1、1. 螺杆的设计与计算1.1 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。纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。矩形螺纹牙根强度低，锯齿形螺纹牙型为不等腰梯形，加工成本高。从实用性考虑，故选梯形螺纹，它的基本牙形按 GB/T5796.1-2005 的规定。1.2 选取螺杆材料考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，螺杆常用Q235、Q275、40、45、55 等。此处最常用 45 钢。教材表 5-111.3 确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径 。求出 后，按标准选取相应2d2公称直径 、螺距 P 及其它尺寸。2d根据规定，对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，卫视受力比较均匀，
2、螺纹工作圈数不宜过多，故取 =1.22.5，此处取=2。螺杆-螺母材料分别为钢-青铜，滑动速度为低速，得需用压力 P为 1825M Pa。取 P=20MPa。 （摩擦系数起动时取大值，校核是为安全起见，应以起动时为准，由 值 0.08 0.1，应f取 =0.1） 。f带入 F=50KNd2 28.28 mm8.0pMPaKN205.得 m据 GB/T5796.32005, 3d由 0.5-D2，6.P.m21-d,190.5P2计算螺母高度: 58H2选梯形螺纹选 45 钢 m 32Dd92=6.00mmP.05d1=26mmD=58mmH计算旋和圈数: 67.958pHz1.4 稳定性计算细
3、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。 45.3/Fcr螺杆的临界载荷 与柔度 有关， ， 为螺杆的crsils/长度系数，与螺杆的端部结构有关， 为举起重物后托杯底面到螺l母中部的高度，可近似取 , 为螺杆危险截dLHl)6.14(2i面的惯性半径，危险截面的面积为 , (I 为螺杆2A41i危险截面的轴惯性矩)。当螺杆的柔度 时，可不必进行稳定性校核。计算时应40s注意正确确定。1.4.1 计算柔度(1) 计算螺杆危险截面的轴惯性矩 I 和 i484341 1092.61025.3mId.41i(2) 求起重后托杯底面到螺母中部的高度 lmdh643
4、2)8.1(5.1.7.6）（大 杆DmLHl 2873028)(2(3) 计算柔度查教材 P99， 取 2（一端固定，一端自由）查手册表 1-6，碳钢 E(200220GPa)，E 取 200GPa408.915.67ils所以需要校核。1.4.2 稳定性计算7.31.5v1.5P=9mm mD6.5713d48.91H(1) 计算临界载荷 crFKNulEIcr 36.18239221087.14.3(2) .456.3105.8stcr nF稳定性不满足要求。所以应取大一型号的螺纹，由 GB/T5796.3.mP，36d37D0.02911，.5P-m63H2d1.4.3 重新校核稳定性
5、(1) 计算螺杆危险截面的轴惯性矩 I 和 i484341 107.61029.36Id5.741i(2) 求起重后托杯底面到螺母中部的高度 lmdh6432)8.(15.1.7.6）（大 杆DmLHl 2973602)(2(3) 计算柔度493.815.7ils需要进行校核。(4) 计算临界载荷 crFKNulEIcr 748.192389221074.14.3(5) .5.310578.9stcr nF螺栓外径为 m8325.0mNT5.104MPak35.128P=6mmD=32mmD=33.00mm=25.00mm1d=29.00mm2=29.00mmD=26.00mm1满足要求。1.
6、7.4 挡圈参数选择(1) 低端挡圈：根据 GB/T 892，由 d=36 得502D2H12L6.id2.31i59 页1c3A(2) 根据 GB/T 892，由 得4.1D23D53H03L6.3id2.31i1cA1.5 自锁验算自锁条件是 ，式中： 为螺纹中径处升角； 为当量v摩擦角（当量摩擦角 ，为保证自锁，螺v vffarctnosarctn纹中径处升角至少要比当量摩擦角小 。 ）1fvarctn查教材表 得 ,(收启动时的最大值)0. 32.arctnarctarctn14.3622dsP7.510ttvvf故 43.所以自锁性可以保证。1.6 结构如右图一：螺杆上端用于支撑托杯
7、 10 并在其中插装手柄 7，因此需要加大直径。手柄孔径 的大小根据手柄直径 决定，kdpd+0.5mmkdp481092.mIi356ml218GPaE0476.9s为了便于切割螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径应比螺杆小径 约小 0.20.5mm。退刀槽的宽度可取为 1.5P。4d1d为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于 的圆1d柱体。为了防止工作时螺杆从螺母脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈（GB891-86） ，挡圈用紧定螺钉固定在螺杆端部。其中：退刀槽宽度为 1.5P=9mmmdD6.57328.1)9.7(13464.图示 1H( 由后面计算得)螺栓外径为 m83
8、25.0(此处设计所用的数据为后面校验后的数据)1.7 螺杆的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。得 )(3)(321212.04dTdFca其中扭矩 2)tn(vTmNN 04.13)7.53.a10523式中： 为螺纹中径处的升角， 为当量摩擦角。v查手册 GB/T699-1999,45 钢的 ，查教材表 5-13，MPak,安全系数 3-5 取 353sPas.128由上得， ，故5.0m1d2323)109(.4)9(4. KNFcr17.945.2cr402D螺母材料选青铜 ZCuSn10PlMPaPa3.1288.满足要求。2 螺母设计与计算2.1 选取螺母材
