螺杆和螺母设计计算

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1、1螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm)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α=30º，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=1.2~2.5，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21Mpa故，d2≥==35.45mm查机械制图附表2-3，d取40mm，，P=7mm螺母高度，取50mm螺母的螺纹工作圈数，所以

2、z取7圈螺纹牙的工作高度根据教材（2-4-36）的校核式，满足条件1.1.4自锁验算自锁条件是rv，式中：为螺纹升角；rv为螺旋副当量摩擦角，rv=arctan，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1°~1.5°）=arctan(nP/pd2)=arctan（17/3.1436.5）3.5°rv=arctan0.095.14°故，=3.5°

3、中为螺杆材料的许用应力（MPa），其中扭矩式中：为螺纹升角，rv为当量摩擦角。查手册，45钢，=355MPa查机械制图附表2-3，d1=32mm，故满足强度要求1.2.2稳性的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杆的稳定性。起重高度H=250mm，螺杆危险剖面的惯性半径螺杆的工作长度查教材，取2(一端固定，一端自由)螺杆的柔度因为，所以临界载荷稳定性计算1.3螺母的计算1.3.1螺母的基本参数，取70mm，取17mm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

4、螺纹大径D=41mm，梯形螺纹的螺纹牙根部宽度青铜螺母的剪切强度，所以满足条件螺纹牙受力弯曲力臂青铜螺母，选取弯曲强度，符合强度条件1.3.3螺母体强度螺母材料的许用拉伸应力，可取，选取41.5MPa螺母外径（校核），所以取40mm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，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

5、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15~20，满足条件3底座设计底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于8~12mm，为稳定起见，可以制成1/10~1/12的斜度，所以壁厚（）选择12mmH1=H+（14～28）mm=250+20=270mmD6=D3+（5～10）mm=70+6=76mmD7=D6+=76+=128mmD8=，取231mm式中：[s]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[s]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

6、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。所以L取500mm手柄的直径，式中为手柄材料的许用弯曲应力，可取=120MPa，所以取30mm5螺旋千斤顶的效率式中：分子上P为螺距，分母上P为人手作用力6参考文献[1]马履中.机械原理与设计[下册].北京:机械工业出版社,2009.2[2]清华大学工程图学及计算机辅助设计教研室.机械制图.北京:高等教育出版社,2006[3]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社,2006[4]江苏大学机械设计课程组

7、.机械设计课程大作业指导书,2001.7