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

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