螺旋千斤頂設計計算說明書

1、題目螺旋千斤頂起重量Q=25KN起重咼度H=200mm手柄操作力P=250N作業(yè)任務：1設計計算說明書一份2設計裝配圖一（1:1）班級學號完成日期 2011年11月19日目錄設計任務與設計說明1、螺旋副的設計計算1.1、耐磨性的計算1.2、自鎖性校核2、螺桿的設計計算2.1、螺桿強度計算2.2、螺桿穩(wěn)定性計算3、螺旋副的計算3.1、螺桿的計算3.2、螺母的計算4、拖杯設計計算5、底座設計計算6、手柄設計計算6.1 手柄長度設計計算6.2 手柄直徑設計計算7、螺旋千斤頂?shù)男视嬎阍O計任務與設計說明設計任務書：設計一螺旋千斤頂，該千斤頂要求最大起重重量為 25kN ，最大起重高 度為 250 mm

2、 ，手柄操作力矩為 200N ，且要求工作安全可靠，成本不得過高。設計簡單說明：該千斤頂采用螺旋傳動的工作方式，最大起重高度為 250mm ，手柄操作力 200N ，工作穩(wěn)定可靠，滿足自鎖條件，使用安全，選材合理、加工方便、生產(chǎn) 成本較低。計算容計算及說明計算結果1、螺旋副的螺旋副在工作時主要承受轉矩和軸向拉壓力的作設計用，接觸面間有較大的相對滑動，主要失效形式是磨 損。綜合考慮以上因素，螺旋副選用梯形螺旋傳動， 螺桿選用綜合機械性能較好的45號鋼，螺母材料選用 耐磨性較好的錫青銅ZCuSn10Pb1。1.1耐磨性的耐磨性的計算（其額定中徑d2）計算（其額定螺桿中徑d2中徑d2）_c c 1

3、Qd20.8 I P螺紋中徑：其中Q為軸向力；P為材料許用壓力；對于整體式螺旋d2 20mm螺母取1.22.5d=28mmp=5mm計算得：螺桿中徑d2 20mm按國家標準GB/T 5796.2 2005選取公稱直徑 d=28mm, p=5mm的梯形螺紋。螺旋咼度Hd2H =51mm計算得螺旋咼度為H =51mm1螺母的螺紋工作圈數(shù)u 也 10Pu 10.2 圈計算得螺紋工作圈數(shù)為 U 10.2圈（略大于10,不予1.2自鎖性校考慮）核螺紋牙的工作咼度h的計算 h=0.5p （梯形螺紋）h=2.5mm自鎖性校核：升角的校核tanpd2v arctgarctgf vcos其中v為當量摩擦角；f為

4、摩擦系數(shù)；fv為螺旋副的當量摩擦系數(shù)，（鋼對青銅的fv =0.080.09）;為牙形角（梯形螺紋牙形角=15)由以上計算可得3.57v 5.32以上結果滿足:1.75滿足自鎖條計算得：3.57v 5.32滿足自鎖條件件。2、螺桿的設 計計算2.1螺桿強度 計算2.2螺桿穩(wěn)定 性計算螺桿不僅受到軸向壓力，還要受到螺紋副摩擦產(chǎn) 生的摩擦扭矩，故其強度校核如下：caWt式中Q為最大工作載荷;為螺桿危險截面面積（A 一a2），T為螺桿所受轉矩；對于起重T T1， 4d12T1Qtan v；Wt為螺桿螺紋段的抗扭剖面模量,拉應力,Wtd1316A呼；為螺桿材料的許用通常s 355MPa由以上計算可得ca

5、臨界載荷Qc的計算:s 35，對于所選材料45號鋼91.3871 118.35 MPa該螺桿結構簡圖如圖1所示ca 91.38MPa螺桿強度達標計算及說明在螺桿的結構簡圖中計算結果51H 250281.4 1.6 d 此處取 I 295臨界載荷Q的計算柔度（將螺旋千斤頂簡化為懸臂梁后計算得111.61100為大柔度桿大柔度桿的臨界載荷公式為Qc2EIIQc 73.853kN計算得Qc 73.853kN穩(wěn)定性條件SscQcSs(般取 S2.5 4)3、螺母的計 算3.1螺紋牙強 度計算得Ssc2.95 Ss （滿足計算要求）螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，故只需校核螺母 螺紋牙的強度，螺母結構如圖2

6、所示在螺母結構圖中D4Ssc 2.95 Ss（滿足計算要 求）1.3 1.4 D3aD 33 （螺紋大徑）算容計算及說明計算結果剪切強度Qd b u8.423 MPa對于錫青銅材料取30MPa 40MPa滿足剪切強度計算得8.423MPa滿足剪切強度彎曲強度k6Ql,( l為螺紋牙受彎力臂Db u3.2螺母體強 度1 D D22對于錫青銅b取4060MPa)b 19.473MPab計算得b 19.473MPab滿足彎曲強度條件滿足彎曲強度 條件螺母外徑的確定1.21.3 Qd32 d24即D/ 4.8 5.2 Q D2D D0.83 b，即33.2MPa ；式中可取D345計算得D344.8，

7、取 D345螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強度計算Q式中取ppp2 2 -D4D341.5 1.7 bb 20.21MPap滿足擠壓條件計算得b20.21MPap滿足擠壓條件螺母凸緣根部的彎曲強度計算M1Q 4 D3 D41.5Q D4 D3b W1 D3a2D3a2b6b 13.77MPa計算得b13.77MPab 40 60MPa滿足根緣彎曲 條件螺母凸緣被簡短的情況及少發(fā)生，可不必校核。4、拖杯設計 計算選取鑄鐵材料來做托重物的拖杯，拖杯各部分的 結構尺寸參見圖3,在杯口上表面有切口和溝紋；以使 得拖杯與重物見接觸良好，防止重物間出現(xiàn)相對滑動， 在螺桿上端有防止拖杯從螺桿底端部脫落的擋圈。

8、D670D250D060D518h-i 4810h2 5 d'15P 17.1 N mm2 P滿足接觸條件圖3在上述拖杯結構圖中D62.4 2.5 d 取 D6 70D21.71.9d 取 D250D0 D22 4 mm 60D50.6 0.7 d 取 D5 18h,1.5 1.8 d 取 h, 48812 取 10h2 0.55d' 1.515接觸面間比壓Q;PP （ P 取 15 20N mm2）2 2D0D1 4計算得P 17.1N mm2P滿足接觸條件。5、底座設計 計算選用鑄鐵為底座材料，壁厚取10mm；為加穩(wěn)定性, 底座斜面制成1:10的斜度。底面尺寸根據(jù)支撐材料的

9、 擠壓強度計算。底座結構視圖如圖 4所示在底座結構簡圖中1014 28 mm取 H1220510H1220D653D797確定地面大直徑d8當結合面為木材時取p 2MParD8160計算得D8160&手柄計算6.1手柄長度 設計計算選取Q235為手柄材料，手柄長度按如下式子確疋：螺旋驅(qū)動力矩計算容計算及說明計算結果TQ J tgvTl為螺紋副的摩擦力矩2;計算得T149.86N mT2為端面摩擦力矩，對于環(huán)形端面T2 Qfc D2 D5，4取 fc 0.1 0.12 ；計算得T244N mLp T / P為驅(qū)動力作用半徑（手柄的計算長度）（P為手柄驅(qū)動力，取P=250N）;計算得Lp 375手柄實際長度L Lp D250 100p 26.2手柄直徑 設計計算計算得L 50