手動螺旋千斤頂[薈萃知識]

1、華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：手驅(qū)動螺旋千斤頂學(xué) 生 姓 名： 付翔 學(xué)號：100302041122 學(xué) 部 （系）： 機械與電氣工程學(xué)部_專 業(yè) 年 級： 10級機械設(shè)計與制造_ 指 導(dǎo) 教 師： 孟超瑩_職稱或?qū)W位： 講師_ 2014 年 5 月 5 日手動螺旋千斤頂?shù)膮?shù)設(shè)計和計算摘 要起重機械在現(xiàn)代企業(yè)中有著舉足輕重的地位，是機械化作業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ) 。螺旋千斤頂作為一種小型的起重機械因其結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便，支撐重量 大而在日常生活中受到廣泛的使用。國內(nèi)千斤頂技術(shù)起步較晚，經(jīng)過多年設(shè)計與制造的實踐,除了臥式千斤頂以外,我國的千斤頂規(guī)格齊全,還形成系列產(chǎn)品。但是 隨著我國汽車

2、工業(yè)的快速發(fā)展,對汽車千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁撸仁骨Ы镯數(shù)脑O(shè)計質(zhì)量要不斷提高,以適應(yīng)用戶的需求。不僅要求重量輕,攜帶方便,外形美觀,使用可靠還會對千斤頂?shù)倪M一步自動化,甚至智能化都有所要求。本文先通過對千斤頂各部分零件的設(shè)計計算，得到零件的基本尺寸，再通過proe/E軟件完成螺旋千斤頂?shù)娜S造型。通過對螺旋千斤頂?shù)耐暾O(shè)計，更深入的了解千斤頂?shù)脑砗蚿roe/E軟件在產(chǎn)品的研究和開發(fā)中的優(yōu)劣。關(guān)鍵詞：千斤頂；三維造型；智能化；proe/E；Parameter design and calculation of manuals jackAbstractHoisting machinery pla

3、y a decisive role in the modern enterprise, it is an important material basis of mechanization operation. Screw jack is a small lifting machinery with widely used in everyday life for its simple structure, convenient operation, supporting the weight of large .Domestic Jack technology started relativ

4、ely late, through the practice of design and manufacturing for many years, in addition to horizontal jack, Jack specifications in China is complete, and even has formed a series of products. But with the rapid development of automobile industry in our country, the auto jacks are increasingly high re

5、quirements, Jack is forced to continuously improve the quality of design, in order to adapt to the needs of users. Not only the requirements of light weight, convenient carrying, beautiful appearance, reliable use will be further automation of the jack, and even intelligence are required. This artic

6、le first through the design and calculation of the jack parts, get the basic dimensions of the part, then complete the modeling of screw jack by proe/E software. Through the complete design of screw jack , more in-depth understanding of Jack principle and or proe/E software in product research and d

7、evelopment.Key Words : jack; Three dimensional modeling; Intelligent; proe/E前言一.起重機械的概述起重機械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的機電設(shè)備，其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于05t的升降機；額定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重機和承重形式固定的電動葫蘆等。起重作業(yè)是將機械設(shè)備或其他物件從一個地方運送到另一個地方的一種工業(yè)過程。多數(shù)起重機械在吊具取料之后即開始垂直或垂直兼有水平的工作行程，到達目的地后卸載，再空行程到取料地點，完成一個工作循環(huán)，然后再進行第二次吊運。一般來說，起

8、重機械工作時,取料、運移和卸載是依次進行的,各相應(yīng)機構(gòu)的工作是間歇性的。起重機械主要用于搬運成件物品，配備抓斗后可搬運煤炭、礦石、糧食之類的散狀物料，配備盛桶后可吊運鋼水等液態(tài)物料。有些起重機械如電梯也可用來載人。在某些使用場合，起重設(shè)備還是主要的作業(yè)機械，例如在港口和車站裝卸物料的起重機就是主要的作業(yè)機械。起重機械按結(jié)構(gòu)不同可分為輕小型起重設(shè)備、升降機、起重機和架空單軌系統(tǒng)等幾類。輕小型起重設(shè)備主要包括起重滑車、吊具、千斤頂、手動葫蘆、電動葫蘆和普通絞車，大多體積小、重量輕、使用方便。除電動葫蘆和絞車外，絕大多數(shù)用人力驅(qū)動，適用于工作不繁重的場合。它們可以單獨使用，有的也可作為起重機的起升機

