螺旋千斤顶设计【优秀课程毕业设计含proe三维3D建模及6张CAD图纸+带20页加正文5300字】-jxsj38
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螺旋千斤顶设计【优秀课程毕业设计含proe三维3D建模及6张CAD图纸+带20页加正文5300字】-jxsj38
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proe三维图
qianjinding.stp
底座.dwg
手柄.dwg
托杯.dwg
文件清单.txt
螺旋千斤顶设计说明书.doc
螺杆.dwg
螺母.dwg
装配图.dwg
计算说明书.doc
摘 要
本次毕业设计是设计一个螺旋千斤顶，该千斤顶主要有底座螺母，螺杆，手柄，托杯等零部件构成。设计过程中主要进行以下几个方面的工作：查阅相关机械设计资料，初步确定螺旋千斤顶的整体设计方案；确定螺旋千斤顶的整体结构；对螺旋传动部分进行设计计算并进行强度校核；利用proe进行装配，对整体结构进行修改完善；绘制螺旋千斤顶的装配图及各零部件图；设计原始参数：螺旋千斤顶的最大起重重量，最大起升高度H=190mm。在这次毕业设计中，了解了千斤顶的结构原理，在设计过程中认识到三维建模的作用，还学会了简单的绘图技巧。
关键词：螺旋千斤顶；底座螺母；螺旋传动；强度校核
Abstract
The graduation project is to design a screw jack, the jack mainly has base nut, screw, handle, support cup and other parts and components. The main work in the following aspects: the design process related mechanical design data, preliminary determine the overall design scheme of screw jack; determine the overall structure of screw jack; the screw transmission part design calculation and strength check; were assembled by PROE, the overall structure of the revised and improved; the assembly drawing and the screw Jack the parts diagram; the original design parameters of screw jack: maximum lifting weight, maximum lifting height of H=190mm. In this graduation project, the structure and the principle of the jack are understood. In the process of design, the function of 3D modeling is recognized, and the simple drawing skills are also learned.
Key words: screw jack; base nut; screw drive; strength check
目录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 起重机械的概述 1
1.2 目的 1
1.3 国内外千斤顶行业发展趋势 2
1.4 使用原理 2
2 计算及说明 3
（一） 螺杆的设计计算 4
（二） 螺母的设计计算 7
（三） 托杯的设计计算 9
（四） 手柄的设计计算 10
（五） 底座的设计计算 11
（六） 千斤顶的效率计算 12
3使用千斤顶的注意事项 13
4 结论 14
致 谢 15
参考文献 16
- 内容简介：
-
I 摘 要 本次毕业设计是设计一个螺旋千斤顶， 该千斤顶主要有底座螺母，螺杆，手柄，托杯等零部件构成。设计过程中主要进行以下几个方面的工作：查阅相关机械设计资料，初步确定螺旋千斤顶的整体设计方案；确定螺旋千斤顶的整体结构；对螺旋传动部分进行设计计算并进行强度校核；利用 行装配，对整体结构进行修改完善；绘制螺旋千斤顶的装配图及各零部件图； 设计原始参数：螺旋千斤顶的最大起重重量56 5 1 0 ，最大起升高度 H=190在这次毕业设计中，了解了千斤顶的结构原理， 在设计过程中认识到三维建模的作用，还学会了简单的绘图技巧。 关键词： 螺旋千斤顶 ； 底座螺母 ； 螺旋传动 ； 强度校核 he is to a in of of of of 6 5 1 0 , =190In of In of D is 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 起重机械的概述 . 1 目的 . 1 国内外千斤顶行业发展趋势 . 2 使用原理 . 2 2 计算及说明 . 