機械設(shè)計螺旋千斤頂

1、螺旋千斤頂設(shè)計計算說明書院 系 專業(yè)年級 設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 成 績 年 月 日螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名 專業(yè)年級 設(shè)計題目： 設(shè)計螺旋千斤頂設(shè)計條件：1、最大起重量F = 25 kN；2、最大升距H =160 mm。設(shè)計工作量：1、 繪制出總裝配圖一張，標(biāo)注有關(guān)尺寸，填寫標(biāo)題欄及零件明細表；2、 編寫設(shè)計計算說明書一份。指導(dǎo)教師簽名： 2012年9月說明：1.此表由指導(dǎo)教師完成，用計算機打印（A4紙）。2.請將螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書裝訂在螺旋千斤頂設(shè)計計算說明書的第一頁。目 錄摘要1第一部分 千斤頂?shù)母攀?1.1 千斤頂?shù)姆N類21.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格31.3千斤頂?shù)墓ぷ髟?第二

2、部分 螺旋傳動的設(shè)計與計算42.1螺旋傳動的應(yīng)用和類型42.2螺旋傳動的結(jié)構(gòu)和用途62.3螺旋傳動的計算82.4螺旋傳動的設(shè)計和選材92.5螺旋機構(gòu)耐磨性的計算102.6螺母螺紋牙強度的計算122.7螺桿強度和穩(wěn)定性的校核132.7.1強度的校核132.7.2穩(wěn)定性的校核132.8自鎖性的校核15第三部分 設(shè)計計算16 1.選材、設(shè)計螺旋幅尺寸16 2.螺母的設(shè)計計算.203.手柄長度的設(shè)計計算234.效率計算.245.托杯、底座等結(jié)構(gòu)尺寸的確定.24第四部分 安裝要求28第五部分 螺旋千斤頂圖形的繪制28第六部分 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?8參考文獻2930 / 34摘要千斤頂是一種起重高度小(

3、小于1m)的最簡單的起重設(shè)備。主要用于廠礦、交通運輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。螺旋千斤頂采用機械傳動，主要有螺桿、手柄、底座、螺套、旋轉(zhuǎn)桿、擋環(huán)、托杯的零部件組裝而成的。在本次設(shè)計過程中對螺旋傳動的計算和各零部件的設(shè)計與選材最為重要；并且重點運用了機械設(shè)計方面的知識。本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O(shè)計與選材等多方面，闡述了它設(shè)計的全過程。尤其在工藝規(guī)程設(shè)計中，運用了大量的科學(xué)加工理論及計算公式，對它進行了精確地計算。 由于螺旋千斤頂是一種小型的起重

4、設(shè)備，體積小方便攜帶，造價成本低，所以在日常生活中被廣泛應(yīng)用。本設(shè)計既是產(chǎn)品開發(fā)周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過程的始終。設(shè)計決定了實現(xiàn)產(chǎn)品功能和目標(biāo)的方案，結(jié)構(gòu)和選材。制造方法以及產(chǎn)品運行，使用和維修方法?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品的要求不對傳統(tǒng)機械產(chǎn)品高的多，因而在產(chǎn)品開發(fā)和改進過程中只有全面深入地運用現(xiàn)代設(shè)計理論，方法和技術(shù)才能滿足社會對現(xiàn)代機械產(chǎn)品愈來愈苛刻的要求，提高其市場競爭能力。關(guān)鍵詞：螺旋傳動 體積小 方便 成本低第一部分 千斤頂?shù)母攀?千斤頂又叫舉重器、頂重機、頂升機等，是一種用比較小的力就能把重物頂升、下降或移位的簡單起重機具，也可用來校正設(shè)備安裝的偏差和構(gòu)件的變形等。千斤頂主要用于

5、廠礦、交通運輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備，千斤頂?shù)捻斏叨纫话銥?00mm，頂升速度一般為10-35mm/min，起重能力最大可達500t。1.1 千斤頂?shù)姆N類千斤頂按其構(gòu)造及工作原理的不同，通常分為機械式和液壓式，機械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，其中螺旋式千斤頂和液壓式千斤頂較為常用。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。但液壓千斤頂傳動的缺點是：(1)液壓千斤頂系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓千斤頂

