螺旋千斤顶计算说明书1

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1、计算及说明结果1螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型的选择传动螺纹中有矩形螺纹，梯形螺纹以及锯齿形螺纹，由于矩形螺纹没有标准化，锯齿形螺纹只用于单向受力的螺纹连接或螺纹传动中，因此，选择梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。1.2选择螺杆材料由于螺旋千斤顶受力不大，转速较低，因此可以选择使用45号钢。1.3确定螺杆直径螺旋千斤顶滑动螺旋传动时，其失效形式只要是螺纹磨损，因此滑动螺旋的主要尺寸通常根据耐磨条件确定。螺杆的中径为d2。设计公式是：其中F为螺杆所受的轴向力，F=35kNΦ=H/d2，H为螺母高度。螺旋千斤顶是整体式螺母

2、，由于磨损后不能调整间隙，为了使受力分布均匀，螺纹工作圈数不宜太多，故取Φ=1.2~2.5，此处取Φ=1.8.[p]为材料的许用压力，螺母一般选择青铜，查得在低速滑动螺旋是钢—青铜，[p]=18~25MPa，此处选择[p]=20MPa。代入公式得：查机械设计课程设计手册，选择梯形螺纹的公称直径为d=32mm螺距t=P=6此时：中径d2=(32-3)mm=29mm≥24.94mm。小径d1=(32-7)mm=25mm螺母的高度H¢=φd2=1.8×29=52.2mm1.4自锁验算自锁条件是y≤rv式中：y为螺纹中径处升角；为当量摩擦角为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小

3、1°。查表得钢—青铜结合下，摩擦系数ƒ=0.09选取梯形螺纹螺杆选择45号钢F=35kNΦ=1.8[p]=20MPa公称直径d=32mm螺距t=P=6中径d2=29mm小径d1=25mm螺母的高度H¢=52.2mm9所以满足自锁条件。1.5结构，如图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。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1.5t。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。为了防止工作时螺杆

4、从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用连接螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。图1连接螺钉公称直径为：0.25d=8mm选用开槽沉头螺钉：M8×16摩擦系数：ƒ=0.09螺纹中径处升角：y=3.76790º当量摩擦角：=5.323º91.6螺杆强度计算螺杆工作时所受的扭矩为：=81205.66N•mm其中y为螺纹中径处升角，为当量摩擦角。其中，F=35kN，A是螺杆危险截面的面积，，mm2d1为外螺纹小径，d1=25mm因此σca=84.77MPa查机械设计课程设计手册的45号钢的屈服强度σs=355MPa，根据机械设计表5-13

5、得，许用应力[σs]=σs/4=88.75因此σca<[σs]，满足强度要求。1.7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，因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力F必须小于临界载荷Fcr：Fcr为螺杆临界载荷。其大小与柔度λs有关，λs=ml/im为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，查机械设计表5-14得，由于螺杆是一端固定，一端自由，因此：m=2；l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l＝H+5t+(1.4~1.6)d其中H为螺旋千斤顶最大升距，H=180mm所以：l=180+5×6+(1.4～1.6)×32mm=254.8～261.2mm，这里取l

6、=260mmi为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A=pd12/4，则因此：i=25/4mm=6.25mm将数据代入公式得：λs=ml/i=2×260/6.25=83.2>40因此需要进行稳定性校核。扭矩T=81205.66N•mm许用应力[σs]=88.75计算应力σca=84.77MPa长度系数m=2最大升距H=180mm工作长度l=260mm惯性半径i=6.25mm柔度λs=83.29临界载荷：其中：E为螺杆材料的拉压弹性模量，MPa，查机械设计课程设计手册表1-6得碳钢E=200~220GPa，此处取E=200GPa=2×105MPaI为螺杆危险截面的惯性矩，代入得

7、，Fcr=139975.81N=139.97581kN。所以因此满足稳定性要求。2螺母的设计与计算2.1选取螺母材料螺旋千斤顶低速，重载，因此可以选青铜作为螺母材料。2.2确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u又上面1.3得螺母高度H¢=φd2=1.8×29=52.2mm，螺纹工作圈数u=H¢/t=52.2/6=8.7<10，满足要求实际螺纹圈数u′=u+1.5=10.2=11（圆整）此时实际螺母高度H¢=ut=11×6mm=66mm2.3校核螺纹牙强度螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强