3 （一） 螺杆的设计计算 . 4 （二） 螺母的设计计算 . 7 （三） 托杯的设计计算 . 9 （四） 手柄的设计计算 . 10 （五） 底座的设计计算 . 11 （六） 千斤顶的效率计算 . 12 3 使用千斤顶的注意事项 . 13 4 结论 . 14 致 谢 . 15 参考文献 . 16 1 1 绪论 起重机械的概述 起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升和水平移动的搬运机械。起重机械的作业通常带有重复循环的性质。一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载，然后返回原处等环节。经常起动、制动、正向和反向运动是起重机械的基本特点。起重机械广泛用于交通运输业、建筑业、商业和农业等国民经济各 部门及人们日常生活中。 起重机械由运动机械、承载机构、动力源和控制设备以及安全装备、信号指示装备等组成。 起重机械的驱动多为电力，也可用内燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。 起重机械按结构特征和使用场合分为：轻小型起重设备、桥架型起重机、缆索型起重机、臂架型起重机、堆垛起重机、升降机械。 然而，千斤顶又属于起重机械的一种。千斤顶是一种起重高度小 (小于 1m)的最简单的起重设备。它有机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种。千斤顶按工作原理分为：螺旋千斤顶、齿条千斤顶、油压千斤顶 。 目的 在研究本课题时就发现在现实生活和实际生产中，我们经常会遇到一些汽车需要更换轮胎或者维修，将一些重物在没有起重装备的前情况下移动或抬起，如果仅仅靠人工进行操作是相当困难的，这个时候就用到千斤顶，发挥四两拨千斤的作用。千斤顶与我们生活息息相关，比如铁路车辆检修、桥梁安装、矿山、建筑工程的支撑及车辆设备等重物的起重方面都离不开千斤顶。因此千斤顶技术的发展将直接影响到这些行业货部门的正常运作和未来的发展。本次通过研究学习机械原理，设计出以往复扳动手柄拔抓，即推动刺轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮 使举重螺杆旋转，从使伸降套筒获得起伸或下降达到起重拉力功能的螺旋式千斤顶，更是为了深入了解千斤顶的原理与应用。通过查阅大量文献资料，设计和绘制千斤顶各部件零件图，不仅熟悉了螺旋千斤顶的工作原理，让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用，同时加深了对课本中有关液压传动与机械基础理论知识的理解。 2 其意义在于： 1） 要求熟悉螺旋传动的工作原理，掌握螺旋传动的设计过程和方法，培养结构设计能力，初步额机械设计的一般程序； 2） 要求学会综合运用所学知识，培养独立解决工程的问题的能力； 3） 培养查阅机械设计零件手册及有关技术资料，能正 确使用国家标准规范能力。 国内外千斤顶行业发展趋势 国外发展情况 ：早在 20 世纪 40 年代，卧式千斤顶就开始在汽车维修行业中得到使用，但由于当时技术和使用的原因，千斤顶设计时的尺寸和体积较大，承载量较低，使用不便。后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展，在 90 年代初，国外大部分用户用卧室千斤顶取代了立式千斤顶。在 90 年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。 便携式 液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆。另外一种名为 便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向弹簧进行快速的现场维修，并能完全由转向架侧架支撑住。 国内发展情况 ：我国千斤顶技术发展较晚，由于缺少与外国先进技术交流，所以直到 1979 年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过我们重新对产品进行设计改造，在外观美观、使用方便、承载量打、寿命长等方面都已经超过国外同类的产品并迅速打入欧美市场。经过多年设计制造的实践，除了卧式千斤顶外，我国的千斤顶还规格齐全，还研制出了新型折叠式液压千斤 顶、新型剪式千斤顶、快速升降千斤顶、多用途千斤顶、便携式电动千斤顶等等，形成了一套系列产品。随着我国汽车工业的快速发展，汽车对千斤顶的要求也越来越高；同时随着市场竞争的加剧，用户要求的不断的变化，将迫使千斤顶的设计质量要不断提高，以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶不仅要求重量轻，携带方便，外形美观，使用可靠，还会对千斤顶的进一步自订花，甚至智能化都有所要求。 使用原理 螺旋千斤顶是通过往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下 降，而达到起重拉力的功能 ，3 它 是由人力通过螺旋副传动 ， 其结构紧凑， 成本较低， 使用携带较为方便 ， 能长期支持重物，最大起重量已达 100 吨， 使用更为 广 泛。 