1、螺旋千斤顶设计计算说明书动力 1302刘蕴文20130404020742016.4目 录1 螺杆和螺母的设计计算-11.1 螺旋副的计算-11.1.1 螺杆螺纹类型的选择-11.1.2 选取螺杆材料-11.1.3 计算-11.1.4 自锁验算 -21.2 螺杆的计算-21.2.1 螺杆强度-21.2.2 稳定性计算-31.3 螺母的计算-31.3.1 螺母的基本参数-31.3.2 螺纹牙强度-41.3.3 螺母体强度-42 托杯设计-53 底座设计-64 手柄设计与计算-74.1 手柄材料-74.2 手柄长度 Lp -75 附：A4 装配图1 螺杆和螺母的设计计算(F=35KN,H=180mm
2、)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 45 钢。1.1.3 计算根据国家规定 =1.22.5，取 =1.4（梯形螺纹） ；螺纹牙的工作高度 h=0.5P；查教材表2-4-9， p取 23Mpa故，d 2 = = 26.31mmhFPp5.0 631024.15.0查询 GBT 5796.2-2005 及 GBT 5796.3-2005，d 取 32mm， ，P=6
3、mm9m取d螺母高度， 取 41mmmdH40.629.12H螺母的螺纹工作圈数，所以 z 取 6 圈763Pz螺纹牙的工作高度 3m0.5=h根据教材（2-4-36）的校核式 phzdFp2，满足条件。pMPahzdFp 21.356103914.3521.1.4 自锁验算自锁条件是 v，式中： 为螺纹升角； v 为螺旋副当量摩擦角， v=arctan ，当螺旋 vf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）f=arctan(nP / d2)=arctan1 6/（3.14 29） 3.76v=arctan0.09 5.14故， =3.76v-1，
4、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。强度计算方法参阅教材公式(2-4-39)，23121ca 64 dd式中 为螺杆材料的许用应力（MPa） ， 53/s其中扭矩式中： 为螺纹升角， v 为当量摩擦角。查手册，45 钢， =355MPasMPass 75.84353查机械制图附表 2-3，d 1=26mm ，故MPaMPa75.807.610264.350264.3 2323ca 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失稳，为此应按稳定性条件验算螺
5、杆的稳定性。起重高度 H=180mm， mH0218201 螺杆危险剖面的惯性半径 mdAIi6.541螺杆的工作长度mNdFT 56.1302914.76tan10352)tan(3mdHl 246.535.127085.12查教材， 取 2(一端固定，一端自由 )螺杆的柔度 61.25824ils因为 ，所以10ils临界载荷 NdQsc 3221 104.6914.3)6251.304().34( 稳定性计算 3.561035269FScs1.3 螺母的计算1.3.1 螺母的基本参数， 取 57mmmDD56.137.1)86.1(3 3D取 80mm98434 4，取 13mmmHa2
6、.173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 。1.3.2 螺纹牙强度，内螺纹大径 D=33mm，35KNF梯形螺纹的螺纹牙根部宽度 mPb3.96506.青铜螺母的 Ma40剪切强度，所以满足条件 MPaDbzF 14.3603.9104.353螺纹牙受力弯曲力臂 mDl52青铜螺母 ，选取MPab604Pab0弯曲强度，符合强度条件。MPazDbFl 3.16)103.9(1034.566 232 1.3.3 螺母体强度螺母材料的许用拉伸应力 ，可取 ，选取 41.5MPab8.49.8.螺母外径（校核），所选 mDFD 3
7、1.203105.43)2()2.584( 2623 符合要求。3螺母材料的许用挤压应力 MPabp 86.)7.1(螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度，所以满足条件。ppDF 6.2410571084.33)(4 23232螺母凸缘根部的弯曲强度，bb MPaaDFWM 9.2310310574.35781)(5.1 23342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
8、，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 1520pp2/mNmdD80325.)4.(10 67065191713 358422 D，满足条件。MPaxFp 6.914)20.5(1.34)D(2321 3 底座设计底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于 812mm，为稳定起见，可以制成 1/101/12 的斜度，所以壁厚（ ）选择 12mm H1=H+（ 1428）mm =180+20=200mmD6=D3+（5 10）mm =57+7=64mmD7=D6+ =76+ =116mm102D8= ，取 190mmmF 189.070160214.35D 4 23327
9、p 式中： 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 p=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。4.2 手柄长度 Lp螺旋副间的摩擦阻力矩mNtgftgdFTv 51.79476.3235)(21断面摩擦力矩 mNDFfTc 740251.03543122式中 为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数，可取cf 1.cf螺旋驱动力矩 mNT28.7951.7921驱动力作用半径（即手柄的计算长度） mPLp20手柄的实际长度，因为 L 过长，可以用段mDLp 874.951023758.9)15(2 手柄外加套筒。所以 L 取 500mm手柄的直径，式中 为手柄材料的许用弯曲应力，mTdhp 6.71201.028791.033 h可取 =120MPa，所以 取 27mm。hpd
