螺旋千斤顶(设计计算说明书)

螺旋千斤顶（设计计算说明书）

设计计算说明书

设计任务书

1设计任务书

1.1 设计题目：设计螺旋千斤顶（参考下图a）1.2 原始数据

最大起重量kN

=

F45

最大升程mm

H200

=

1.3 设计工作量

1.3.1 绘制出总装配图一张(参考下图b)，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。

1.3.2 编写设计计算说明书一份(包括封面、目录、设计任务书、计算内容和设计步骤、

参考资料等)。

（a）（b）

计算内容和设计步骤结果2计算内容和设计步骤

2.1螺杆的设计与计算

2.1.1 螺杆螺纹类型的选择

选择梯形螺纹，牙型角α=30˚,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。

2.1.2选取螺杆材料

选择45钢。

2.1.3确定螺杆直径

按耐磨性条件确定中径2

d

对于梯形螺纹，其设计公式为：

]

[/8.02p F d φ≥

对于整体式螺母，为使受力分布均匀,螺纹工作圈数不宜过多，宜取

=

Φ 1.2～2.5;

此处取 5

.1=Φ,许用压力Mpa P 2=

从滑动螺旋传动的许用压强表中

查得：

mm

P mm d mm d mm d 62529324512====钢

材料：

人力驱动时，[]P 可提高20% 故[]()Mpa P 2420

1200

0=+⨯=

带入设计公式，得 mm d 5.242

≥

按国家标准选择公称直径和螺距为：

mm

P mm d d mm d d mm d D 62572933222==-==-===

2.1.4自锁验算

自锁验算条件是v

ρψ≤

()

()o

o v f 73.415cos /08.0arctan cos /arctan ===βρ

()()o

arv d np 77.329/6tan /arctan 2===ππψ

v

ρψ≤

且螺纹中径处升角满足比当量摩擦角小1°，符合自锁条件。

2.1.5结构设计

根据图1-2进行螺母的结构设计 （1）螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄孔径d k 的大小根据手柄直径d p 决定，d k ≥d p 十0.5mm 。

（2）为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d 4应比螺杆小径d 1约小0.2~0.5mm 。退刀槽的宽度可取为1.5P ，取mm d 5.285.0d 1

4

=-=。 （3）为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d 1的圆柱体。

（4）为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。

2.1.6螺杆强度计算

螺杆受力较大，应根据第四强度理论校核螺杆的强度

强度计算公式为：

()

()[]

στσσ≤+=

+=2

2

2

2/3/3W T A F ca

其中T 为扭矩 ()2/tan 2

d F T v

⨯+=ψρ

查表可得MPa

s

360=σ

[]MPa

s 1203/==∴σσ

已知kN F 45=，又

()3

312

2

224.3066625.4904/152.972/tan mm d W mm d A m

N d F T v ====⋅=⨯+=ππψρ

代入校核公式，得

[]

σσσ≤=ca ca MPa

107 满足强度要求。

2.1.7稳定性计算

细长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。

4~5.2/≥F F cr

螺杆的临界载荷cr

F 与柔度s

λ有关

其中i

l s

/μλ

=

取2=μ

mm

mm d A I i mm mm d t H l 25.64/252/1/278)2.35.15200(5.151=====⨯++=++=

其中I 为螺杆危险截面的轴惯性矩。

将以上数据代入柔度计算公式，得

40

96.8825.62782≥=÷⨯=s λ

需进行稳定性校核。

实际应力的计算公式为 ()2

2

/l EI F cr

μπ=

其中31400

4

2

2

1

=⋅

==d i

A i I π

GPa E 210=

将上述数据代入公式得 kN F cr

4.210309=

4

~5.2/≥F F cr

螺杆满足稳定性要求

2.2螺母设计计算

2.2.1选取螺母材料

选择青铜

2.2.2确定螺母高度'H 及工作圈数'u

mm

d H 5.43295.1'2=⨯==φ

mm t H u 25.765.43/''=÷==

考虑退刀槽的影响，取实际工作圈 材料:青铜