6、傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比。(2)液壓千斤頂傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體粘性變化，引起運動特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。(4)液壓千斤頂傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。(5)液壓千斤頂系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。 螺旋千斤頂?shù)闹鬏S外表用鉻處理可增加使用壽命；其高度低，適用于一般窄小空間之作業(yè)需求，楊程短，可多次的墊高使用，它是由人力通過螺旋副傳動，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，使用攜帶較為方便；能長期支持重物，最大起重量已達100

7、噸，使用更為廣泛。液壓千斤頂主要由油室、油泵、儲油腔、活塞和搖把等組成，工作時，用千斤頂?shù)氖謩訐u把驅(qū)動油壓泵，將工作油壓入油室，推動活塞上升或下降，進而頂起或下落重物。在工程施工時，YQ型手動液壓千斤頂（或稱移溜千斤頂）是一種內(nèi)回液雙作用的液壓機構(gòu)。使用較多。這種千斤頂質(zhì)量輕，效率高，使用和搬運也比較方便，它又可以分為通用和專用兩類。專用液壓千斤頂使專用的張拉機具，在整理預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時，對預(yù)應(yīng)力鋼筋施加張力。專用液壓千斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。絕大時候使用穿心式。 穿心式千斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要由張拉缸、頂壓缸、頂壓活塞及彈簧等部分組成。它的特點是：沿拉伸

8、機軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后由尾部的工具錨固。螺旋式千斤頂又分為：固定式螺旋式千斤頂、固定式LQ型螺旋千斤頂和移動式螺旋千斤頂三大類。（1）固定螺旋式千斤頂有普通式和棘輪式兩種，在作業(yè)時，未卸載之前不能作平面移動；（2）固定式LQ型螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，使用方便。它有棘輪組、大小錐齒輪、升降套筒、鋸齒形螺桿、主架等組成；當(dāng)往復(fù)搬動手柄時，撐牙推動棘輪組間歇回轉(zhuǎn)，小錐齒輪帶動大錐齒輪，使鋸齒形螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒上升或下降。由于推力軸承轉(zhuǎn)動靈活，摩擦力小，因而操作靈敏，工作效率高。（3）移動式螺旋千斤頂是一種1.1 螺旋千斤頂在頂升過程中可以移動的千斤頂，在作業(yè)時，它的移動主

9、要是靠其底部的水平螺桿轉(zhuǎn)動，從而使頂起或下降的重物連同千斤頂一同做水平移動。因此，移動式螺旋千斤頂在設(shè)備安裝施工中使用起來就很方很。如右圖：1.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格油壓千斤頂按其結(jié)構(gòu)、用途分為如下兩種： 立式螺紋連接結(jié)構(gòu)的油壓千斤頂，其代號的表征字母為QVL。 立臥兩用油壓千斤頂，其代號的表征字母為QW。螺旋千斤頂按其結(jié)構(gòu)和使用場所分為： 普通型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為QL。 普通高型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為QLG。 普通低型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為QLD。 鉤式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為QLG。 剪式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為QLJ。 自落式螺旋千斤頂,其代號

10、的表征字母為QLZ。1.3千斤頂?shù)墓ぷ髟?千斤頂有機械千斤頂和液壓千斤頂?shù)葞追N，原理各有不同。從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達到力的傳遞。螺旋千斤頂是通過往復(fù)扳動手柄，拔爪即推動棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒獲得起升或下降，而達到起重拉力的功能，它是由人力通過螺旋副

11、傳動，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，使用攜帶較為方便；能長期支持重物，最大起重量已達100噸，使用更為廣泛。第二部分 螺旋傳動的設(shè)計與計算2.1螺旋傳動的應(yīng)用和類型螺旋傳動是利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、準(zhǔn)確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。（1）按螺桿與螺母的相對運動方式，螺旋傳動可以有以下四種運動方式：螺母固定不動，如圖(a)螺桿轉(zhuǎn)動并往復(fù)移動，這種結(jié)構(gòu)以固定螺母為主要支承，結(jié)構(gòu)簡單，但占據(jù)空間大。常用于螺旋壓力機、螺旋千斤頂?shù)?。螺母轉(zhuǎn)動，如圖(b)螺桿做直線移動，螺桿應(yīng)設(shè)防轉(zhuǎn)機構(gòu)

