螺旋千斤顶课程设计计算书

螺旋千斤顶

设计计算说明书

院系

专业年级

设计者

学号

指导教师

成绩

2011年12月1日

螺旋千斤顶设计任务书

学生姓名专业年级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤顶

设计条件：

1、最大起重量F =120kN；

2、最大升距H =160 mm。

设计工作量：

绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；

编写设计计算说明书一份。

目录

1螺杆的设计与计算 (4)

螺杆螺纹类型的选择 (4)

选取螺杆材料 (4)

确定螺杆直径 (4)

自锁验算 (4)

螺杆强度计算 (6)

稳定性计算 (6)

计算柔度 (7)

计算稳定性 (7)

2螺母设计与计算 (8)

选取螺母材料 (8)

确定螺母高度H'及螺纹工作圈数U (8)

求螺母高度H' (8)

螺纹工作圈数U (8)

螺母实际高度H' (8)

校核螺纹牙强度 (8)

结构要求 (9)

3托杯的设计与计算 (10)

4 手柄设计与计算 (11)

手柄材料 (11)

手柄直径DP (12)

结构 (12)

5 底座设计 (13)

螺旋千斤顶设计

计算及说明结果

1螺杆的设计与计算

螺杆螺纹类型的选择

螺纹有矩形、梯形与锯齿形，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。故选梯形螺纹，它的基本牙形按

GB/—2005的规定。

选取螺杆材料

螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。

确定螺杆直径

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p及其它尺寸。

d2≥[]p h Fp

πφ

根据国家规定φ=~，取φ=（梯形螺纹）；h=；查教材表5-12，[p]取20Mpa，又由于φ=<,则[P]可提高20%，所以[P]=(1+20%)×20=24MPa。

故，d2≥[]p h Fp

πφ

=

查机械设计手册，d取46mm

则p=8mm，d1=37mm

d2=42mm

自锁验算选梯形螺纹选45钢

d=46mm

p=8mm

d1=37mm d2=42mm

ψ=°

ρv=°

自锁条件是ψ≤ρv，式中：ψ为螺纹中径处升角；ρv为当量摩擦角（当量摩擦角ρv=arctanμv，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。

查教材表5-12，f取

ψ =arctan(n p /π d2)=arctan[ 1⨯6/⨯=°

ρv=arctan（f/cosβ）=arctan[ cos(30°/2)]=°

故，ψ<ρv-1°

满足自锁条件

结构如下图（1-2）:

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。为了便于切制螺纹，

螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径

d4应比螺杆小径d1约小~。退刀槽的宽

度可取为。为了便于螺杆旋入螺母，螺

杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱

体。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。

其中：== d4=

D13=~d=×46=

~d=×46mm=69mm

=×46mm=

d+(6~10)=46+8=54mm ψ<ρv-1°

满足自锁条件

=

d4=

D13=

~d

=69mm =

d+(6~10)

=54mm

螺杆强度计算

对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆 的强度。强度计算方法参阅教材公式(5-47)，

σca =2

12

431⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+d T F A ≤[σ] 其中扭矩 =35×103×tan °+°) ×42/2 N ·mm =·mm

式中：ψ为螺纹中径处升角，ρv 为当量摩擦角。 A=

d ²/4=×

37²/4=

查手册表2-7，45钢，s σ=355MPa [σ]=

5~3s

σ=

4s σ=5

.3355

= 故，σca =()

2

2

37

7554143350003

.4301

⎪⎪⎪⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯+

=≤[σ]=

满足强度条件

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。

F cr / F ≥ ~ 4

螺杆的临界载荷F cr 与柔度λs 有关，λs =μl /i ，

μ为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l 为举

T =·mm

s σ=355Mpa [σ]= σca = σca ＜[σ] 满足强度条件

2

)tan(2

d F T v ⋅

+=ρψ