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1、1计 算 及 说 明 主 要 结 果1） 确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸（1）螺纹牙型的选择。选择梯形螺纹（2）螺纹基本尺寸。螺纹中径按螺母螺纹牙面的耐磨性计算，对于梯形螺纹，h=0.5P，则有 8.0d2pF对于整体螺母，式中 的取值一般在 1.22.5，此处，我们选择 =2。p为材料的许用压力，可以查表 21-2，此处，我们选择p=20MPa。将数值代入上式，得： mpF6.241038.8.0d2 对于梯形螺纹，可根据 的计算值查表 4-5 及表 4-6 确定螺杆的标准中径2d=29mm，大径 d=32mm，小径 =2 5mm，螺母的标准中径 ，2 3 m29dD大径 =33mm，小径 =2
2、6mm，螺距 P=6mm。4D12）螺杆的设计计算。（1）材料。螺杆的常用材料为 Q235、Q237、35 钢和 45 钢。对于重要传动，要求高的耐磨性，需进行热处理，了可选用 40 或 65。rC（2）螺杆结构。其结构如图所示。图中，最大起重高度 L=190mm,螺母高度,手柄孔直径 的大小应根据手柄直径 决定，一般取mdH5829kdpd。为了便于切制螺纹，应设退刀槽，退刀槽的直径 要比螺纹小径pk.0 c小 0.20.5mm。我们取 。3 .24cm6.24dd=32mm，=25mm3d29=33mm4=26mm1P=6mmL=190mmH=58mm m5.24dc9bB=48mm.D3
3、672退刀槽的宽度取 。B=1.5d=48mm。 。9m1.5Pbmd2.1960D3。d678.D6（2）自锁性校核。自锁条件为 v螺纹牙侧角：=15 摩擦因数：见表 21-2，f=0.09螺纹升角： 1126()()349oStgtd当量摩擦角： 2.5cs0.artncsarfv由于影响摩擦因数 f 的因素很多，其值并不稳定，为保证螺旋起重器（千斤顶）有可能的自锁能力，可取 3.41-v（4）强度校核。螺杆工作时，扭矩产生剪应力，轴向力产生正应力，升至最高位置时，载荷分布如图所示。按第四强度理论，危险剖面的强度按下式进行校核2323ca164dTF式中 螺杆所受的轴向压力：F=38KN螺
4、杆所受扭矩： kN16.8293.57tan10382vT查手册，45 钢， =355MPas螺杆材料的许用应力：= = =118.33MPa3sa.18a0.92caMP=15 32.5v4T=88.16kN=118.33MPa3所以，螺杆符合强度条件。（5）稳定性校核。细长的螺杆升至最高位置时，可视为直径为 的下端固定、上端3d由的压杆，为防止失稳，应按下式校核其稳定性0.42Fcr临界轴向载荷 与螺杆的材料、柔度有关，其中柔度计算公式为 criul式中 螺杆的最大工作长度 l=L+B+H/2=190=48=58/2=267mm长度系数 =2螺杆危险截面的惯性半径 mAdIi25.641所
5、以 .852.67iul当 时，临界轴向载荷 可按欧拉公式计算，即9085crFNlEIcrk37.19)(23） 螺母的设计计算。（1）材料。螺母和螺杆旋合工作时，应有较高的耐磨性和较低的摩擦因数，通常选用螺母材料比螺杆材料硬度低。耐磨性较好的螺母材料有：铸锡青铜 ZCuSn10Pb1、铸锡锌铅青铜 ZCuSn5Pb5Zn5 和铸铝铁青铜 ZCuAl10Fe3；当低速、轻载或不经常使用时，也可选用耐磨铸铁或铸铁。（2）螺纹牙工作圈数 z。螺纹牙的工作圈数 z 可按耐磨性计算获得，即 10phd2F式中 螺纹牙工作高度 h=0.5P=3mm所以 1095.638z2取 z=8螺纹牙工作圈数 z