9、構(gòu)。有些輕小型起重設(shè)備的起重能力很大，如液壓千斤頂?shù)钠鹬亓恳堰_ 750噸。升降機主要作垂直或近于垂直的升降運動，具有固定的升降路線，包括電梯、升降臺、礦井提升機和料斗升降機等。起重機是在一定范圍內(nèi)垂直提升并水平搬運重物的多動作起重機械。架空單軌系統(tǒng)具有剛性吊掛軌道所形成的線路，能把物料運輸?shù)綇S房各部分，也可擴展到廠房的外部。二千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斒且环N用鋼性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。千斤頂主要用于廠礦、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。千斤頂分為機械千斤頂和液壓千斤頂兩種，原理各有不同。

10、從原理上來說，液壓千斤頂所基于的原理為帕斯卡原理，即：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。機械千斤頂采用機械原理，以往復(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。但不如液壓千斤頂簡易。在汽車方面專用的千斤頂?shù)姆N類可以分為： （1）螺旋千斤頂：依靠螺紋自鎖來撐住重物，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，

11、但其支撐重量較大。但這種螺旋千斤頂?shù)墓ぷ餍瘦^慢，上升慢，下降快。（2）液壓千斤頂：分為通用液壓千斤頂和專用液壓千斤頂。它的工作原理較為復(fù)雜，就不在這里詳說了。而它的使用好處則是升降速度快，承重能力較齒條千斤頂大。但同樣的，如此強大的千斤頂，肯定是不會方便攜帶的，所以這也不是常見的汽車千斤頂?shù)姆N類;（3）齒條千斤頂：它分別由齒條、齒輪、手柄3部分組成，它依靠搖動手柄從而使齒條上升下降，這也是普通汽車常見的一種汽車千斤頂?shù)姆N類。它體積不大，比較好存放。但也也正因如此，限制了它的支撐重量不能太大。（4）充氣式千斤頂：這種千斤頂大家見了可能會有點陌生的感覺，因為這種汽車千斤頂?shù)姆N類并不常見。它依靠車

12、尾氣對其充氣，因此使用條件比較特別而鮮為人知。1. 螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和原理1.1結(jié)構(gòu)螺旋千斤頂由底座、螺桿、螺母、托杯、手柄等零件所組成。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)并上升或下降，把托杯上的重物舉起或放下。螺桿7和螺桿6是它的主要零件。螺母6用緊定螺釘5固定在底座8上。轉(zhuǎn)動手柄4時，螺桿即轉(zhuǎn)動并上下運動。托杯1直接頂住重物，不隨螺桿轉(zhuǎn)動。安全板3防止托杯脫落，安全板9防止螺桿由螺母中全部脫出。對這一裝置的主要要求是:保證各零件有足夠的強度、耐磨性、能自鎖、穩(wěn)定性合格等。圖1-1 手動螺旋千斤頂 1.2原理螺旋千斤頂是手動起重工具種類之一，其結(jié)構(gòu)緊湊，合理的利用搖桿的擺動，使小齒輪轉(zhuǎn)動，經(jīng)一對圓錐齒輪合

13、運轉(zhuǎn)，帶動螺桿旋轉(zhuǎn)，推動升降套筒，從而重物上升或下降。2.螺旋傳動的設(shè)計和計算2.1螺旋傳動的類型和用途螺旋傳動是用螺桿和螺母傳遞運動和動力的機械傳動，主要用于把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。螺旋傳動按螺旋副摩擦的性質(zhì)不同， 可分為滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動?；瑒勇菪齻鲃佑挚煞譃殪o壓螺旋傳動和普通螺旋傳動。通常所說的滑動螺旋傳動就是普通滑動螺旋傳動。其傳動的效率低，一般為3040%，而且磨損大、壽命短，還可能出現(xiàn)爬行等現(xiàn)象。但是其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低、易于實現(xiàn)自鎖、運動平穩(wěn)，被廣泛應(yīng)用于機床的進給、分度、定位等機構(gòu)。而靜壓螺旋傳動摩擦系數(shù)小，傳動效率可達99%,無磨損和爬行現(xiàn)

14、象,無反向空程,軸向剛度很高,不自鎖,具有傳動的可逆性,但螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且需要有一套壓力穩(wěn)定、溫度恒定和過濾要求高的供油系統(tǒng)。靜壓螺旋常被用作精密機床進給和分度機構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋。 滾動螺旋傳動是用滾動體在螺紋工作面間實現(xiàn)滾動摩擦的螺旋傳動，又稱滾珠絲杠傳動.滾動體通常為滾珠，也有用滾子的。滾動螺旋傳動的摩擦系數(shù)、效率、磨損、壽命、抗爬行性能、傳動精度和軸向剛度等雖比靜壓螺旋傳動稍差，但遠(yuǎn)比滑動螺旋傳動為好。滾動螺旋傳動的效率一般在90%以上。它不自鎖，具有傳動的可逆性；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，抗沖擊性能差。它已廣泛地應(yīng)用于機床、飛機、船舶和汽車等要求高精度或高效率的場合。滾動螺旋傳動的結(jié)構(gòu)

