螺旋千斤顶的设计

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1、螺旋千斤顶的设计与计算（最大起重量F=50KN,最大升距H=200mm）1选择滑动螺旋副的材料题目中要求起重重量，属于较高载荷，手动升降，属于低速，希望选择摩擦系数较小的材料以达到省力的目的，青铜是螺母比较理想的材料；需要支撑起比较大的重量，对于螺杆的抗压，稳定提出要求，故经过淬火处理的钢是螺杆的理想材料；做出以下选择：部件材料屈服强度抗拉强度许用挤压应力螺纹许用压力许用剪应力许用弯曲应力摩擦系数螺杆淬火处理785980157~261.66710~13157~261.667157~261.6670.06~0.08螺母10-1

2、锡青铜ZCuSn10Pb1（La）17036060~9030~4040~602.选择螺旋副的参数1）从螺旋副的耐磨性出发，选择螺旋的中径其中，；由于选择了梯形螺纹，；对于整体结构的螺母，齿高系数，对于兼做支承的螺母，，螺母是整体结构的，但是也兼做支撑，择中选择左右；许用压力选择最小值以保证安全性，计算得到：，查表选择标准螺母：公称直径螺距中径大径小径小径52848534344取旋合圈数，算得，所以其许用压力值提高，为，校核最大压力是不是在许用压力范围之内：最大压力在许用压力之内，此选择是安全的。1）螺纹牙强度校验：剪切强度校

3、核：弯曲强度校核：由以上两式可以看出该螺母满足螺纹牙强度条件。2）螺杆稳定性校验：螺杆的柔度，其中由于是两端固定支撑，，，的选择考虑到加工时的退刀，所以，取，所以，该螺杆满足稳定性要求。3）自锁性校验：自锁发生的条件是：，其中，由于是单线螺纹，，；，取，得到。所以，满足自锁性条件。4公称直径螺距中径大径小径小径旋合圈数高径比52848534344101.6671．结构设计1）螺母外径：所有的载荷最终汇集到了图中的A面上，A面承受着拉应力和扭转应力，应该用第四强度理论校核：如果没有限位螺钉和螺母外表面的过盈配合，那么螺母承受的

4、扭矩为：现在有了限位螺钉和过盈配合，但是仍然采用原先的扭矩进行计算，算得的结果增加了安全系数，是保守的算法。，为了便于加工测量，取d12=70mm，校核计算：是安全的，所以螺母的外径取d12=70mm。1）限位螺钉直径：限位螺钉主要承受剪应力，选择内六角锥端紧定螺钉作为限位螺钉。如果没有过盈配合，那么作用在螺钉上的扭矩为，作用力为：，选择螺钉的材料为Q235钢，许用剪应力为，求得螺钉直径的最小值为：，选择标准螺钉为。1）螺母凸台外径和高度：凸台外径这个设计主要是考虑到螺母的凸台和基座的挤压应力。基座的材料选择为碳素结构钢Q2

5、35，其屈服强度为，取安全系数为，得到其许用应力，螺母的材料是青铜，许用挤压应力是取，校核压应力：是安全的，所以选择凸台的外径为。凸台高度这个设计主要考虑到B环面的剪应力，解得，考虑到安全系数和方便加工，圆整为。2）支承碗：支承碗的材料选择为结构钢Q235。支承碗是套在螺杆上的，所以支承碗下端的内径要略大于螺杆的外径，取。然后用挤压应力确定外径的大小。解得，圆整为。支承碗内部有一个紧固螺钉，为了固定支承碗不至于掉落。因不承受很大的力的作用，选择M8的螺钉即可。另外，螺杆的尾部也有一个螺栓，防止螺杆被旋出，同样不会承受很大的力

6、，选M8即可：六角头螺栓全螺纹C级GB/T5781—2000由于没有合适的垫片，需要特别加工，具体的参数如下：位置内径d1外径d2厚度h支承碗9554螺杆尾部9654支承碗的上端分成了4块，同样需要校核压应力来确定尺寸。最终确定尺寸为：，，开口的圆的直径为：，支承碗的高度为：。1）支座厚度和高度：截面C承受压应力和扭转应力，应根据第四强度理论进行校核。，取，经校验，如果保持材料厚度不变，那么整个基座都是安全的。关于底座的高度，因为螺杆的升距为200mm，所以H1>200+(H-h1)=272mm,考虑到螺杆底部限位作用的螺钉

7、和垫片，取H1=280mm。1）底座内外径：为了防止地面不平，底座放在木板上，木板的许用应力，以此校核底座的内外径。由于底座是倒锥形，所以，取，解得，考虑到安全系数，圆整得到。2）手柄臂长和直径：想要转动手柄，必须克服螺纹力矩和支撑面力矩的合力矩。螺纹力矩已知：支撑面力矩通过积分求得，。其中，解得，所以所需要的手柄的臂长为：，因为L过长，可以用段手柄外加套筒。所以L取500mm。将手柄看做一个悬臂梁，按照弯曲强度确定直径，强度条件为：算得，圆整到。