螺旋千斤顶设计说明书锯齿形螺纹

1、广西工学院螺旋千斤顶设计计算说明书（锯齿形牙型）院 系 机 械 工 程 系班 级 机自Y102 指导教师 罗玉军 设 计 者 陈煜焜 学 号 201002203097 目 录 1 螺杆的设计与计算 1.1 螺杆螺纹类型择 1.2 选取螺杆材料1.3 确定螺杆直径1.4 自锁验算1.5 螺杆强度计算1.6 稳定性计算1.6.1 计算柔度1.6.2 稳定性计算2 螺母设计与计算2.1 选取螺母材料2.2 确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u 求螺母高度H¢ 螺纹工作圈数u 螺母实际高度H¢2.3 校核螺纹牙强度 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算2.4 安装要求 螺母的相关尺

2、寸算3 托杯的设计与计算3.1 托杯的尺寸计算4 手柄设计与计算4.1 手柄材料4.2 手柄长度Lp4.3 手柄直径dp4.4 结构5 底座设计6 参考文献1螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型：锯齿形螺纹。1.2选取螺杆材料：螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。选45号钢。1.3确定螺杆直径：按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距p及其它尺寸。 根据国家规定=1.22.5，取=1.6；h=0.75p；查教材表5-12，p取20Mpa故，d2 =0.6540002.0×20×106 =22.9mm，查机械设计手册，d取36.0

3、00mm，则p=6mm， d1=25.587mm ，d2=31.5mm 螺母高度H=d2=50.4mm1.4自锁验算：自锁条件是yrv，式中：y为螺纹中径处升角；rv为当量摩擦角（当量摩擦角rv=arctan，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。查教材表5-12，f取0.09，y =arctan(n p / p d2)=arctan（16/3.1431.5）3.47°rv=arctan=arctan0.09cos15°故，y=3.47°<rv-1°.1.5螺杆强度计算：扭矩 =104.1N.m式中：y为螺纹中径处升角，rv

4、为当量摩擦角式中：y为螺纹中径处升角，rv为当量摩擦角。查手册，45钢，=355MPas=118.3MPa查手册表3-8，d1=25.587mm =(4×4000×25.5872)2+3(10410016×25.5873)2 =95.2MPa<s1.6螺杆稳定性计算：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杆的稳定性。Fcr / F ³ 2.5 4.螺杆的临界载荷Fcr与柔度s有关，s=m l/i，m为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取lH+5p+(1.41.6)d，i

5、为螺杆危险截面的惯性半径，mm若危险截面面积A=pd12/4，则(I为螺杆危险截面的轴惯性矩)当螺杆的柔度s40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。1.6.1计算柔度 （1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I和iI=3.14×25.587464=21039mm4=6.4mm（2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度llH+5p+(1.41.6)d=260.4mm(3) 计算柔度:教材，m取2(一端固定，一端自由)，需校核1.6.2稳定性计算:（1）计算临界载荷Fcr Fcr=2EI(l)2=2×206000×21039(2×360.4)2=157.

6、7KN(2) 稳定性计算2. 螺母设计与计算:2.1选取螺母材料:选青铜2.2确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u¢ = u+1.6(u¢应圆整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d求螺母高度H：H=d2螺纹工作圈数u: u=H/P=2*31.5/6=8.4,u=u+1.6=10 螺母实际高度H¢: H=uP=10*6=60mm2.3校核螺纹牙强度:螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：；,l=2.25mm,取30-40Mpa, 取40-60Mpa故

7、，,，满足弯曲强度条件2.4安装要求:螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用或等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图13）和底座孔上端（图17）做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图11），紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为612mm。 螺母的相关尺寸计算:查手册D=d+1=37mm内螺纹小径D1=d-2h=27mm,D3= (1.61.8)D =1.7×37=62.9mmD4= (1.31.4)D3 =1.3×62.9=81.77mmH=60mm, H/3=60/3=20mm3. 托杯的设计与计算3.1托杯的尺寸计算:托杯用来承托重物，可用铸钢

8、铸成，也 可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图14。 p式中：p许用压强，应取托杯与螺杆材料p的小者。D10=(2.42.5)d=2.4×36=86.4mm,D11=(0.60.7）d=0.6×36=21.6mmD13=(1.71.9)d=1.836=64.8mm,D12=D13-(24)=64.8-3=61.8mm , >23Mp a4. 手柄设计与计算4.1手柄材料:用Q235和Q215。4.2手柄长度Lp:板动手柄的力矩：K·Lp=T1+T2 则 式中：K加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150250N，工作时间较长时为100150N。T1螺

9、旋副间的摩擦阻力矩，=4×104tan(3.47°+5.91°) ×=104.1N.mT2托杯与轴端支承面的摩擦力矩， T2 = (D12+D11) f F/4。 (f查手册取0.06) =(61.8+21.6) ×10-3 ×0.06×4×104/4则 =0.77m手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上+（50150）mm。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。因此，手柄实际长度=+100=902.4mm4.3手柄直径dp:把手柄看成一个

10、悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp，其强度条件为 sF 故 dp =26.15mm, dp取27mm 式中：sF手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215和Q235时，sF=120Mpa。4.4结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环（图16），并用螺钉或铆合固定。图中尺寸： dp =14mmdp+(610)= dp+8=48mm 5. 底座设计底座材料常用铸铁（HT150及HT200），铸件的壁厚不应小于812mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成110的斜度。底座结构及尺寸如图17图中 H1=H+（1428）mm =190+20=210mmH-a=60-20=40mm, D=d+1(查手册) =30+1=31mmD6=D3+（510）mm =52.7+7=60mmD7=D6+=60+2105=102mmD8=4×4×1043.14×2+1022=189.42mm式中：sp底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取sp=22.5MPa。 手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。其中：1.5p=9mm D13=(1.71.9)d=1.8×30=54mm (1.41.6)d=1.5d=45m