螺旋千斤顶设计计算说明书

1、题目螺旋千斤顶起重量Q=25KN起重咼度H=200mm手柄操作力P=250N作业任务：1设计计算说明书一份2设计装配图一张（1:1）班级学号姓名完成日期2011年11月19日指导教师评分目录设计任务与设计说明1、螺旋副的设计计算、耐磨性的计算、自锁性校核2、螺杆的设计计算、螺杆强度计算、螺杆稳定性计算3、螺旋副的计算、螺杆的计算、螺母的计算4、拖杯设计计算5、底座设计计算6、手柄设计计算手柄长度设计计算手柄直径设计计算7、螺旋千斤顶的效率计算设计任务与设计说明设计任务书：设计一螺旋千斤顶，该千斤顶要求最大起重重量为25kN，最大起重高度为250mm，手柄操作力矩为200N，且要求工作安全可靠，

2、成本不得过高。设计简单说明：该千斤顶采用螺旋传动的工作方式，最大起重高度为250mm，手柄操作力200N，工作稳定可靠，满足自锁条件，使用安全，选材合理、加工方便、生产成本较低。计算内容计算及说明计算结果1、螺旋副的螺旋副在工作时主要承受转矩和轴向拉压力的作设计用，接触面间有较大的相对滑动，主要失效形式是磨损。综合考虑以上因素，螺旋副选用梯形螺旋传动，螺杆选用综合机械性能较好的45号钢，螺母材料选用耐磨性较好的锡青铜ZCuSnIOPbl耐磨性的计耐磨性的计算（其额定中径d2）算（其额定中螺杆中径d2径d2)_cc1Qd20.8IP螺纹中径：其中Q为轴向力；P为材料许用压力；对于整体式螺旋d22

3、0mm螺母取d=28mmp=5mm计算得：螺杆中径d220mm按国家标准GB/T2005选取公称直径d=28mm,p=5mm的梯形螺纹。螺旋咼度Hd2H=51mm计算得螺旋咼度为H=51mm1螺母的螺纹工作圈数u也10Pu圈计算得螺纹工作圈数为U圈（略大于10,不予考虑）自锁性校核螺纹牙的工作咼度h的计算h=（梯形螺纹）h=2.5mm自锁性校核：升角的校核tanPd2varctgarctgfvcos其中v为当量摩擦角；f为摩擦系数；fv为螺旋副的当量摩擦系数，（钢对青铜的fv=）；为牙形角（梯形螺纹牙形角=15)由以上计算可得3.57v5.32以上结果满足:1.75满足自锁条计算得：3.57v

4、5.32满足自锁条件件。2、螺杆的设计计算螺杆强度计螺杆稳定性计算螺杆不仅受到轴向压力，还要受到螺纹副摩擦产生的摩擦扭矩，故其强度校核如下：caWt式中Q为最大工作载荷;为螺杆危险截面面积（A一a2），T为螺杆所受转矩；对于起重TT1，4d12T1Qtanv；Wt为螺杆螺纹段的抗扭剖面模量,拉应力,Wtd1316A号；为螺杆材料的许用通常s355MPa由以上计算可得ca临界载荷Qc的计算:s35，对于所选材料45号钢91.3871118.35MPa该螺杆结构简图如图1所示ca91.38MPa螺杆强度达标计算内容计算及说明在螺杆的结构简图中计算结果51H250281.41.6d此处取I295临界

5、载荷Q的计算柔度（将螺旋千斤顶简化为悬臂梁后计算得111.61100为大柔度杆大柔度杆的临界载荷公式为Qc2EIlQc73.853kN计算得Qc73.853kN稳定性条件SscQcSs(般取S2.54)3、螺母的计算螺纹牙强度计算得Ssc2.95Ss（满足计算要求）螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，故只需校核螺母螺纹牙的强度，螺母结构如图2所示在螺母结构图中D4Ssc2.95Ss（满足计算要求）1.31.4D3D33（内螺纹大径）算内容计算及说明计算结果剪切强度Qdbu8.423MPa对于锡青铜材料取30MPa40MPa满足剪切强度计算得8.423MPa满足剪切强度弯曲强度k6Ql,(l为螺纹牙受弯

6、力臂Dbu螺母体强度1DD22对于锡青铜b取4060MPa)b19.473MPab计算得b19.473MPab满足弯曲强度条件满足弯曲强度条件螺母外径的确定1.21.3Qd32d24即D”.85.2QD2D3*D0.83b，即33.2MPa；式中可取D345计算得D344.8，取D345螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度计算Q式中取ppp22-D4D341.51.7bb20.21MPap满足挤压条件计算得b20.21MPap满足挤压条件螺母凸缘根部的弯曲强度计算M1Q4D3D41.5QD4D3bW1D3a2D3a2b6b13.77MPa计算得b13.77MPab4060MPa满足根缘弯曲条件螺母

7、凸缘被简短的情况及少发生，可不必校核。计算内容4、拖杯设计计算计算及说明选取铸铁材料来做托重物的拖杯，拖杯各部分的结构尺寸参见图3,在杯口上表面有切口和沟纹；以使得拖杯与重物见接触良好，防止重物间出现相对滑动，在螺杆上端有防止拖杯从螺杆底端部脱落的挡圈。计算结果图3在上述拖杯结构图中D62.42.5d取D670D21.71.9d取D250D0D224mm60D50.60.7d取D518h,1.51.8d取h,48812取10h20.55d'1.515接触面间比压Q;PP（P取1520Nmm2）22D0D14D670D250D060D518h-i4810h25d'15P17.1N

8、mm2P满足接触条件计算得P17.1Nmm2P满足接触条件。计算内容计算及说明计算结果5、底座设计计算6手柄计算手柄长度设计计算选用铸铁为底座材料，壁厚取10mm；为加稳定性，底座斜面制成1:10的斜度。底面尺寸根据支撑材料的挤压强度计算。底座结构视图如图4所示山Ci舟rjU§i§fiI§!|1!BQi匸i图4在底座结构简图中10比H1428mm取H1220DeD3510取De53H1D712D69710确定地面大直径d8d72p当结合面为木材时取p2MPa计算得D8160选取Q235为手柄材料，手柄长度按如下式子确疋：螺旋驱动力矩TT1T2H1220D653D797D8160计算内容计算及说明计算结果TQ芈tgvTl为螺纹副的摩擦力矩2；计算得T149.86NmT2为端面摩擦力矩，对于环形端面T2QfcD2D5，4取fc0.10.12；计算得T244NmLpT/P为驱动力作用半径（手柄的计算长度）（P为手柄驱动力，取P=250N）；计算得Lp375手柄实际长度LLpD250100p2手柄直径设计计算计算得L500手柄直径