1、-_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. 螺杆的设计与计算1.1 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 =30，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 =30的单线梯形螺纹1.2 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。1.3 确定螺杆的直径按耐磨性条件确定
2、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，=1.2 2.5，-_对剖分式和兼做支承螺母，=2.5 3.5.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=2
3、0MP。螺杆螺纹的中径：20.8Q=0.8 200001.520=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=d 2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈数 = = =7.658HP 365 10(圈 )1.4 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
4、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 2 153.1438.25=2.38-_ v=arctanfcos15=arctan0.17cos15=9.98=2.38 v=9.98符合自锁条件1.5 螺杆强度校核=2+32= ( 4Q 12)2+3(161 d13)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=-_1.6 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:Ss
5、c=4.04 3.51.7 螺母螺纹牙强度校核剪切强度条件（危险截面为 aa）= Db= -_=/2D 2/6=3 2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8.74 30= =9.918= =402. 其他零部件的设计计算2.1 螺母悬置段强度计算 求螺母外径-_强度条件为：近似ca= (1.21.3)/4(322)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
6、 D3=45mm，D 4=59mm2.2 螺母凸缘的强度计算-_接触面挤压强度计算：ca= （ 4） (D2423)-螺母的许用挤压应力，Mpa， =（1.51.7 ） 4-螺母凸缘大经， mm， 4=（1.3 1.4） 3 取 D4=59mm,计算得17.5MPaca= 凸缘根部弯曲强度计算：ca=(43)232 a-凸缘高度，mm，a=H/3带入计算得：ca=3.428所以螺母凸缘满足强度要求2.3 手柄的设计计算材料：Q235 钢-_手柄长度确定：取 c=0.1, p=200N计算得：T1=41909.1NmmT2=33107.5NmmLp=375.1mm手柄实际长度 L=Lp+D13=423.1mm。 取长度为 425mm
