螺旋千斤顶设计计算说明书

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
设计任务与设计说明
1、螺旋副的设计计算
1.1、耐磨性的计算
1.2、自锁性校核
2、螺杆的设计计算
2.1、螺杆强度计算
2.2、螺杆稳定性计算
3、螺旋副的计算
3.1、螺杆的计算
3.2、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
6.1手柄长度设计计算
6.2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200 N，且要求工作安全可靠，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
200 N，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。

形角（梯形螺纹牙形角-=15 ）0
由以上计算可得• =3.57 二=5.32 '
以上结果满足：r '■ v且'-\ ■ - 1 .75 '满足自锁条件。

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：
式中Q为最大工作载荷；A为螺杆危险截面面积
（A=—di ），T为螺杆所受转矩；对于起重，4
T i =Q di2 tan \ ■ - ；W T为螺杆螺纹段的抗扭剖
3
面模量，W T=：6二A*；^.1为螺杆材料的许用
16 4
拉应力，通常 3 ~ 5，对于所选材料45号钢
■■■ s= 355 MP a。

由以上计算可得；「ca=91 .38 卜丨- 71 ~ 118 .35 MP a
临界载荷Q c的计算：
该螺杆结构简图如图1所示计算得：
一 3.57
'■■■ v = 5.32 ' 满足自锁条件
2、螺杆的设
计计算
2.1螺杆强度
计算
J' 2 <b]
二ca=91 .38MP a
螺杆强度达标2.2螺杆稳定
性计算
在螺母结构图中
D 4 =：1.3 ~ 1.4 D 3
图1
D =33 （内螺纹大径）
计算内容
计算及说明
计算结果
在螺杆的结构简图中
H ' =51 H =250 D =28
P =5
丨二 H ' • H 1 .4 ~ 1 .6 d 此处取丨二 295 临界载荷Q c 的计算 柔度 小
（将螺旋千斤顶简化为悬臂梁
后 i
取- 2）
计算得 ’s =111 .61 _100
为大柔度杆
大柔度杆的临界载荷公式为
计算得 Q c = 73 .853 kN
二 2
El
屮2
Q c =73 .853 kN
3、螺母的计 稳定性条件S sc 二Qc _ S s （—般取S s = 2.5〜4）
Q
计算得S sc =2.95 - S s （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。

S sc 二 2.95 _ S
（满足计算要 求
3.1螺纹牙强
度
4 D e =2.4 ~ 2.
5 d 取 D e = 70
D e
D 2 二 70 =50
D 2 =1.7 ~ 1.9d 取 D 2 =50
二 60
D 。

=D 2 - 2 ~ 4 mm = 60 D 5 =0.6 ~ 0.7 d 取 D 5 =18
D 0
D 5 也=48
、：
=18
h , =：1.5 ~ 1.8 d 取 hi , =48
=8 ~ 12 取、；=10
接触面间比压
Q P = ------------ ------- -- < P 1( P 1 取 15 ~ 20 N mm 2 )
D 。

2 -D 「
计算得
P -17.1 N mm 2
岂P 】满足接触条件。

h 2 = 5
d =15
P =17 .1 N mm 2 ■- I P ]
满足接触条件
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。

在上述拖杯结构图中
4、拖杯设计 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
&手柄计算
6.1手柄长度
设计计算
图4
在底座结构简图中
=10
H , =H 14 ~ 28 mm 取H , =220
D6 = D3 5 ~ 10 取D6 =53
D7=岂‘2 + D6 =97
10
确定地面大直径D8 = ]+D72
” b p」
当结合面为木材时取J p」2MPa
计算得D 8 = 160
选取Q 235为手柄材料，手柄长度按如下式子确
疋：
螺旋驱动力矩
T =「T2
比=220
D 6= 53
D? =97
D8=160 5、底座设计
计算。