15、型式，按滾珠循環(huán)方式分為：外循環(huán)：外循環(huán)的導(dǎo)路為一導(dǎo)管,將螺母中幾圈滾珠聯(lián)成一個封閉循環(huán)。內(nèi)循環(huán)：內(nèi)循環(huán)用反向器，一個螺母上通常有24個反向器，將螺母中滾珠分別聯(lián)成24個封閉循環(huán)，每圈滾珠只在本圈內(nèi)運動。螺旋按其用途，還可分為傳動螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型。（1）傳動螺旋 如圖2-1所示，以傳遞力為主，可用較小的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動產(chǎn)生軸向運動和大的軸向力。一般在低轉(zhuǎn)速下工作，每次工作時間短或間歇工作，通常要求自鎖。本次的設(shè)計千斤頂就是傳動螺旋。搬動手柄對螺旋夾一個轉(zhuǎn)矩，則螺桿旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生很大的軸向推力以舉起重物。（2）傳導(dǎo)螺旋 以傳遞運動為主，常用作實現(xiàn)機床中刀具和工作臺的直線進給。通常工作速度較高

16、，在較長時間內(nèi)連續(xù)工作，要求具有較高的傳動精度。如圖2-2所示為機床進給機構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋。（3）調(diào)整螺旋 用于調(diào)整或固定零件（或部件）之間的相對位置，如帶傳動調(diào)整中心距的張緊螺旋，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動。 圖2-1 傳動螺旋 圖2-2 傳導(dǎo)螺旋2.2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

17、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)的計算當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動角度為rad時，螺母軸向移動的位移Lmm為： L=S2 （2-1）式中，S為螺旋線導(dǎo)程mm.當(dāng)螺桿的轉(zhuǎn)速為nrmin時，螺母移動速度Vmms為： V=Sn60 （2-2）（2）差動螺旋機構(gòu)與復(fù)式螺旋機構(gòu)的計算 圖2-3 螺旋傳動示意圖上圖的螺旋機構(gòu)中，螺桿3上有P1、P2兩段螺旋，P1段螺旋導(dǎo)程為Sh2mm，P2段螺旋導(dǎo)程為Sh2，兩者旋向相同，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角為rad時，螺母軸向移動的位移Lmm為： L=(Sh

18、1-Sh2)2 （2-3） 當(dāng)螺桿的轉(zhuǎn)速為nrmin時，螺母移動速度Vmms為： V=(Sh1-Sh2)n60 （2-4）由上式可知：當(dāng)P1、P2兩段螺旋的導(dǎo)程Sh1、Sh2接近時，螺母得到微小位移，這種螺旋機構(gòu)稱為差動螺旋機構(gòu)，常用于精度機構(gòu)、測微機構(gòu)等；如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動位移為 ： L=(Sh1-Sh2)2 （2-5） 螺母移動速度為： V=(Sh1+Sh2)n60 （2-6）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?/p>

19、效形式是螺紋磨損，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。2.3滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和選材2.3.1滑動螺旋的結(jié)構(gòu)滑動螺旋傳動工作時，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。 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)包括螺桿、螺母的結(jié)構(gòu)形式及固定和支承結(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)

20、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(xì)長且水平布置時，如機床的傳導(dǎo)螺旋（絲桿）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)螺母，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，減少螺紋副的間隙，提高傳動精度。傳動用螺旋一般采用右旋結(jié)構(gòu)，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。2.3.2螺桿和螺母的常用材料螺桿和螺母材料應(yīng)

21、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、低速轉(zhuǎn)動、材料不熱處理40Gr 65Mn 20GrMnTi重載、較高速、材料需經(jīng)熱處理9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動，材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSn10Pl ZcuSn5Pb5Zn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 2.4螺旋機構(gòu)耐磨性的計算螺紋的耐磨性計算與工作表面上壓力P、滑動速度、表面粗糙度及潤滑狀態(tài)等都有關(guān)系。在一般加工