6、 不宜大于 10。考虑螺杆退刀槽的影响，螺母螺纹牙的实际圈数应取 z=z+1.5=9.5。（3）螺母的结构尺寸。螺母的结构如图所示。l=267mm=2i=6.25mm4.85NFcrk3719h=3mmz=8z=9.54螺母高度 H=zP=57mm。查表 4-4，牙顶间隙 。m5.0ac内螺纹大径 。螺母外径 D=1.7 =56mm3a2dc4D4D螺母的凸缘外径 。765.1螺母凸缘厚度 。m9H螺母装入底座孔内，其配合常用 、 等。r8h（4）螺纹牙强度校核。螺母材料的强度低于螺杆时，只需校核螺母的螺纹牙强度。螺纹牙根部抗弯强度条件为 bz624DFl螺纹牙根部抗剪强度条件为 24式中 螺
7、纹牙根部的厚度 b=0.65P=3.9mm弯曲力臂 m932l螺杆与螺母旋合圈数 z=8螺母材料的许用弯曲应力 见表 21-3， =50MPab螺母材料的许用剪切应力 见表 21-3， =35MPaa50a1.36bz24MPDFlb37所以，螺纹牙符合强度条件。（5）螺母悬置部分强度和螺母凸缘强度校核。螺母悬置部分横截面上的抗拉强度条件为 Pab5.41083.0H= 57mmm5.0ac34DD=56mm7619ab=3.9mml=2mmz=8=50MPab=35MPaa15.36bMP7556.301).56(483)(.122 MPaDF所以，符合强度条件。螺母凸缘支承面上的挤压强度条
8、件为 abp80.73.1)567(34)(46221 pp PF所以，符合强度条件。螺母凸缘根部的弯曲强度条件为 MPab056.179.56)(38)(5. 221 bb PaDaF所以，符合强度条件。螺母凸缘根部的剪切强度条件为 4035.19.56386aa所以，符合强度条件。4） 托杯的设计计算 托杯是用来承托重物的，选用 Q235，具体结构如图所示，6mdBDd10485.7.9)(63.2106753为防止接触面过快地磨损，一方面要润滑接触面，另一方面还需校核接触面间的压力，即 MPap256.18)(407pDF所以，符合压力条件。5）手柄的设计计算（1）材料。手柄材料选用碳素
9、结构钢 Q235.（2）手柄长度。扳动手柄的力矩应与阻力矩平衡，即 FP LP =T1 +T2 ， 则m8.72061985p1FTL式中 FP 扳动手柄的力，取 FP =200N；T1 螺旋副的摩擦阻力距；T2 螺杆端面与托杯之间的摩擦阻力距。Madv16.82)tan(1PDfF03732式中。 此 处的 摩 擦 因 数 ， 见 表托 杯 与 螺 杆 支 承 面 间 09.2-1ff际 长 度 应 为手 握 的 距 离 ， 手 柄 的 实考 虑 到 螺 杆 头 部 尺 寸 及点 间 的 距 离 。是 螺 杆 中 心 至 人 手 施 力手 柄 的 计 算 长 度 pLmp860)15(26
10、一 长 套 管 。， 使 用 时 可 在 手 柄 上 套因 此 ， 取 不 大 于 千 斤 顶 的 高 度 。度间 ， 一 般 取 实 际 手 柄 长为 减 小 千 斤 顶 的 存 放 空m30 p pLL（3）手柄直径。把手柄看成一个悬臂梁，按抗弯强度设计，即mMPaFdbpp 7.205.182.33 式中 Pasbb 5.13. 应 力 ，手 柄 材 料 的 许 用 弯 曲（4）手柄结构。为防止手柄从螺杆中滑出，在手柄两端应设有挡圈，如图所示，并用螺钉固定或铆合。76）底座的设计计算（1）材料。底座材料选用铸铁 HT150。（2）底座结构。 底座铸件的厚度 不应小于 8-10mm；为增加底座的稳定性，故需将外形制成 1：10 的斜度，如图所示，图中mmHDL1062641029.75)(891 2.83410 22910Fp取 由 底 面 的 挤 压 强 度 确 定直 径 a4-1 MPpp 得压 应 力 ， 查 表接 触 面 材 料 的 许 用 挤式 中7）螺旋起重器（千斤顶）效率计算 ， 故效 功此 时 举 升 重 物 所 做 的 有入 功 率当 螺 旋 转 过 一 周 后 ， 输FSWLFWp2 1,28%2.3.0871263NmLFSp。螺 纹 的 导 程 。式 中 PZS。千 斤 顶 ） 效 率一 般 要 求 螺 旋 起 重 器 （