2 计算及说明4 计 算 与 说 明 结 果 （一） 螺杆的设计计算 螺杆工作时，同时受到压力和转矩的作用。因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径，即 1 4 1 d 许用应力 (3 5)s 由手册25P， 223 1 5 , 5 3 0m m N m m 2315 1 0 5 6 3( 3 5 ) ( 3 5 )s N m m 取 80 则 314 1 . 3 6 5 1 0 3 6 . 6 880d m m 选梯形螺纹 48 8 螺纹大径 48d ， 1 4 8 1 4 9D d m m 螺纹中径 22 4 4 8 4 4 4d D d m m 螺纹小径 9 4 8 9 3 9d m m 1 4 8 8 4 0D d m m 螺距 8p 螺纹根部厚度 1 0 . 6 3 4 0 . 6 3 4 8 5 . 0 7 2t p m m 螺纹工作高度 mmh=4 较核螺杆强度 螺纹力矩 21 t a n ( ) 2v 螺纹升角 218a r c t a n ( ) a r c t a n ( ) 3 . 3 144np d 查手册 1 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑 ) 当量摩擦角 0 . 1 8a r c t a n a r c t a n 1 0 . 5 5c o s c o s 1 5v 351 446 5 1 0 t a n ( 3 . 3 1 1 0 . 5 5 ) 3 . 5 3 1 02T N m m 80 48d 2 44d 9d m1 8p 1 mm 49D 1 40D 5 计 算 与 说 明 结 果 按第四强度理论较核，压 扭组合校核 22123114 3 0 . 2 2235234 6 5 1 0 3 . 5 3 1 03 7 4 . 9 6 8 03 9 0 . 2 3 9 p a M p a 满足要求。 图 1螺杆受力图 自锁条件v其中 故 v，可用，且 4 4 30 ，可靠 见图 1 螺杆上端直径 ( 1 . 7 1 . 9 ) ( 1 . 7 1 . 9 ) 4 8 8 1 . 6 9 1 . 2d m m 25( 0 . 5 1 ) 式中： 35pd 3 5 ( 0 . 5 1 ) 3 5 . 5 3 6kd m m 取 36kd 4 p a 满足螺杆强度要求。 85D 36kd 计 算 与 说 明 结 果 6 ( 0 . 6 0 . 7 ) ( 0 . 6 0 . 7 ) 4 8 2 8 . 8 3 3 . 6d d m m ，取 30d 退刀槽直径 1 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 9 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 8 . 8 3 8 . 5d m m 刀槽宽度 b=12杆膨大部分长度 l = ( 1 . 4 1 . 6 ) d = ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 = 6 7 . 2 7 6 . 8 m m 取 70l 12 ( 3 4 ) 1 3 ( 3 4 ) 1 6 1 7h h m m ，取1 16h 杆长度 1 2 4 0 1 4 0 7 0 1 6 4 6 6l l h m m =H+细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力，螺杆可能失稳，为此按下式演算螺杆的稳定性。 2 式中，压力。 22()。弹性模量 52 0E M p a 4 4 541 39 1 . 1 1 06 4 6 4dI m m 。 5 (1 . 4 1 . 6 )L H p d 2 4 0 5 8 ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 3 4 7 . 2 3 5 6 . 8 ，取 350L 。 由 0 0 2 1 4 0 4 4 3 . 1 8 3l d d H，为固定支承， 2 （一端固定， 一端自由） 2 5 5 522 . 0 1 0 1 . 1 1 0 4 . 5 7 1 0( 2 3 5 0 ) 534 . 5 7 1 0 6 5 1 0 7 . 0 3 2 . 5 ，螺杆可以稳定工作。 图 1杆简图 30d b=12 70l 1 16h 52 0E M p a 541 0I m m 350L 2 54 1 0 计 算 与 说 明 结 果 7 （二） 螺母的设计计算 螺母的材料选用 . 确定螺纹旋合圈数 z 根据耐磨性旋合圈数 z，即 2 h H 2 Fz d h p 26 5 , 1 5p N m m120查 书 本 P 表 36 5 1 0 7 . 8 44 4 1 5 4z 螺母实际圈数 1 . 5 7 . 8 4 1 . 5 9 . 3 4 1 0 , 1 . 5 8 . 5z z z 取 则 螺母旋合长度 1 0 8 8 0H z p m m 校核螺母的高径比 8 0 4 4 1 . 