机械设计螺旋千斤顶设计

1、机械设计螺旋千斤顶设计 结构草图： 载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm 工作原理图： 螺杆的设计与计算1. 1.1螺纹类型的选择 螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。o，梯形螺纹的内外螺纹=30梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角的规2005GB/T5796.1以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按 定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。 o因此选用的螺杆螺纹是牙形角=30 的单线梯形螺纹 螺杆的材料的选择 1.2 螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 钢。在此选用的是451.3 确定螺杆的直径 按耐磨性条件确定螺杆中径d

2、2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。 计算过程： 滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力p。 QP ?=? 2 ?式中 p工作压强(MPa); Q轴向工作载荷(N)； d螺纹中径(mm)； 2P 螺距 h螺纹工作高度(mm)， 对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹， h=0.75P； u旋合螺纹圈数； 。(MPa)螺旋副许用压强p ?值选取： 对整体式螺母，?=1.22.5， 对剖分式和兼做支承螺母，?=2.53.5. 此处?取1.5。 因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以 两者的材料均选为钢-青铜 需用应力取p

3、=20MP。 螺杆螺纹的中径： 20000? 20.650.8?=0.8?=2 20?1.5?根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.22005和表 GB/T5796.32005有： 公称直径d=28,螺距P=5,中径d=D=25.50,螺杆小径d=22.50,螺母322小径D=23.00，螺母大径D=28.50，螺母高度H=41d=25.5*1.5=38.25, 2?36 10(圈) =7.658 = =螺旋圈数 5?1.4自锁验算 自锁条件： v式中：螺纹副当量摩擦角， v = arctgf =arctg(f/cos) vv 为螺纹升角 摩擦系数f由查表可知，f= .110.17，由于

4、千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。牙侧角= /2=30/2=1515? 2.38=arctan=arctan 3.1438.25?20.17f 9.98=?=arctanv 15coscos15 =9.98=2.38v 符合自锁条件 螺杆强度校核1.5 4?16?1 2222)?+3?(= )+=3(?32 ?11式中：螺杆材料的许用应力(MPa )， 有= /35。 s?(+)?2?=T 1 2查表可知=355 =/3=118.3 s经计算的 T=41909.1 1=118.3 =80.7? 1.6螺杆的压杆稳定性计算? =? ? l/i(u=2)确定=Q其中由

5、sc: 计算可得3.5 =4.04Ssc 1.7螺母螺纹牙强度校核 剪切强度条件（危险截面为aa） QQu = dbuDb?/23? ?= ? 22?/6?式中：b螺纹牙根部的厚度，mm，梯形螺纹b=0.65P.； )/2； D参看图l=(D? h_ 弯曲力臂，mm,2螺母材料的许用弯曲应力 ?螺母材料的许用切应力 计算可得 =8.74=30 =9.918=40 ? ?2. 其他零部件的设计计算 2.1螺母悬置段强度计算 求螺 ? 母外径 强度条件为： 近似(1.21.3)?=? ?22)?/4(?3?=100Mpa，对于塑性材料,一般青铜由参考文献可知 ? 带入计算得=1.22.5.则 40

6、? =39.34 D 3 ，D=59mm =(1.6D1.8)D,取D=45mm由经验公式3342.2螺母凸缘的强度计算 接触面挤压强度计算： ? =? ?22)?）（(?344-螺母的许用挤压应力，Mpa，?=（1.51.7）? ?-螺母凸缘大经，mm，?=（1.31.4）? 344取D=59mm,计算得 4?=17.5MPa ? 凸缘根部弯曲强度计算：()?34 ?=? 2?2?3 a=H/3mma-凸缘高度，带入计算得： 16.9mm p d取=20mmp 托杯的设计2.4 材料：托杯用来承重可用Q235钢模锻制成 d=58mm 2.5）（D=2.4100.7)d=20mm =(0.6D111.9)d=48mm D=(1.7134)=45mm -(2D=D1312=8mm 取=10.4mm h=1.3为了避免过快磨损，托杯一方面需要润滑，另一方面还要验算接触 面间的挤压强度 . 带入计算得： P=12.64MPa=150.79 8 D=200mm取8 参考文献： 2013 高等教育出版