22、和潤滑條件下，可只檢驗螺紋工作表面上的壓力，以避免形成過度的磨損；耐磨性計算的約束條件為：P=FPd2hHP （2-7）或 d2FPPh （2-8）式中，F(xiàn)為軸向工作載荷（N）； 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，鋸齒形螺紋為h=0.75P；，P為許用比壓（MPa），其值見下表2-2；為系數(shù)， =Hd2， H為螺母高度(mm)，對于整體螺母，可取=1.21.5；對于剖分式螺母，可取=2.53.5；當(dāng)制造精度較高、載荷較大、且要求使用壽命較長時，取=4按上式計算出d2后，即可有螺紋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中查出公稱直徑d和P，從而可進一步

23、確定螺母高度H等尺寸。螺母的螺紋圈數(shù)一般應(yīng)小于10.表2-2 滑動螺旋傳動的許用比壓P螺紋副材料滑動副速度/(ms-1)許用比壓P/MPa銅-青銅低速18250.0511180.10.27100.2512淬火鋼-青銅0.10.21013鋼-鑄鐵0.0512160.10.2472.5螺母螺紋牙強度的計算螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料的強度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強度。假設(shè)載荷集中作用在螺紋中徑上，可將螺母螺紋牙視為大徑D處展開的懸臂梁，螺紋牙根部的 彎曲強度校核公式為：b=3FhDb2zb （2-11）剪切強度校核公式為： =F2Db （2-12） 式中D為螺母螺紋

24、的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙根部寬度(mm);可由國家標(biāo)準(zhǔn)差得，也可取矩形螺紋b=0.5P，梯形螺紋b=0.65P，鋸齒形螺紋b=0.74P； b 、分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力及許用切應(yīng)力（MPa）。表2-3 滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力項 目許用應(yīng)力/ MPa鋼制螺桿=S/35 S為材料的屈服極限/ MPa螺 母材料許用彎曲應(yīng)力b許用切應(yīng)力青銅40603040耐磨鑄鐵506040鑄鐵455540鋼（1.01.2）0.6注：靜載荷許用應(yīng)力取大值。若螺桿與螺母的材料相同，由于螺桿螺紋的小徑d1小于螺母螺紋的大徑D，故應(yīng)校核螺桿螺紋牙的強度，這時公式中的D應(yīng)改為d1。2.6螺桿強度和穩(wěn)定性的校核

25、2.6.1螺桿的強度的計算 受力較大的螺桿需進行強度計算，螺桿工作時受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T作用，危險截面上受拉（壓）應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，根據(jù)第四強度理論，螺桿危險截面的強度校核公式為： ca=2+32=（4Fd12）2+3（T0.2d13）2(MPa) （2-13） T=Fd12tan（+v） （2-14） =tan-1（npd2） （2-15） v=tan-1（cos） （2-16） 式中，d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；n為螺紋的螺旋線數(shù)；p為螺距； 為螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa)；T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩（Nm），為螺旋升角，v為當(dāng)量摩擦角，為牙型斜角, 為實際摩擦系數(shù).2.6.2穩(wěn)定性的計算 對于長徑

26、比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向力F超過某一臨界載荷F時，螺桿可能會突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定。因此，對細(xì)長螺紋應(yīng)進行穩(wěn)定性校核，螺桿的穩(wěn)定性條件為： FFS （2-17）式中，S為穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋取S=3.55；對于傳導(dǎo)螺旋取S=2.54;對于精密螺桿或水平螺桿取S4. 臨界載荷F與螺桿的柔度及材料有關(guān)，根據(jù)=L/i的大小選用不同的公式計算。 當(dāng)8590時，根據(jù)歐拉公式計算，有： F=2EI(L)2 （2-18） 當(dāng)8590時，對ak380MPa的碳素鋼（如Q235、Q275），有： F=3041.12d144 （2-19） 對 ak470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如355、45），有： F=4

27、612.57d144 （2-20） 當(dāng)8590時，無需進行穩(wěn)定性計算。式中，F(xiàn)為臨界載荷（N）;E為螺桿材料的彈性模量（MPa），對于鋼E=2.06106；I為危險截面的慣性矩（mm2），I=d1364，d2為螺桿螺紋內(nèi)徑；為長度系數(shù)，與螺桿端內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，L為螺桿最大受力長度（mm）；i為螺桿危險截面的慣性半徑（mm），i=Id12=d14表2-4 長度系數(shù)的選擇螺桿端部結(jié)構(gòu)兩段固定0.5一端固定，另一端不完全固定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）0.72.7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：=tan-1fv （2-21）式中