8 2 2= H 5120查 书 本 P 表 ， 2 . 5 3 . 5 兼 做 支 承 的 螺 母，不能满足要求。故要重新确定螺母的高度。 取 ，则2 3 . 2 4 4 1 4 0 . 8H d m m 取 140H 紧定螺钉选择参照手册 . 校核螺母的螺牙强度 （ 1） 剪切强度 121 6 本 表2 4 0 N m m 3 2216 5 1 0 9 . 8 4 04 9 5 . 0 7 2 8 . 5 N m m N m mD t z F 故满足要求。 （ 2） 弯曲强度 213 t z 式中 6 本 p 表 2 4 5 5 5b N m m 10z 80H 140H 2 4 0 N m m 29 . 8 N m m，满足 剪切强度要求 2 4 5 5 5b N m m 8 计 算 与 说 明 3 223 6 5 1 0 4 2 3 . 2 4 9 5 . 0 7 2 8 . 5 m m 故满足要求 3. 螺母其它结构尺寸 螺母外径 D = ( 1 . 6 1 . 8 ) D = ( 1 . 6 1 . 8 ) 4 9 = 7 8 . 4 8 8 . 2 取 80D 螺母凸缘厚度 1 (1 . 3 1 . 4 ) (1 . 3 1 . 4 ) 8 0 1 0 4 1 1 2D D m m 取 1 106D 螺母 凸 缘 厚 度 80 2 6 . 6 73 3 取 25a 4. 螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分拉 扭组合校核 （ 1） 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) 1 ()4式中：螺母的许用拉应力 0 b螺母材料的许用弯曲应力 b 6 本 P 表， 2 4 5 5 5b N m m 0 . 8 3 0 . 8 3 4 5 5 5 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5b M p a 3 2 2 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) ( 1 . 2 1 . 3 ) 6 5 1 011( ) ( 8 0 4 9 )44 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 安全。 （ 2） 凸缘与底座接触部分的挤压强度计算 2 211()4 (1 . 5 1 . 7 ) (1 . 5 1 . 7 ) ( 4 5 5 5 ) 6 7 . 5 9 3 . 5 p a 3226 5 1 0 1 7 . 11 ( 1 0 6 8 0 )4p M p a 结 果 22 3 . 2 m m 满足弯曲强度要求。 80D 1 106D 5a 2 4 5 5 5b N m m 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5 M p a 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 故安全 6 7 . 5 9 3 . 5p M p a 9 计 算 与 说 明 结 果 ，安全 螺母上固定螺钉用 71 3） 凸缘根部的弯曲强度计算 121 . 5 ( ) 321 . 5 6 5 1 0 ( 1 0 6 8 0 ) 1 6 . 1 58 0 2 5b M p a ，安全。 图 1螺母简图 （三） 托杯的设计计算 旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度， 22451()4直径42 ( 2 4 ) 8 5 ( 2 4 ) 8 3 8 1D D m m 4 82D 直径 5 (1 2 ) 3 0 (1 2 ) 3 1 3 2D d m m 5 31D 则 322 2 2 2456 5 1 0 1 4 . 411( ) ( 8 2 3 1 )44 m 2 1 8p N m m （托杯材料 , ,故安全 故安全 4 82D 31D 1 4 m m ,故安全 10 计 算 与 说 明 结 果 3 ( 2 . 4 2 . 5 ) ( 2 . 4 2 . 5 ) 4 8 1 1 5 . 2 1 2 0D d m m 3 118D m m取图 1 托杯简图 （四） 手柄的设计计算 1. 选材：手柄的材料选取 . 手柄长度 1）作用于手柄上的力矩12L，从而可得 12P 2） K 为搬动手柄的臂力，起取值为 K = 1 5 0 2 5 0 N，取 K=200N 3）螺纹力矩 521 t a n ( ) 3 . 5 3 1 02v N m m 摩擦力矩 32 4 511( ) ( 8 2 3 1 ) 0 . 0 7 6 5 1 044T D D F 51 1 0 N m m 2 mT r F4533452245( ) 4 ,13 C （ p 为 常 数 ）（ p=C ）4）手柄长度 5512 3 . 5 3 1 0 1 . 2 8 1 0 2405200P m 1500PL m m取 5）手柄的实际长度 3 118D =200N 51 3 . 3 1 0T N m m 52 1 . 