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1、1 螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm)1.1 螺旋副的计算1.1.1 螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、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 =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。1.1.2 选取螺杆材料螺杆材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等。选 45 钢。1.1.3 计算根据国家规定 =1.22.5，取 =1.4（梯形螺纹） ；螺纹牙的工作高度h=0.5P；查教材表 2-4-9，p取 21Mpa故，d 2 = = 35.45mmhFP5.0631024.15.08查机械制图附表 2-3，d 取 40mm， ，P=7
2、mmm362取d螺母高度， 取 50mmH.495.312 H螺母的螺纹工作圈数，所以 z 取 7 圈.70Pz螺纹牙的工作高度 3.5m0.=.5h根据教材（2-4-36 ）的校核式 phzdFp2，满足条件pMPahzdFp 6.20715.30.614.38321.1.4 自锁验算自锁条件是 v，式中： 为螺纹升角； v 为螺旋副当量摩擦角，v=arctan ，当螺旋副材料为钢对青铜时取 =0.09（为保证自锁，螺纹升角至vf f少要比当量摩擦角小 11.5）=arctan(nP / d2)=arctan（1 7/3.14 36.5） 3.5v=arctan0.09 5.14故， =3.
3、5v-1，所以满足自锁条件1.2 螺杆的计算1.2.1 螺杆强度螺旋千斤顶工作时，螺杆受轴向压力 F 和转矩 T 的作用，应根据第四强度理论对其强度进行校核。强度计算方法参阅教材公式(2-4-39)，23121ca 64 dd式中 为螺杆材料的许用应力（MPa） ， 53/s其中扭矩式中： 为螺纹升角， v 为当量摩擦角。查手册，45 钢， =355MPasMPass 75.84353查机械制图附表 2-3，d 1=32mm ，故MPaPa75.812.710324.8.603214. 2323ca 满足强度要求mNdFT 84.1602.614.5.3tan10582)tan( 31.2.2
4、 稳性的计算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。起重高度 H=250mm， mH2705201螺杆危险剖面的惯性半径 mdAIi8431螺杆的工作长度 mdHl 3540.1250.12 查教材， 取 2(一端固定，一端自由)螺杆的柔度 75.83ils因为 ，所以10s临界载荷 NdQsc 3221 1097.68431.)75.832.304().34( 稳定性计算 91.20587.163FScs1.3 螺母的计算1.3.1 螺母的基本参数， 取 70mmmD7.6941.)8.16(3 3D8034，取 17mmHa7.50螺纹牙多发生剪切和
5、挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度螺母材料选用青铜1.3.2 螺纹牙强度，内螺纹大径 D=41mm，KNF587z梯形螺纹的螺纹牙根部宽度 mPb5.46.05.青铜螺母的 Ma403剪切强度，所以满足条件 MPaDbzF15.47105.414.3833螺纹牙受力弯曲力臂 mDl 2.62青铜螺母 ，选取MPab60ab弯曲强度，符合强度条件MPazDbFl 97.41)105.4(104.3282332 1.3.3 螺母体强度螺母材料的许用拉伸应力 ，可取 ，选取b8.8.41.5MPa螺母外径（校核）， mDFD 7.381045.41.38)2()2.58
6、4( 26323 所以 取 40mm3螺母材料的许用挤压应力 MPabp 806.)7.(螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度，所以pp aDF 1.480410564.38)(4 23232满足条件螺母凸缘根部的弯曲强度 bb MPaaDFWM 35.8107401.345685)(5.1 233342所以满足条件2 托杯设计托杯用来承托重物，一般用铸钢或铸钢材料。为了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托盘表现制有切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应安有挡圈。由于托杯在起重时不转动，因此，托杯底部与螺杆接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面要加注润滑剂，另一方面
7、还需限制接触面间比压，许用压力 可取 1520pp2/mNdD98405.2).42(10 676m7.19.13 93242 DMPaFp 09.184)26.09.(13584)D(321 ，满足条件3 底座设计底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于 812mm，为稳定起见，可以制成1/101/12 的斜度，所以壁厚（ ）选择 12mm H1=H+（14 28）mm =250+20=270mmD6=D3+（510）mm =70+6=76mmD7=D6+ =76+ =128mm1260D8= ，取 231mmmF93.2012814.354 36327p 式中： p联接结合面材料的许用挤压应力。
8、当联接结合面材料为木头时，取 p=2MPa。4 手柄设计与计算4.1 手柄材料 1常用碳素结构钢制造，如 Q235 和 Q275。4.2 手柄长度 Lp螺旋副间的摩擦阻力矩 mNtgftgdFTv 84.160.532.658)(21断面摩擦力矩 Dfc 53.142.09.15843122式中 为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数，可取cf .0cf螺旋驱动力矩 mNT37.125.84.16021驱动力作用半径（即手柄的计算长度） PLp.37.手柄的实际长度，因为 L 过长，mDp .168025.38.16)50(2可以用段手柄外加套筒。所以 L 取 500mm手柄的直径，式中 为手柄材料的许用弯mTdhp 64.2910.371.033 h曲应力，可取 =120MPa，所以 取 30mmpd5 螺旋千斤顶的效率式中：分子上 P 为螺距，分母上 P%53.7.0214.35823pPLF为人手作用力6 参考文献1马履中.机械原理与设计下册.北京: 机械工业出版社,2009.22清华大学工程图学及计算机辅助设计教研室.机械制图.北京:高等教育出版社,20063吴宗泽.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,20064江苏大学机械设计课程组.机械设计课程大作业指导书,2001.7
