机械设计螺旋千斤顶设计
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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：
1.螺杆的设计与计算
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。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/—2005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30o
的单线梯形螺纹
1.2螺杆的材料的选择
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是45钢。
1.3确定螺杆的直径
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]。
令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得
式中
p──工作压强(MPa);
Q──轴向工作载荷(N)；
d2──螺纹中径(mm)；
、
P ──螺距
h──螺纹工作高度(mm)，
对矩形、梯形螺纹，h=；对锯齿形螺纹，
h=；
u──旋合螺纹圈数；
[p] ──螺旋副许用压强(MPa)。
值选取：对整体式螺母，=～，
对剖分式和兼做支承螺母，=～.
（
此处取。
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]=20MP。
螺杆螺纹的中径：
根据求得的此螺纹中径，查表GB/—2005和表
GB/—2005有：
公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=,螺杆小径d3=,螺母小径D1=，螺母大径D4=，螺母高度H=Φd2=*=,
】
螺旋圈数μ= ==≈8
自锁验算
自锁条件：ψψv
式中：ψv──螺纹副当量摩擦角，
ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ)
ψ为螺纹升角
摩擦系数f由查表可知，f= .11~，由于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。牙侧角β=α/2=30/2=15°
ψ=arctan=arctan°
！
ψψv=arctan
ψ=°ψv=°
符合自锁条件
螺杆强度校核
式中：[σ]─螺杆材料的许用应力(MPa )，
有[σ]= σs/3～5。
，
查表可知s=355 [σ]=σ/3=
经计算的
T1=
≤[σ]=
螺杆的压杆稳定性计算
其中Q c由λs=μl/i(u=2)确定
[
计算可得:
S sc=螺母螺纹牙强度校核
剪切强度条件（危险截面为a~a）
式中：b————螺纹牙根部的厚度，mm，梯形螺纹b=.； h_———弯曲力臂，mm,参看图l=；
￥
———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
2.其他零部件的设计计算
螺母悬置段强度计算求螺母外径
；
强度条件为：
近似
由参考文献可知青铜σσ=100Mpa，对于塑性材料,一般
=~.带入计算得
D3>=
由经验公式D3=～D,取D3=45mm，D4=59mm
*
螺母凸缘的强度计算
接触面挤压强度计算：
[σσ]-------螺母的许用挤压应力，Mpa，[σσ]=（～）[σσ] σ4-------螺母凸缘大经，mm，σ4=（～）σ3
取D4=59mm,计算得
<
~
凸缘根部弯曲强度计算：
a-------凸缘高度，mm，a=H/3
带入计算得：
所以螺母凸缘满足强度要求
手柄的设计计算
材料：Q235钢
`
手柄长度确定：
取?c=, p=200N
计算得：
T1=·mm
T2=·mm
L p=
—
手柄实际长度L=L p+D13=。取长度为425mm
手柄直径确定：
将
d p>
取d p=20mm
托杯的设计
,
材料：托杯用来承重可用Q235钢模锻制成
D10=（～）d=58mm
D11=～d=20mm
D13=～d=48mm
D12=D13-(2～4)=45mm
=8mm
h==
(
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=<[p]=300MPa
满足挤压强度要求
底座设计
底座材料常用铸铁(HT100)，铸件的壁厚δ应取8～12mm，取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
H1=H+20=250mm
D6=D3+5=50mm
D7=D6+
接地比压验算
底座下垫物的许用挤压应力[σσ]取2MPa，计算得
D8>=
取D8=200mm
参考文献：
[1]濮良贵陈国定吴立言机械设计高等教育出版社 2013
[2]柴国钟梁利华王效贵卢炎麟材料力学科学出版社 2012
[3]孙毅章巧芳舒欣图学原理与工程制图教程清华大学出版社 2012
[4]戴枝荣张远明工程材料 2006