新螺旋千斤顶设计说明书

螺旋千斤顶设计说明书计算及说明结果1.螺杆的设计与计算（1）螺杆螺纹类型的选择由于梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，故选用梯形螺纹。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；它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。（2）选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等，在此选用45号钢，且s=300Mpa。（3）确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2：因选用梯形螺纹且在千斤顶中，螺母兼作支承，故取=3，根据教材（5-43）式可得:中经d20.8/([])Fp，螺母的尺寸比较大，故可选用青铜材料，且由于滑动速度很低，故由表（5-12）可选[p]=16Mpa。则由F=65KN,=3,[p]=16Mpa可得：d20.8/([])Fp29.44mm查手册表3-7及表3-8，可取外径d=36mm，中径d2=33mm，内径d1=29mm，螺纹线数n=1，螺距p=6mm。（4）自锁验算由教材公式（5-1）得：螺纹升角=arctan[np/(d)]=arctan[(16)/(33)]=3.3.由教材公式5-46得，v=arctan（f/cos）,对于梯形螺纹，可得，=/2=15.由螺杆-螺母材料为钢-青铜，故可取f=0.1，1.1选用梯形螺纹1.2：选用45钢1.3：外径d=36mm，中径d2=33mm，内径d1=29mm，螺纹线数n=1，螺距p=6mm。1.4：v5.91满足要求则，v=arctan（f/cos）=arctan（0.1/cos15）5.91.所以，v，满足自锁条件。（5）结构（见图1―2）（6）螺杆强度计算用第四强度理论来校核螺杆的强度。由教材式（5-27）得：ca=22223(0.5)1.3=1.3Fo/(d12/4)=128Mpa对于传力螺旋，取S=4，则[]=s/S=300/4=75Mpa所以，ca[]，不满足要求。1.6：ca=128Mpa不满足要求，故重新选取螺纹外径d=42mm，内径d3=34mm，中径d2=38.5mm，螺距P=7mm。所以，由ca[]得，1.3Fo/(d12/4)s/S所以d1=41.3S/(sFo（））37.88mm所以，查手册表3-7及表3-8可得：螺纹外径d=42mm，内径d3=34mm，中径d2=38.5mm，螺距P=7mm。（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，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。螺杆的稳定性条件为Ssc=Fcr/FSs,对于传力螺旋，Ss=3.5-5.0，取Ss=3.5，Fcr=2EI/5ul（）,E=2.06510,I=d14/64.螺杆的工作长度为l=H+5P+(1.4-1.6)d,所以，取l=H+5P+1.5d=338mm，I/A1/48.5id由教材表5-14可取长度系数u=2，则s=ul/i=79.540,故需进行稳定性校核。所以，Fcr=2EI/5ul（）=252KN，所以，Ssc=Fcr/F=252KN/65KN=3.9Ss=3.5,满足要求。2.螺母设计与计算（1）选取螺母材料螺母材料一般可选用青铜，如2CuA19Fe4Ni4MnZ。（2）确定螺母高度H及螺纹工作圈数u螺母高度H=φd2=338.5=115.5，螺纹工作圈数tuH=115.5/10=11.55，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u=u+1.51310因此，应改选螺母高度，现取H=10mm，则u=10，满足要求。（3）校核螺纹牙强度一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图1―3。1.7：Ssc=Fcr/F=3.9Ss，满足要求2.1:选青铜材料2.2：H=100mmu=102.3：=10.8[],满足要求根据教材表5-13，对于青铜螺母，[]=30--40Mpa,取[]=35Mpa。由教材5-48得螺纹牙危险截面的剪切应力为=F/(Dbu)对于梯形螺纹，b=0.65P=4.55mm，D=d=42mm，则，=F/(Dbu)=10.8[],满足要求。（4）螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用78rH或78nH等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）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1―1），紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm。3.托杯的设计与计算托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1―4。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。4)(211212DDFp≤[p]（式1-1）取D12=D13+4=42+4=46mm，D11=0.6d=0.6*42=25.2mm则由上面式1-1可得，p=39.6Mpa查表并计算得：[p]=250Mpa，所以，p[p]，满足要求。3：p=39.6Mpa[p]=250Mpa，满足要求4.手柄设计与计算（1）手柄材料常用Q235和Q215。（2）手柄长度Lp板动手柄的力矩：K·Lp=T1+T2则KTTL21p（式1-2）式中：K——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150～250N，工作时间较长时为100～150N。T1——螺旋副间的摩擦阻力矩，所以，代人数据可得，T1=202.9310N.mT2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩，T2=(D12+D11)fF/4。所以代人数据的，T2=115.7310N.m所以由上面式（1-2）得：Lp=1593mm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2D13+（50～150）mm。所以，Lp=1593+42/2+100=1714mm.（3）手柄直径dp把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp，其强度条件为3ppFd1.0KL≤[]F（式1-3）故dp≥3Fp][1.0KL（式1-4）式中：[]F——手柄材料许用弯曲应力，4.1：Q235和Q2154.2：Lp=1714mm4.3：dp=14.26mm。2)tan(21dFTv当手柄材料为Q215和Q235时，[]F=120Mpa。则，代人数据可求得：dp31mm。（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1―6），并用螺钉或铆合固定。5.底座设计底座材料常用铸铁（HT150及HT200）（图1―7），铸件的壁厚δ=10mm，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1∶10的斜度。图中H1=H+（14～28）mmD6=D3+（5～10）mmD7=D6+5H1D8=27pD][π4F所以，取H1=H+20=240+20=260mm，D6=D3+10=1.8D+10=1.8*42+10=86mm。D7=86+260/5=138mm5：H1=260mmD6=86mmD7=138mmD8=194mm式中：[]p——底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取[]p=2~2.5MPa。则，D8=194mm。