2 8 1 0T N m m 1500PL 11 计 算 与 说 明 结 果 2 85( 5 0 1 5 0 ) 1 5 0 0 ( 5 0 1 5 0 )22P 1 5 9 2 . 5 1 6 9 2 . 5 =800 按弯曲强度设计 3 0 . 1 . 1 1 2 0 N m m b 3 2 0 0 2 4 0 5 3 4 . 20 . 1 1 2 0 取 手柄简图 （五） 底座的设计计算 底座材料选用 铁壁厚 10 ，底座外形制成 1： 5 的锥度，其主要结构尺寸如下： 240H （任务书） 高度 1 (1 4 1 8 ) 2 4 0 1 4 0 (1 4 1 8 )H H H 3 9 4 3 9 8 取 1 395H 6 ( 5 1 0 ) 8 0 ( 5 1 0 ) 8 5 9 0D D m m 6 90D 00 35d 240H 1 395H 90D 2 计 算 与 说 明 结 果 7 6 111( ) 9 0 ( 3 9 5 1 4 0 2 5 ) 1 5 155D D H H a m m 7 150D m m取按挤压强度计算88 2 P M p a 3 24 6 5 1 0 1 5 0 2 4 3 . 52 . 2 5 8取 D 图 1 底座简图 （六） 千斤顶的效率计算 32 6 5 1 0 8 2 2 0 0 2 4 0 5 0 . 1 7 0 . 3pF p k L 可满足自锁条件的要求。 7 150D 40D 13 3 使用千斤顶的注意事项 (1)无论哪种千斤顶都不准超负荷使用，以免发生人身或设备故障。 (2)千斤顶使用前，应检查各零件是否灵活可靠，有无损坏，油液 是否干净，油阀、活塞、 密封圈 是否完好。 (3)千斤顶工作时，要放在平整坚实的地面上，并要在其下面垫枕木、木板或钢板来扩大受压面积，防止塌陷。 (4)千斤顶安放位置要摆正，顶升时，用力要均匀；卸载时，要检查重物是否支撑牢固。 (5)几台千斤顶同时作业时，要动作一致，保证同步顶升和降落。 (6)螺旋千斤顶和齿条千斤顶，在任何环境下都可使用。而液压千斤顶在高温和低温条件下不准使用。 (7)螺旋千斤顶和齿条千斤顶，应在工作面上涂上防锈油，以前少磨损避免锈蚀。液压千斤顶应按说明书要求，定时清洗和加油。 (8)螺旋千斤 顶和齿条千斤顶的内部要保持清洁，防止泥砂、杂物混入，增加阻力，造成过度磨损，降低使用寿命。同时转动不分要添加润滑油进行润滑。 (9)液压千斤顶的储液器要保持洁净，如产生渣滓或液体混浊，都会使活塞顶升受到阻碍，致使顶杆伸出速度缓慢，甚至发生事故。 (10)液压千斤顶不准作永久支承。如必须做长时间支撑时，应在重物下面增加支承部件，以保证液压千斤顶不受损坏。 (11)齿条千斤顶放松时，不得突然下降，以防止其内部机构受到冲击而损坏，或使摇把跳动伤人。 (12)各种千斤顶要定期进行维修保养。存放时，要将机体表面涂以防 锈油，把顶升部分回落至最低位置，并放在库房干燥处，妥善保管。 14 4 结论 本文设计的是 的螺旋千斤顶。该螺旋千斤顶主要参数为：，最大起重高度 180旋传动采用了传动平稳，强度较大，具有自动对心作用的梯形螺纹传动。本文设计的重点是螺旋传动结构的设计计算及强度校核，首先是对螺杆的选材及相关尺寸的设计计算，并对螺杆所能承受的剪切及扭转强度进行了校核，之后确定了螺母的材料及相关尺寸，并对螺母的强度进行了校核。 该千斤顶主要有底座螺母，螺杆，手柄，托杯等零部件构成。在本次的设计过程中 ，我主要进行了以下几个方面的工作： 1） 查阅相关机械设计资料，初步确定螺旋千斤顶的整体设计方案； 2） 确定螺旋千斤顶的整体结构； 3） 对螺旋传动部分进行设计计算并进行强度校核； 4） 利用 行装配演示，对整体结构进行修改完善； 5） 绘制螺旋千斤顶的装配图及各零部件图； 6） 撰写学士论文。 15 致 谢 毕业设计即将接近尾声，在 琚爱云 老师和 王东霞 老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。 首先，向本设计的指导老师 琚爱云 老师 表示最 诚挚的谢意。在自己紧张的工作和生活中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。两位老师给予的帮助贯穿于设计的全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，他都给予了指导，不仅使我学会书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，她和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。 其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技 术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。另外，也向给予我帮助的所有同学表示感谢。 总之，本次的设计是共同完成的结果，在设计的一个月里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢！ 16 参考文献 1濮良贵，纪名刚 M，高等教育出版社， 版 . 