螺旋千斤顶。
设计计算说明书。
院系工程技术学院
专业年级 2012级。
设计者贺锦峰
学号 222012322220144
指导教师李丽老师
成绩。2023年10月20日。
螺旋千斤顶设计任务书。
螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故选梯形螺纹，它的基本牙形按gb/t5796.1—2005的规定。
螺杆材料常用q235、q等。本次选用45钢。
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p及其它尺寸。
d2≥根据国家规定=1.2~2.5，取=1.
8（梯形螺纹）；h=0.5p；查教材表5-12，[p]取25mpa，又由于φ=1.8<2.
5,则[p]可提高20%，所以[p]=(1+20%)×25=30mpa。
故，d2≥=23.1
查机械设计手册，d取28mm
则p=5mm， d1=22.5mm
d2=25.5mm
自锁条件是≤v，式中：为螺纹中径处升角；v为当量摩擦角（当量摩擦角v=arctanv，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。
查教材表5-12，f取0.09
=arctan(n p / d2)=arctan[ 1x5/3.14xd2] =3.5732°
v=arctan（f/cosβ）=arctan[ 0.1/cos(30°/2)]=5.91°
故，满足自锁条件。
5、结构如下图（1-2）:
螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄孔径dk的大小根据手柄直径。
dp决定，dk≥dp十0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1约小0.2~0.5mm。
退刀槽的宽度可取为1.5t。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(gb/t891-1986)，挡圈用紧定螺钉(gb/t68-2000)固定在螺杆端部。
其中：1.5t=1.5p=7.5mm d4=28-0.4=27.6mm
d13=(1.7~1.9)d=1.7×28=47.6mm
1.4~1.6)d=1.5×28mm=42mm
0.25d=0.25×28mm=7mm
d+(6~10)=d+8=36mm
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆。
的强度。强度计算方法参阅教材公式(5-47)，ca=≤[
其中扭矩。=45×103×tan(3.5732°+5.91°) 25.5/2 n·mm
33557.8n·mm
式中：为螺纹中径处升角，v为当量摩擦角。
a=πd/4=3.14×22.5/4=490.87
查手册表2-7，45钢，=355mpa
]==101.42mpa
故，ca==
ca=90.80mpa≤101.42mpa
满足强度条件。
细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。
fcr / f 2.5 ~ 4
螺杆的临界载荷fcr与柔度λs有关，λs=l/i，为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举。
起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取。
l＝h+5t+(1.4~1.6)d，i为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积a=d12/4，则。
i为螺杆危险截面的轴惯性矩)
1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩i和i
i===12574.18
=5.625mm
2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度l
l＝2003)计算柔度。
查教材表5-14，μ取2(一端固定，一端自由)
s=l/i=84.73640，所以需要进行稳定性校核。
1）计算临界载荷fcr
查教材公式5-51，e=2.06×105mpa
fcr==159619.6n
2) 稳定性计算。
满足稳定性条件。
螺母高度h=φd2=1.8×25.5=45.9螺纹工作圈数，(u应圆整，取9)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d。
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1—3。必要时还应对螺母外径d3进行强度验算。
d=d+0.5=28.5
d3=1.6d=46.5
d4=1.3d=59.28
a=h/3=15
螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用或等配合。为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）做出倒角。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6～12mm。
d10=(2.4~2.5)d=2.4x28=67.2mm
d11=(0.6~0.7）d=0.6x28=16.8mm
d13=(1.7~1.9)d=1.7x28=47.6mm
d12= d13-(2~4)=47.6-3=44.6mm
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1―4。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。为了防止托杯从螺杆端部脱落，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，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
≤[p]（式1-1）
式中：[p]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p]的小者。[p]取23.6mpa
故。33.58mpa<23.6mpa
常用q235和q215。选235钢。
2、手柄长度lp板动手柄的力矩：
k·lp=t1+t2则（式1-2）
式中：k——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150～250n，工作时间较长时为100～150n。
t1——螺旋副间的摩擦阻力矩，t1=45×103×tan(3.5732°+5.91°) 25.5/2 n·mm
n·mmt2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩，t2 = d12+d11) ff/4。 (查教材表5-5摩擦因数f=0.09)
=69075n·mm
则k取200)
513mm手柄计算长度lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上+（50～150）mm。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。
因此，手柄实际长度。
+47.6/2+100=513+23.8+100=637mm
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp，其强度条件为。
≤f（式1-3）
故dp≥20.5mm dp 取24mm
式中：f——手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为q215和q235时，f=120mpa。
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环（图1―6），并用螺钉或铆合固定。
图中尺寸：dp =6mm
dp+(6~10)= dp+8=24+8=32mm 取整为32
底座材料常用铸铁（ht150及ht200），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成斜度。底座结构及尺寸如图1―7
图中δ取10mm，r取5mm，r取8mm；
h1=h+（14～28）mm =200+25=225mm
h-a=32mm
d6=d3+（5～10）mm =46.5+8=54.5mm
d7=d6+=54.5+225/4=106.1mm
d8=175.5mm
式中：p——底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取p=2~2.5mpa。
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