制出切口和沟纹。直径的配合取 H11/a11。2D托杯的许用压强可取为，由此可确定托a18MP螺母的高度 56.25mm螺杆在最大高度处稳定杯直径 ，即：4D24PFD取 =0.6 3
7、4.25=20.55mm，得 68.1mm，取 =70mm244D5.手柄设计与计算（1）材料选用 Q235（2）手柄长度 pL扳动手柄的转矩 必须克服螺纹副的螺纹力矩 和螺杆与托杯间的摩PK1M擦力矩 ，即：2M21pLK21PL式中 K 为一个工人加于手柄上的臂力，间歇工作时约为 150250N，这里取 K=250N。2dtgF1FD4122M在加润滑油的情况下，摩擦系数 =0.06将以上的数据带入公式得0.71014mpL手柄计算 是螺杆中心到人p手施力点的距离。考虑杆头尺寸及人手握的长度，手柄的实际长度还应该加上 mm,最终102D得到千斤顶的手柄需要的长度为820mm。（3）手柄直径
8、 pd把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定直径 ，其强度条件为：pd3bp1.0dKL式中 为材料的许用弯曲应力，对于 Q235 手柄， =120MPa。bb托杯尺寸如图手柄长度 820mm螺旋千斤顶计算说明书天津大学 07 级机制二班 完成日期：2009 年 12 月 5 日代入数据计算得 25.8mm，取 =26mm。pdpd（4）结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环（如图） ，并用螺钉或铆钉固定。6.底座设计底座这里选用 HT150，铸件壁厚选用 =10mm。为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此，可按照 1：5 的锥度设计。图中： 26p74FD式中 为底座下枕垫物的许用应力。对于木材，取=2MPa。p将以上数据带入公式得=232.53mm，最终取7D=240mm。=95mm。2518H7.千斤顶的效率由公式 21MPF带入数据得 。36.0手柄直径 26mmpd底座尺寸如图千斤顶效率 36.0