12、，螺母轉(zhuǎn)動要設(shè)置軸承均使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且螺桿行程占據(jù)尺寸故應(yīng)用較少。螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線移動，如圖(c)由于螺桿固定不動，因而二端支承結(jié)構(gòu)較簡單，但精度不高。有些鉆床工作臺采用了這種方式。螺桿轉(zhuǎn)動，如圖(d)螺母做直線運動，這種運動方式占據(jù)空間尺寸小，適用于長行程螺桿。螺桿兩端的軸承和螺母防轉(zhuǎn)機構(gòu)使其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。車床絲杠、刀架移動機構(gòu)多采用這種運動方式。 (a) (b) (c) (d)(c) (d)圖2.1 運動方式本次設(shè)計的螺旋千斤頂是運用了上圖（a）的運動方式，即螺母固定不動。（2）按照用途不同，螺旋傳動分為三種類型。傳力螺旋以傳遞動力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，一般為間歇性工作，工

13、作速度較低，通常要求具有自鎖能力，下圖2.2螺旋壓力機均為傳力螺旋。 導(dǎo)螺旋以傳遞運動為主，這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工作速度較高，傳動精度要求較高，下圖2.3為機床進給機構(gòu)的螺旋。圖2.3 傳導(dǎo)螺旋圖2.2 螺旋壓力機調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，要求能自鎖，有時也要求很高精度，如帶傳動張緊裝置、機床卡盤和精密儀表微調(diào)機構(gòu)的螺旋等。本次設(shè)計的螺旋千斤頂就是運用了傳力螺旋這種傳動類型。2.2螺旋傳動的結(jié)構(gòu)和用途按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動又可分為滑動摩擦螺旋傳動（簡稱滑動螺旋）、滾動摩擦螺旋傳動（簡稱滾動螺旋）和靜壓滑動螺旋傳動（簡稱靜壓螺旋）。滾動螺旋

14、也稱滾珠絲杠，其特點是摩擦阻力小，傳動效率高（90%以上）；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動；螺旋副經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊可實現(xiàn)高精度定位精度和重復(fù)定位精度；傳動具有可逆性，如果運用于禁止逆轉(zhuǎn)的場合，需要加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)；不易摩擦，使用壽命長。缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難；抗沖擊能力差。應(yīng)用于精密和數(shù)控機床、測試機械、儀器的傳動和調(diào)整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。滾動螺旋傳動特點：傳動效率高，傳動精度高，起動阻力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，工作壽命長。滾動螺旋傳動應(yīng)用于機床、汽車、拖拉機、航空軍工等制造業(yè)。滾動螺旋傳動按滾珠循環(huán)方式分為：內(nèi)循環(huán)：滾珠始終和螺桿接觸，兩個封閉循環(huán)回路有兩個反向器，三個封閉循環(huán)回路有

15、三個反向器。特點：流動性好，效率高，經(jīng)向尺寸小。外循環(huán)：分離，工藝性好，分為螺旋式，插管式，擋珠式。靜壓螺旋傳動螺桿與螺母被油膜隔開，不直接接觸。具有摩擦阻力小，傳動效率高（達99%）；螺母的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象；傳動具有可逆性（不需要時應(yīng)加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)）；反向時無空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長等優(yōu)點。其缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較難，需要一套壓力穩(wěn)定，供油系統(tǒng)要求高。應(yīng)用于精密機床的進給、分度機構(gòu)的傳動螺旋?；瑒勇菪齻鲃佑址譃槠胀ɑ瑒勇菪齻鲃雍挽o壓螺旋傳動，且應(yīng)用較廣，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低;易于實現(xiàn)自鎖：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點在于當(dāng)?shù)退倩蜻M行運動微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)

16、象;摩擦阻力大，傳動效率低(一般為30%50%);螺紋通常采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋）有側(cè)向間隙，反向時有空行程；磨損較大。傳動螺紋也屬于普通滑動螺旋傳動，按牙型的不同可分為矩形螺紋，梯形螺紋，鋸齒型螺紋。圖2.4 矩形螺紋矩形螺紋牙型為正方形，牙型角其傳動效率較其他螺紋高，但牙跟強度弱，螺旋副磨損后，間隙難易修復(fù)和補償，傳動精度降低。圖2.5 梯形螺紋梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角。內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。鋸齒型螺紋為不等腰梯形螺紋，工作面的牙側(cè)角為，非工作面的牙側(cè)角為。外螺紋旋合后，大徑處無間隙，