28、，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0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.083.千斤頂?shù)脑O(shè)計已知軸向載荷F=65000N,最大舉升高度250mm， 方案圖如下所示：1托杯 2手臂 3銷 4手柄 5擋環(huán) 6螺套7螺桿 8螺釘 9底座圖4.1 千斤頂剖視圖3.1 螺桿設(shè)計與校核3.1.1確定螺紋直徑螺桿工作時，同時受到壓力和轉(zhuǎn)矩的作用，因此它的計算可近似按螺栓連接的計算公式來求得螺紋小徑，即： d141.3F (3-1)式中，許用應(yīng)力 =s（35）， F為螺桿軸向載荷，

29、即F=65KN查閱相關(guān)手冊得到：s=315N/mm2, =530 N/mm2,代入公式（3-1）計算可得到： =s（35）=(63105)N/mm2， 取=80MPa， 則有螺紋小徑： d141.3651033.1480=36.68mm選擇梯形螺紋： Tr488，牙型角=30，牙型斜角=15螺桿螺紋大徑： d=48mm 螺母螺紋大徑： D=d+1=49mm螺紋中徑： d2=D2=d-4=44mm螺桿螺紋小徑： d1=d-9=39mm 螺母螺紋小徑： D1=D-8=40mm螺距： P=8mm螺紋根部厚度： t1=0.634P=5.072mm螺紋工作高度： h=0.5P=0.58=4mm螺紋力矩

30、： T1=Fd12tan（+v)螺紋升角： =tan-1（npd2）=3.31，取v=0.15，則：當(dāng)量摩擦角： v=tan-1v=8.53 所受轉(zhuǎn)矩： T1=65103442tan（3.31+8.53）=2.998105N.mm 按第四強度理論校核，螺桿危險截面的強度校核公式，得到： ca=（4Fd12）2+3（T10.2d13）2=4651053922+32.9981050.23932 =74.079MPa=80MPa，能滿足要求。螺旋副受力情況圖如下圖3.1-1.圖3-1 螺旋副受力圖3.1.2自鎖性驗算自鎖性條件：v,其中=3.31，故3，為固定支承，一端固定，一端自由，可以從表2-4

31、中選取=2.F=4.57105N,FF=4.5710565103=7.032.5螺桿可以穩(wěn)定工作；螺桿的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖3-2所示。 圖3-2 螺桿的結(jié)構(gòu)3.2 螺母的設(shè)計與校核螺母的材料選擇HT300.3.2.1確定螺紋旋合圈數(shù)根據(jù)螺紋旋合圈數(shù)Z，即；p=FPhHd2p ZFhP d2查資料得，p=15N/mm2, Z651033.1444154=7.84螺母實際圈數(shù) Z=Z+1.5=7.84+1.5=9.34，取Z=10，則Z=Z-1.5=8.5螺母旋合長度 H=ZP=108=80mm校核螺母的高徑比 =Hd2=8044=1.82查資料，兼做支承的螺母=2.53.5，故不能滿足要求，故要重

32、新確定螺母的高度，取=3.2，則H=d2=3.244=140.8mm，取H=140mm.3.2.2校核螺母的螺牙強度1.剪切強度查資料得到，=40N/mm2 =FDt1Z=651033.14495.0728.5=9.8 N/mm2=40N/mm2,滿足要求。2.彎曲強度 b=3FhDt12Zb,其中，h=4mm，b=（4555）N/mm2 b=36510343.14498.55.0722=23.2 N/mm2b，同樣滿足要求3.2.3螺母的其它結(jié)構(gòu)尺寸螺母外徑 D=1.5d=72mm螺母凸緣外徑 D1=（1.31.4）D=（104112）mm 取D1=106mm凸緣厚度 a=H3=803=26

33、.67mm，取a=25mm3.2.4螺母外徑和凸緣強度的計算及螺母懸置部分的校核 =（1.21.3）F14（D2-D2） （3-2）式中，螺母的許用拉應(yīng)力b=（4555 ）N/mm2 =0.83b=0.83（4555）=（37.3545.65）MPa=（1.21.3）F14（D2-D2）=（1.21.3）6510314（722-492）=35.7038.68MPa，滿足要求。（1）.凸緣與底座接觸部分的擠壓強度計算 =F14（D12-D2) （3-3）式中，=1.51.7b=1.51.74555=（67.593.5）MPa =6510314（1062-722)=13.68MPa ，滿足要求。（2）.凸緣根部的彎曲強度計算 b=1.5F（D1-D）Da2b （3-4） b=1.565103