螺旋千斤頂設(shè)計(jì)表格

1、千斤頂一般由底座1，螺桿4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所組成（見圖11）。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)是：最大起重量F=10KN和最大提升高度H=200mm。螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)步驟如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1螺桿螺紋類型的選擇1.2選取螺桿的材料1.3確定螺桿直徑螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，千斤頂常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30º，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙形按GB/T5796.12005的規(guī)定。千斤頂?shù)淖枣i行能要好，所以用單線螺紋。因此選用的螺桿螺紋是牙形角=30&#

2、186;的單線梯形螺紋。螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。在此選用的是45鋼。按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距t及其它尺寸。 計(jì)算過(guò)程： 滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力p。F(KN):作用域螺桿的軸向力A()螺紋承壓面積（）螺紋的中徑h（）螺紋的高度P（）螺紋的螺距H（）螺母的高度由于，所以有；對(duì)于等腰梯形螺紋，有，一般取1.23.5,所以此處取2.5因?yàn)榍Ы镯數(shù)穆輻U與螺母的相互運(yùn)動(dòng)是低速滑動(dòng)，所以螺桿材料為鋼螺母材料為鑄銅，由查表可知，許用壓力p取為18MPa。牙形角=30º的單

3、線梯形螺紋螺桿材料：45鋼=2.0p=18MPa計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1.4自鎖驗(yàn)算螺桿螺紋中徑，根據(jù)求得的此螺紋中徑，查表GB/T5796.22005和表GB/T5796.32005有：公稱直徑，螺距，螺桿小徑，螺母大徑，螺母小徑，螺母高度，旋合圈數(shù)。自鎖條件是yjv式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當(dāng)量摩擦角（當(dāng)量摩擦角rv=arctanmv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°）。:當(dāng)量摩擦系數(shù)；：摩擦系數(shù)；：牙側(cè)角，。摩擦系數(shù)由查表可知，取=0.1。所以有，符合自鎖條件。螺桿尺寸：P=4mm螺母尺寸：符合自鎖條件計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1.5結(jié)構(gòu)（見圖12）

4、螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7，因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp十0.5mm。由后面的計(jì)算可知手柄的直徑=15mm，所以。為了便于切制螺紋，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽。退刀槽的直徑d4應(yīng)比螺桿小徑d1約小0.20.5mm。退刀槽的寬度可取為1.5P=6.0mm。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T895-1985)，擋圈用緊定螺釘(GB/T65-2000)固定在螺桿端部。1.5P=6.0mm計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四

5、強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度。強(qiáng)度計(jì)算方法參閱教材公式(6.23)，其中扭矩，式中為螺紋中徑處升角，為當(dāng)量摩擦角。對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論交合螺桿強(qiáng)度：F（N）螺桿所受的軸向壓；A（）：螺桿螺紋的危險(xiǎn)截面面積188.69,； （）：螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)731.17；（mm）螺桿螺紋小徑；T（）；s(MPa)：螺桿材料的許用應(yīng)力，由前面可知螺桿的材料是45號(hào)鋼，查表得其屈服強(qiáng)度，所以其許用應(yīng)力，由于千斤頂?shù)妮d荷是穩(wěn)定的，許用應(yīng)力取最大值有。計(jì)算：則有，符合強(qiáng)度計(jì)算的條件。，符合強(qiáng)度計(jì)算的條件。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1.7穩(wěn)定性計(jì)算2. 螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1選取螺母材料細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(shí)

6、受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。Fcr / F ³ 2.5 4。螺桿的臨界載荷Fcr與柔度s有關(guān)，s=m l/i，m為螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，l為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取lH+5P+(1.41.6)d，i為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，若危險(xiǎn)截面面積A=pd12/4，則(I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩)，當(dāng)螺桿的柔度s86時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意正確確定。彈性模量，;I（）：螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑為i=3.88mm。該千斤頂一螺母座位支承時(shí)，作不完全固定支承，另一端有徑向和軸向約束，為固定支承，所以端部職稱情況是

7、一端固定，一端不完全固定。因此。；，所以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在于螺桿的材料的配合時(shí)摩擦因數(shù)小和耐磨，可用ZCuAl10Fe3。不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺母材料：ZCuAl10Fe3計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果2.2確定螺母高度H¢及螺紋工作圈數(shù)u2.3校核螺紋牙強(qiáng)度螺母高度H¢=d2，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影響，實(shí)際螺紋圈數(shù)u¢ = u+1.5(u¢應(yīng)圓整)。考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10，否則應(yīng)改選螺母材料或加大d。螺母高度由下式計(jì)算：H¢= u¢t。，實(shí)際螺紋圈數(shù)，實(shí)際螺母高

8、度。一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺母的其它尺寸見圖13。必要時(shí)還應(yīng)對(duì)螺母外徑D3進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。如圖有：螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，股只需校核螺母的螺紋牙強(qiáng)度。假設(shè)螺母每圈螺紋 所承受的平均壓力為，并作用再螺紋中徑為直徑的圓周上，則螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為，螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為。式中：b（mm）：螺紋牙根部的厚度，對(duì)于梯形螺紋;l(mm):彎曲力臂，；（MPa）螺母材料的許用切應(yīng)力，螺母材料為ZCuAl10Fe3，計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（MPa）螺母材料的許用切應(yīng)力，螺母材料為ZCuAl10Fe3，查表可知：；（MPa）：

9、螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表可知：。計(jì)算：，符合剪切強(qiáng)度條件； ，符合彎曲強(qiáng)度條件。，符合剪切強(qiáng)度條件。，符合彎曲強(qiáng)度條件。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果2.4螺母與底座孔配合3. 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問(wèn)的配合常采用或等配合。為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖11），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。緊定螺釘選擇的是（GB/T711985）.托杯用來(lái)承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，在托杯上

10、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(dòng)時(shí)，托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在起重時(shí)，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過(guò)快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。p如圖計(jì)算各尺寸：厚度；p為許用壓強(qiáng)，取托杯和螺桿材料p中較小的一個(gè)，螺桿的許用壓強(qiáng)大于托杯，故取p=235MPa；所以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算有：滿足強(qiáng)度條件。緊定螺釘：托杯材料：Q235托杯：p=235MPa，滿足強(qiáng)度條件。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果4. 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1手柄材料4.2手柄長(zhǎng)度Lp常用Q235和Q215。該千斤頂采用的是Q215。板動(dòng)手柄的力矩：K

11、83;Lp=T1+T2，則式中：K加于手柄上一個(gè)工人的臂力，間歇工作時(shí)，約為150250N，工作時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)為100150N。取250N。T1螺旋副間的摩擦阻力矩。T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩。手柄材料：Q215計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果4.3手柄直徑dp T2 = 。 T2=手柄計(jì)算長(zhǎng)度Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實(shí)際長(zhǎng)度還應(yīng)加上+（50150）mm。手柄實(shí)際長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)千斤頂，使用時(shí)可在手柄上另加套管。手柄的實(shí)際長(zhǎng)度是把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑dp，其強(qiáng)度條件為計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果4.4結(jié)構(gòu)sF T=15804.65+16369.23=32173.88Nmm式中：sF手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q235時(shí)，sF=125Mpa。計(jì)算： 所以手柄的直徑。手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)（圖16），并用螺釘或鉚合固定。因?yàn)槭直木纫蟛桓撸鐖D計(jì)算選用的螺釘為（GB/T65-2000）,而擋環(huán)尺寸為D=23mm，厚H=5mm。sF=125Mpa。螺釘