17、 圖 2.6 鋸齒型螺紋2.3螺旋傳動的計算在螺旋傳動中，結(jié)構(gòu)最簡單應(yīng)用最廣泛的是滑動螺旋，滑動螺旋副工作時，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉力（或壓力）的作用，由于螺桿和螺母的旋合螺紋間存在著較大的相對滑動，因此，其主要失效形式是螺紋牙破損。滑動螺旋的基本尺寸通常根據(jù)耐磨條件確定。對于傳力螺旋還應(yīng)校核螺桿危險截面的強度；對于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調(diào)整螺旋應(yīng)校核其自鎖性；對于精度傳動螺旋應(yīng)該校核螺桿的剛度；對于受壓螺桿，當(dāng)其長徑比很大時，應(yīng)校核其穩(wěn)定性；對于高速長螺桿，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖時，多采用單線螺紋，要求高效時，多采用多線螺紋。（1）一般螺旋機構(gòu)的計算一般螺旋機構(gòu)當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時

18、，螺母軸向移動的位移L（mm）為: L=S/2 式中S為螺旋線導(dǎo)程（mm）。如果螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min)時，則螺母移動速度v(mm/s)為:V=Sn/60（2）差動螺旋機構(gòu)與復(fù)式螺旋機構(gòu)的計算1-機架 2-螺桿 3-螺母 4-導(dǎo)向桿圖2.7 差動螺旋機構(gòu)上圖的螺旋機構(gòu)中，螺桿1上有A、B兩段螺旋，A段螺旋導(dǎo)程為SA（mm），B段螺旋導(dǎo)程為SB（mm），兩者旋向相同，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時，螺母軸向移動的位移L（mm）為： L=（SA-SB）/2 如果螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min)時，則螺母移動速度v(mm/s)為： V=（SA-SB）n/60 由上式可知：當(dāng)A、B兩螺旋的導(dǎo)程SA、SB接近

19、時，螺母可得到微小位移，這種螺旋機構(gòu)稱為差動螺旋機構(gòu)（又稱微動螺旋機構(gòu)），常用于分度機構(gòu)、測微機構(gòu)等。如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動的位移L為：L=（SA-SB）/2移動速度為： V（SA-SB）n/60這種螺旋機構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機構(gòu)，適合于快速靠近或離開的場合?；瑒勇菪齻鲃庸ぷ鲿r，螺桿和螺母主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向載荷（拉力或壓力）的作用，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動?；瑒勇菪齻鲃拥闹饕问绞锹菁y磨損。因此，通常根據(jù)螺旋副的耐磨性條件，計算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸，然后再對可能發(fā)生的其他失效逐一進行校核。2.4螺旋傳動的設(shè)計和選材滑動螺旋的

20、結(jié)構(gòu)包括螺桿、螺母的結(jié)構(gòu)形式及其固定和支承結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以采用螺母本身作為支承的結(jié)構(gòu)。當(dāng)螺桿細長且水平布置時，如機床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作剛度。螺母結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損而產(chǎn)生的軸向間隙不能補償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經(jīng)常雙向傳動的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙并補償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母結(jié)構(gòu)。利用螺釘可使斜塊將其兩側(cè)的螺母擠緊，減小螺紋副的間隙，提高傳動精度。傳動用螺桿的螺紋

21、一般采用右旋結(jié)構(gòu)，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。螺桿和螺母材料應(yīng)具有較高的耐磨性、足夠的強度和良好的工藝性。表2.1 螺桿與螺母常用的材料螺紋副材料應(yīng)用場合螺桿Q235 Q275 45 50輕載、低速傳動。材料不熱處理40Gr 65Mn 20GrMnTi重載、較高速。材料需經(jīng)熱處理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動。材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動。尺寸較小或輕載高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅2.5螺旋機構(gòu)耐磨性的計算磨損多發(fā)生在