2机械设计手册 M，机械工业出版社， 3机械零件设计手册 M，机械工业出版社， 4吴宗泽 机械设计课程设计手册 M，高等教育出版社， 3 版 . 5机械原理 等教育出版社， 6赵经文 M，高等教育出版社， 7刘鸿文 M，高等教育出版社， 2004 年 1 月第 4 版 . 8李允文 械工业出版社， 9章跃 械工业出版社 . 10徐学林，周光永 M，湖南大学出版社， 11全永昕 M浙江大学出版社 ,1988 . 12卜炎 M高等教育出版社 ,1993 . 13徐灏 M机械工业出版社 ,1991 . 14孔凌嘉 M北京理工大学出版社 ,1993. 15余长庚 M高等教育出版社 ,1999 . 16岳优 M河南大学出版社 ,2003 . 17卜炎 M机械工业出版社 ,2004 . 18黄祖德 M北京理工大学出版社 ,2002 . 19徐锦康 M高等教育出版社 ,1999 . 20徐锦康 M化学工业出版社 ,2006 . 21朱龙根 M高等教育出版社 ,2006. 22王中发 M北京理工大学出版社 ,1998 . 23何铭新 M高等教育出版社 ,2008 . 24宗泽 M机械工业出版 社 ,1998. 25F . M. G A 26 C. S, S. M . S 36,7992 27 on 1990 28J. of of 17 J009,23(5) 1 计 算 与 说 明 结 果 （一） 螺杆 的设计计算 螺杆工 作时，同时受到压力和转矩的作用。因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径，即 1 4 1 d 许用应力 (3 5)s 由手册25P， 223 1 5 , 5 3 0m m N m m 2315 1 0 5 6 3( 3 5 ) ( 3 5 )s N m m 取 80 则 314 1 . 3 6 5 1 0 3 6 . 6 880d m m 选梯形螺纹 48 8 螺纹大径 48d ， 1 4 8 1 4 9D d m m 螺纹中径 22 4 4 8 4 4 4d D d m m 螺纹小径 9 4 8 9 3 9d m m 1 4 8 8 4 0D d m m 螺距 8p 螺纹根部厚度 1 0 . 6 3 4 0 . 6 3 4 8 5 . 0 7 2t p m m 螺纹工作高度 mmh=4 较核螺杆强度 螺纹力矩 21 t a n ( ) 2v 螺纹升角 218a r c t a n ( ) a r c t a n ( ) 3 . 3 144np d 查手册 1 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑 ) 当量摩擦角 0 . 1 8a r c t a n a r c t a n 1 0 . 5 5c o s c o s 1 5v 351 446 5 1 0 t a n ( 3 . 3 1 1 0 . 5 5 ) 3 . 5 3 1 02T N m m 80 48d 2 44d 9d m1 8p 1 5 2t mm 49D 1 40D 2 计 算 与 说 明 结 果 按第四强度理论较核，压 扭组合校核 22123114 3 0 . 2 2235234 6 5 1 0 3 . 5 3 1 03 7 4 . 9 6 8 03 9 0 . 2 3 9 p a M p a 满足要求。 图 1螺杆 受力图 自锁条件v其中 故 v，可用，且 4 4 3 0 ，可靠 见图 1 螺杆上端直径 ( 1 . 7 1 . 9 ) ( 1 . 7 1 . 9 ) 4 8 8 1 . 6 9 1 . 2d m m 25( 0 . 5 1 ) 式中： 35pd 3 5 ( 0 . 5 1 ) 3 5 . 5 3 6kd m m 取 36kd 4 p a 满足螺杆强度要求。 85D 36kd 3 计 算 与 说 明 结 果 ( 0 . 6 0 . 7 ) ( 0 . 6 0 . 7 ) 4 8 2 8 . 8 3 3 . 6d d m m ，取 30d 退刀槽直径 1 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 9 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 8 . 8 3 8 . 5d m m 刀槽宽度 b=12杆膨大 部分长度 l = ( 1 . 4 1 . 6 ) d = ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 = 6 7 . 2 7 6 . 8 m m 取 70l 12 ( 3 4 ) 1 3 ( 3 4 ) 1 6 1 7h h m m ，取1 16h 杆长度 1 2 4 0 1 4 0 7 0 1 6 4 6 6l l h m m =H+细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力，螺杆可能失稳，为此按下式演算螺杆的稳定性。 2 式中，22()。 弹性模量 52 0E M p a 4 4 541 39 1 . 1 1 06 4 6 4dI m m 。 5 (1 . 4 1 . 