9、料螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。此处选用青铜 ZCuSn10P-l。2.2 确定螺母高度 及螺纹工作圈数H螺母高度 ,螺纹的工作圈数 ，考虑退刀槽的影响，2dPu实际螺纹圈数 （ 应圆整） 。考虑到螺纹圈数 u 越多，5.1u载荷分布越不均，故 不宜大于 10。2.2.1 求螺母理论高度 HmdH0.6322.2.2 螺纹工作圈数 u1Pu52.应圆整， 取 13。2.2.3 螺母实际高度 HmPu786132.3 校核螺纹牙强度一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图。必要时还应对螺母外径 进行强度计算
10、。3D2.3.1 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：螺纹牙危险截面的剪切强度条件为 buF螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为 62bDl（b-螺纹牙根的厚度，且 b=0.65P;D-螺母的螺纹螺纹工作圈数u=12 mH7291.0MPa58.3bmD483大径； -弯曲力， ）l 2Dl查表，b=0.65 P(梯形螺纹)，h=0.5P取 30-40MPa， 取 40-60MPa故， 03.165.03714. MaDbuF87.1.262 bPl 皆满足要求。2.4 安装要求螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面间的配合采用 或78rH等配合。为了安装简便，需在螺母下端
11、（图 1-3）和底座孔上78nH端（图 1-7）作出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图 1-1） ，紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为 612mm。2.4.1 螺母的相关尺寸已得： 37m1dD内螺纹小径 m301dD546.3.74;H78ma5.1982.0)3.(3.托杯的设计与计算3.1 托杯的尺寸计算托杯用来承托重物,可用铸钢铸成,也可用 Q235 钢模锻制成，取材料 Q235。其结构尺寸见图。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了mD2.674;Ha18m78.4D1025.613m4D21h防止托杯从螺杆端部脱落，
12、在螺杆上端应装有挡板。当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还要验算接触面间的压力强度。 421pDFp式中： -许用压强，应取托杯与螺杆材料 的小者。 pQ235： =225MPa；45 钢： 。杯pa570MP杆m2.836.45d2.D10）（ 0786）（ .1.913）（ m863-42-D2）（ d.81）（h故 421pDFp 0.25.068.323 pMPa托杯厚度 ，此处取m1m1托底厚度为 ；沟纹宽度3. 5.沟纹深度为 ；52/托杯高度为 8648.d为保证托杯可以转动，螺杆顶
13、端的垫片与托杯底部留有间隙，间隙值为 34mm，因承受力不大，故取值为 3mm。3.2 挡圈确定：根据 GB/T 892，由 得2.51D32D3H03L6.3id2.31i04.2pMPap合格托杯厚度： m1托底厚度为： 3.沟纹宽度： 5沟纹深度为： ；m2/托杯高度为 6.78.1手柄材料选用 Q2351TmN29.mNT8.49213c2A4. 手柄设计与计算4.1 手柄材料常用 Q235 和 Q215。选择 Q235。4.2 手柄长度 pL扳动手柄的力矩： 21TKp则 TLp21式中 -加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为，工作时间较长时为 。考虑一般为间歇N50N150工
14、作，工作时间较长机会不多，故取 。2(1) 螺旋副间的摩擦阻力矩，1T2)tan(dFvmN 04.13)71.53.501(2) 托杯与轴端支撑面的摩擦力矩，2T。 （ 查手册取 0.06）4/)(1fFDfmN25.64/0.58.62则 KTLp 981231手柄计算长度 是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆pL头部尺寸及人工握手距离，手柄实际长度还应加上。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可mD)150(213在手柄上另加套管。因此，手柄实际长度 Lp85.138.64 4.3 手柄直径 pd把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径 ，在强pdmLp65.936pdmD35HL1
15、0d6.231mDc16M度条件为 1.03FpFdKL故 mFp 478.26102.853.3633 m0取pd式中： -手柄材料许用弯曲应力F当材料为 Q235 时， 。120MPaF4.4 挡圈手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡圈，并用螺钉固定。手柄直径为 30mm，由 GB891-86 查得mD38H5mL10d6.d2.113 c1M5. 底座设计底座材料常用铸铁 HT150 及 HT200，选用 HT150。铸件的壁厚不应小于 8 12mm，取 。为了增加底座的稳定性，m15底部尺寸应大些，因此将其形成 1：10 的斜度。底座结构及尺寸如图 S.2.)25.1(LH2301)84(ma5.97 D53 9041258436S5.2mH14aD8325m6D174.58