22、螺母，把螺紋牙展直后相當(dāng)于一根懸臂梁。耐磨性的計算在于限制螺紋副的壓強P，其校核公式為： P=Fp/d2hHP 式中，F(xiàn)為軸向工作載荷（N）；A為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積（mm）；d2為螺紋中徑(mm)；p為螺距(mm)；h為螺紋工作高度(mm)，矩形與梯形螺紋的工作高度h=0.5p,鋸齒形螺紋高度h=0.75p；z=H/p為螺紋工作圈數(shù)，H為螺紋高度(mm)，p為許用壓強(MPa)。為便于推導(dǎo)設(shè)計公式，令 =H/d2，代入整理后得螺紋中徑的設(shè)計公式為：d2對矩形、梯形螺紋，h=0.5p，則：d20.8對鋸齒形螺紋，h=0.75p，則d20.65 表2.2 滑動螺旋傳動的許

23、用壓強螺紋副材料滑動副速度/(mmin-1)許用壓強/MPa鋼對青銅低速151825111871012鋼-耐磨鑄鐵61268鋼-灰鑄鐵2.4612131847鋼-鋼低速7.513 淬火鋼-青銅6121013注：4。臨界載荷FC與螺桿的柔度及材料有關(guān)，根據(jù)=的大小選用不同的公式計算。表2.4 長度系數(shù)的選擇螺桿端部結(jié)構(gòu)兩端固定0.5一端固定，一端不完全固定0.6一端固定，一端自由（如千斤頂）2一端固定，一端鉸支（如壓力機）0.7兩端鉸支（如傳導(dǎo)螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：lo為支承長度，do為支承孔直徑，lo/do3固定。采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑

24、向和軸向都有約束為固定。當(dāng)8590時，根據(jù)歐拉公式計算，即： 當(dāng)8590時；對b380MPa的碳素鋼（如Q235、Q275）Fc=(304/1.12)當(dāng)8590時，對b470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如355、45）Fc=(461/2.57) 當(dāng)40時，無需進行穩(wěn)定性計算。式中: FC臨界載荷（N）；E 螺桿材料的彈性模量（MPa），對于鋼E=2.06105；I危險截面的慣性矩（mm4），I=，d1為螺桿螺紋內(nèi)徑(mm)；長度系數(shù)，與螺桿端部結(jié)構(gòu)有關(guān)；L螺桿最大受力長度(mm)；i螺桿危險截面的慣性半徑(mm)，i=。 2.8自鎖性的校核 對于要求自鎖的螺旋傳動，應(yīng)校核是否滿足自鎖條件，即： 式中，

25、fV為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)。表2.5 螺旋傳動螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)fV（定期潤滑）螺旋副材料鋼和青銅鋼和耐磨鑄鐵鋼和鑄鐵鋼和鋼淬火鋼和青銅0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.08第三部分 設(shè)計計算計算項目計 算 及 說 明計算結(jié)果1.選材、設(shè)計螺旋幅尺寸（1）.選材（2）.由耐磨性計算螺紋中徑D2、旋合圈數(shù)Z及螺母高度H(3).自鎖性驗算（4）.螺桿強度驗算（5）.螺桿穩(wěn)定性校核2.螺母的設(shè)計計算（1）.螺紋牙強度計算.螺紋牙彎曲強度.剪切強度校核：（2）.計算螺母外徑D（3）.凸緣尺寸計算.計算凸緣直徑D1及厚度a.凸緣支撐面擠壓強度驗算.凸緣根部彎曲

26、強度驗算.凸緣根部剪切強度驗算3. 手柄長度的設(shè)計計算.手柄長度的計算.手柄直徑的計算4.效率計算5.托杯、底座等結(jié)構(gòu)尺寸的確定.托杯設(shè)計.底座設(shè)計選材、設(shè)計螺旋幅尺寸設(shè)計選用梯形螺紋，基本牙型按GB/T5796.12005的規(guī)定?？紤]到千斤頂轉(zhuǎn)速較低，單個作用面受力不大，螺桿材料常用Q235，275，40，45，55等，此處螺桿選常用的45鋼。由手冊查=355Mpa，由教材式5-37，取安全系數(shù)S=4，則=88.75?；瑒勇菪齻鲃拥脑S用壓強螺紋副材料滑動副速度/(mmin-1)許用壓強/MPa鋼對青銅低速151825111871012鋼-耐磨鑄鐵61268鋼-灰鑄鐵2.4612131847鋼

