机械设计螺旋千斤顶

1、目录说明书2一、螺旋副的设计及计算21.1螺杆21.2由耐磨性计算21.3自锁性验算11.4螺杆强度验算21.5稳定性验算2二、螺母设计及计算22.1选材22.2螺纹牙强度计算22.3计算螺母外径22.4计算凸缘尺寸4三、手柄设计及尺寸53.1手柄长度的计算53.2手柄直径的计算6四、托杯、底座等结构尺寸的确定74.1托杯设计74.2底座设计7五、效率计算9六、参考文献9说明书一、螺旋副的设计及计算（F=29kN L=170mm)1.1螺杆选材：45号钢 由课程设计教材得，s=355MPa。由教材表2.8，取S=4，得= ss=355488.75MPa1.2由耐磨性计算螺纹中径d2、旋合圈数Z

2、及螺母高度Hd2FphP 选T型螺纹h=0.5p，取=1.2，则d229000p×1.2×0.5p×18=29.24mm公称直径d=30mm 螺距P=6mm 螺杆小径d1=23mm 中径d2=27mm d'=31mm （d'为螺母的大径）旋合圈数Z=2p=1.2×276=5.4取Z=5圈<10,故可以满足H=ZP=5×6=30mm1.3自锁性验算螺旋副当量摩擦角v=arctanfv，有主教材表5-12得，螺旋副的当量摩擦系数fv=0.09，（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小1°1.5°）。v=a

3、rctan0.09=5°8'34''=arctanPd2=arctan6×27=4°27'4''<v-1°=4°8'34'' 所以自锁1.4螺杆强度验算由第四强度理论得，ca=4Fd122+3T0.2d132其中F为螺杆所受轴向压力（或拉力），T为螺杆所受扭矩T=Ftan+v×d22=12×29000×27×tan(4°27'4''+5°8'34'')=6655

4、5Nmm=4×29000×2322+3×665550.2×233284.4MPa <=88MPa所以螺杆强度满足。1.5稳定性验算柔度s=4ld1，按下端固定，上端自由，螺杆长度系数=2螺杆危险剖面的惯性半径i=IA=d14, I是螺杆危险截面的惯性矩，I=d1464，单位mm。螺杆工作长度l l=L+H2+d=170+302+30=215mm故得s=4×2×21523=74.78临界载荷Fcr=2EIl2,其中E是螺杆材料的拉压弹性模量，E=2.06×105MPaFcr=2×2.06×105l2&

5、#215;d1464=3.142×2.06×1052×2152×3.14×23464=150817.11Ns=FcrF=150817.1129000=5.2>2.54不失稳二、螺母设计及计算2.1选材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，故选铸锡青铜ZCuSn10P1,由文献1表2.6知，P=18MPa 2.2螺纹牙强度计算螺纹牙剪切强度由教材表5-13知，=30MPa b=0.65P=0.65×6=3.9mm=Fd1bz=29000×23×3.9×5=20.59MPa<=3

6、0MPa所以安全螺纹牙弯曲强度由教材表5-13知，青铜螺母b=4060MPa由课程设计教材，h=d'-d22,则螺纹牙受力弯曲力臂h=d'-d22=31-272=2mm,b=6FhDb2z=6×29000×23.14×31×3.92×547MPa<b强度符合条件2.3计算螺母外径=1.3F4D2-d'2 =0.83b从而可得D5.2F+d'2 由教材5-13表得，b=4060MPa 取=45MPaD5.2×29000×45+312=47.8mm取整D=48mm如图所示，螺母受拉情况2.4

7、计算凸缘尺寸计算凸缘直径D1及厚度a由经验公式D11.21.3D D1=1.25×48=60mm由经验公式a=H3=10mm凸缘支撑面挤压强度计算由经验公式p=1.51.7b=1.51.7×45MPa=(67.576.5)MPap=FD12-D24=29000602-4824=28.5MPa<p所以安全凸缘根部弯曲强度校核b=MW=F14D1-DDa26=1.5FD1-DDa2=1.5×2900060-48×48×102=34.6MPa<b=40MPa所以安全凸缘根部剪切强度校核=FDa=29000×48×10=

8、19.24MPa<=30MPa所以安全三、手柄设计及尺寸令作用在手柄的力为FH（通常取200N左右），手柄长为L'，扳手力矩为T3.1手柄长度的计算 由L'=TFH得T=F×tan(+v)×d22+13fcFD73-D03D72-D02其中螺母与支撑面间的摩擦系数fc=0.15D3=0.60.7d D6=1.71.9dD5=2.42.5d D7=D6-(24)D0=D3+(0.52) B=1.41.6d10mm，d为螺纹公称直径D7=D6-24=1.71.9×30-24=5157-24=50mmD0=0.60.7×30+0.52=1

9、821+0.52=20mmT=29000×tan4°27'4''+5°8'34''×272+13×0.15×29000×503-203502-202=134222Nmm所以L'=TFH=134222200=671.11mm为减小起重器的存放空间，一般取手柄不得大于起重器的高度，可取L''=300mm，使用时加套管。手柄材料：Q255，s =270MPa b=s1.52=2702=135MPa3.2手柄直径的计算手柄直径可弯曲强度设计b=MW=FHL

10、9;32dk3b则手柄直径k3FHL'0.1b=3200×671.110.1×135=21.5mm取k=22mm四、托杯、底座等结构尺寸的确定4.1托杯设计选材：HT200 许用压强P=0.40.5b=0.40.5×200=(80100)MPa托杯结构尺寸参见下图由图，托杯下端挤压强度p=FD72-D024=290003.14502-2024=17.59MPa<P=80MPa4.2底座设计选材：HT200如下图所示，底座斜度1:10，则有12D2-D1H1=110D2=2H110+D=2×18010+48=84mm取D2=84mm直径D8由底座挤压强度确定，p=FD82-D224p底面是混凝土或木材时，取p2MPa，则D84Fp+D22=4×29000×2+842=159.8mm取D8=160mmH1=L+520 D4=D+510 D6'=1.4DH2=H-a =(810)mm五、效率计算=FP2T=29000&#