6 )L H p d 2 4 0 5 8 ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 3 4 7 . 2 3 5 6 . 8 ，取 350L 。 由 0 0 2 1 4 0 4 4 3 . 1 8 3l d d H，为固定支承， 2 （一端固定， 一端自由 ） 2 5 5 522 . 0 1 0 1 . 1 1 0 4 . 5 7 1 0( 2 3 5 0 ) 534 . 5 7 1 0 6 5 1 0 7 . 0 3 2 . 5 ，螺杆可以稳定工作。 图 1杆简图 30d b=12 70l 1 16h 52 0E M p a 541 0I m m 350L 2 54 1 0 4 计 算 与 说 明 结 果 （二） 螺母的设计计算 螺母的材料选用 . 确定螺纹旋合圈数 z 根据耐磨性旋合圈数 z，即 2 h H 2 Fz d h p 26 5 , 1 5p N m m120查 书 本 P 表 36 5 1 0 7 . 8 44 4 1 5 4z 螺母实际圈数 1 . 5 7 . 8 4 1 . 5 9 . 3 4 1 0 , 1 . 5 8 . 5z z z 取 则 螺母旋合长度 1 0 8 8 0H z p m m 校核螺母的高径比 8 0 4 4 1 . 8 2 2= H 5120查 书 本 P 表 ， 2 . 5 3 . 5 兼 做 支 承 的 螺 母，不能满足要求。故要重新确定螺母的高度。 取 ，则2 3 . 2 4 4 1 4 0 . 8H d m m 取 140H 紧定螺钉 选择参照手册 . 校核螺母的螺牙强度 （ 1） 剪切强度 121 6 本 表2 4 0 N m m 3 2216 5 1 0 9 . 8 4 04 9 5 . 0 7 2 8 . 5 N m m N m mD t z F 故满足要求。 （ 2） 弯曲强度 213 t z 式中 6 本 p 表 2 4 5 5 5b N m m 10z 80H 140H 2 4 0 N m m 29 . 8 N m m，满足 剪切强度要求 2 4 5 5 5b N m m 5 计 算 与 说 明 3 223 6 5 1 0 4 2 3 . 2 4 9 5 . 0 7 2 8 . 5 m m 故满足要求 3. 螺母其它结构尺寸 螺母外径 D = ( 1 . 6 1 . 8 ) D = ( 1 . 6 1 . 8 ) 4 9 = 7 8 . 4 8 8 . 2 取 80D 螺母凸缘厚度 1 (1 . 3 1 . 4 ) (1 . 3 1 . 4 ) 8 0 1 0 4 1 1 2D D m m 取 1 106D 螺母 凸 缘 厚 度 80 2 6 . 6 73 3 取 25a 4. 螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分拉 扭组合校核 （ 1） 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) 1 ()4式中：螺母的许用拉应力 0 b螺母材料的许用弯曲应力 b 6 本 P 表， 2 4 5 5 5b N m m 0 . 8 3 0 . 8 3 4 5 5 5 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5b M p a 3 2 2 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) ( 1 . 2 1 . 3 ) 6 5 1 011( ) ( 8 0 4 9 )44 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 安全。 （ 2） 凸缘与底座接触部分的挤压强度计算 2 211()4 (1 . 5 1 . 7 ) (1 . 5 1 . 7 ) ( 4 5 5 5 ) 6 7 . 5 9 3 . 5 p a 3226 5 1 0 1 7 . 11 ( 1 0 6 8 0 )4p M p a 结 果 22 3 . 2 m m 满足弯曲强度要求。 80D 1 106D 5a 2 4 5 5 5b N m m 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5 M p a 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 故安全 6 7 . 5 9 3 . 5p M p a 6 计 算 与 说 明 结 果 ，安全 螺母上固定螺钉用 71 3） 凸缘根部的弯曲强度计算 121 . 5 ( ) 321 . 5 6 5 1 0 ( 1 0 6 8 0 ) 1 6 . 1 58 0 2 5b M p a ，安全。 图 1螺母简图 （三） 托杯的设计计算 旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度， 22451()4直径42 ( 2 4 ) 8 5 ( 2 4 ) 8 3 8 1D D m m
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