27、-鋼低速7.513 淬火鋼-青銅6121013注：85時，當(dāng)90時，當(dāng)90時，本設(shè)計螺桿不淬火，90，所以=110750N，S=2.54,所以穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求。螺母的設(shè)計計算校核螺紋牙強度螺母材料可選用青銅，由教材表5-13查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力；許用剪切應(yīng)。梯形螺紋螺紋牙根寬度mm；梯形螺紋螺紋牙工作高度。則：.彎曲強度校核： 合格。.剪切強度校核：，合格。式中：螺母螺紋大徑，mm。Z螺母螺紋工作圈數(shù)。螺母外部尺寸計算HaaDdD1從而式中螺母許用拉應(yīng)力可按下式計算：=0.83，由表5-13, 取40MPa，則圓整取D=42mm。（2）確定D1和a按經(jīng)驗公式D1=（1.31.4）D

28、及a=可求：D1=1.342=54.6mm=，取a=17mm（3）校核凸緣支承表面的擠壓強度，由經(jīng)驗公式： p=(1.51.7)，=(1.51.7)*40=6068MPa，強度條件為：p=p，滿足設(shè)計要求。（4）校核凸緣根部彎曲強度：=滿足設(shè)計要求。（5）校核凸緣根部剪切強度，強度條件為：式中，螺母材料的許用切應(yīng)力取=35Mpa，故：=滿足設(shè)計要求。 手柄設(shè)計計算確定手柄長度，則手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為：式中：fc拖杯與支承面的摩擦系數(shù)，fc=0.12（托杯：HT200）；D0托杯底座與支承面接觸部分外徑（mm），由經(jīng)驗公式確定，則取mm；d0托杯底座與支承面接觸部分內(nèi)徑（mm），則取d0=18mm

29、；因此，T= =110249.8Nmm所以FH為手作用在手柄上的力（N），如一人連續(xù)工作，手作用力通常取FH=150200N,取FH=200N；確定手柄直徑dK選用手柄材料為45鋼，S=355MPa，許用彎曲應(yīng)力=177.5236.67Mpa，取b=200Mpa。手柄的彎曲強度條件為：因此， ,取dK=20mm。托杯的設(shè)計計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，取材料為Q235。其結(jié)構(gòu)尺寸見圖。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動，在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重

30、時，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。式中：p許用壓強，應(yīng)取托杯與螺桿材料p的小者。Q235:p杯= 225MPa；45鋼：p桿=570MPa，取p杯，故 滿足設(shè)計要求。托杯厚度=812mm，此處取=8mm；杯底厚度為 1.3=13mm；溝紋寬度為1.5=15mm；溝紋深度為/2=5mm；托杯高度為1.8*d=1.8*26=46.8mm；D5=(2.42.5)d=62.465mm,取65mm；為保證托杯可以轉(zhuǎn)動，螺桿頂端的墊片與托杯底部留有間隙，間隙值為34mm，因承受力不大，故取值為3mm。底座的設(shè)計底座材料常用鑄鐵H

31、T150及HT200，選用HT150。鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，取=10mm。為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成110的斜度。底座結(jié)構(gòu)及尺寸如圖：D=42由經(jīng)驗公式：H1=H+（1428）mm，取H1=180mm。所以其他尺寸可用下列經(jīng)驗公式確定：D4=D+(510)=42+8=50mm,D6=1.4D=58.8mm,H2=-a=50-17=33mm,取10mm。S=（1.52）=1.5*10=15mmH1=L+（1428）mm =125+20=145mm=148.35mm,取D8=150mm。式中：sp底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對于木材，取sp=22.5MPa，此處

32、取2MPa。螺桿：45鋼=88.75MPa螺母：錫青銅ZCuSn10P1p=22Mpa選用Tr265LH-7H/7ed=26mmP=5mmd2=d-2.5=23.5mmd3=d-5.5=20.5 mmZ =10H=50mm35233=89.61MPa穩(wěn)定性S=4.43=21.33MPa=9.24MPaD=42mmD1=54.6mma=17mmp=6068MPap=26.17MPab=12.397MPa=11.15MPafc=0.12d0=18mm=560mmdK=20mm=18.05托杯材料：Q235P=18.72MPa底座材料： HT150D2=78mmD8=150mm第四部分 安裝要求螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面間的配合常采用或等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)裝置緊定螺釘，緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。第五部分 螺旋千斤頂圖形的繪制要繪制螺旋千斤頂