机械设计螺旋千斤顶设计.doc
-_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：1.1.螺杆的设计与计算螺杆的设计与计算 1.1 螺纹类型的选择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 =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/T5796.12005 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 =30º的单线梯形螺纹1.21.2 螺杆的材料的选择螺杆的材料的选择-_螺杆材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等。 在此选用的是 45 钢。1.31.3 确定螺杆的直径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。p = 2= 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=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P；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，=1.22.5，-_对剖分式和兼做支承螺母，=2.53.5.此处取 1.5。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：2 0.8Q = 0.8 20000 1.5 20= 20.65根据求得的此螺纹中径，查表 GB/T5796.22005 和表GB/T5796.32005 有：公称直径 d=28,螺距 P=5,中径 d2=D2=25.50,螺杆小径 d3=22.50,螺母小径 D1=23.00，螺母大径 D4=28.50，螺母高度H=d2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈数 = =7.658HP365 10(圈)1.41.4 自锁验算自锁验算自锁条件：v式中：v螺纹副当量摩擦角，v = arctgfv =arctg(f/cos) 为螺纹升角摩擦系数 f 由查表可知，f= .110.17，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 0.17。牙侧角=/2=30/2=15°=arctan=arctan°21 × 53.14 × 38.25= 2.38-_v=arctanf cos 15°= arctan0.17 cos 15°= 9.98°=2.38°v=9.98°符合自锁条件1.51.5 螺杆强度校核螺杆强度校核=2+ 32=(4Q12)2+ 3(161d13)2 式中：螺杆材料的许用应力(MPa )，有= s/35。1=( + )22查表可知s=355 =/3=118.3经计算的 T1=41909.180.7=118.3=-_1.61.6 螺杆的压杆稳定性计算螺杆的压杆稳定性计算= 其中 Qc由 s=l/i(u=2)确定计算可得:Ssc=4.043.51.71.7 螺母螺纹牙强度校核螺母螺纹牙强度校核剪切强度条件（危险截面为 aa） = Db= -_= /2D2/6=32 式中：b螺纹牙根部的厚度，mm，梯形螺纹 b=0.65P.；h_ 弯曲力臂，mm,参看图 l=；( 2)/2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8.7430 = =9.918= = 402.2.其他零部件的设计计算其他零部件的设计计算 2.12.1 螺母悬置段强度计算螺母悬置段强度计算 求螺求螺 母外径母外径-_强度条件为：近似ca=(1.21.3)/4(32 2)由参考文献可知 青铜=100Mpa，对于塑性材料,一般 =1.22.5.带入计算得则 = 40MpaD3>=39.34由经验公式 D3=(1.61.8)D,取 D3=45mm，D4=59mm2.22.2 螺母凸缘的强度计算螺母凸缘的强度计算-_接触面挤压强度计算：ca=（4）(D2 4 2 3)-螺母的许用挤压应力，Mpa，=（1.51.7） 4-螺母凸缘大经，mm，4=（1.31.4）3 取 D4=59mm,计算得17.5MPa16.9mm取 dp=20mm2.4 托杯的设计材料：托杯用来承重可用 Q235 钢模锻制成D10=（2.42.5）d=58mmD11=(0.60.7)d=20mmD13=(1.71.9)d=48mm-_D12=D13-(24)=45mm=8mm取h=1.3 =10.4mm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=12.64MPa=150.79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 20123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 20124戴枝荣 张远明 工程材料 2006
