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1、目录1设计任务书22任务分析33螺旋传动设计33.1螺杆的设计与计算3螺杆材料3螺杆螺纹类型3螺杆的直径4校核自锁条件4螺杆的结构4螺杆强度校核5螺杆稳定性校核63.2螺母的设计与计算6螺母材料6螺母高度及旋合圈数6校核螺母螺纹牙强度6螺母结构61设计任务书设计任务名称：螺旋千斤顶设计设计参数：最大起重量F：30kN最大起升高度H：110mm 螺旋千斤顶示意图 工作量：总装配图一张；螺母、螺杆、托杯零件工作图各一张。 计算说明书一份。2任务分析螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，它主要是用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。螺旋传动的常用运动形式，主要有以下两种：
2、螺杆转动，螺母运动和螺母固定，螺杆转动并移动，多用于螺旋起重器。而千斤顶的工作原理则是第二种螺母固定，螺杆转动并移动，其工作原理是：通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现将物体有低处向高处的传送的，并使托杯中的物体做直线运动，从而实现我们的传动要求。其中，螺母固定，当手柄旋动的时候，螺杆通过与螺母的螺旋副的运动，螺纹之间产生自锁，是装有重物的托杯往上运动。从其工作原理中可以看出，这对螺杆与螺母螺纹的耐磨性、稳定性等要求较高，同时对底座及其他相应材料的强度也有一定的要求。3螺旋传动设计3.1螺杆的设计与计算螺杆材料 螺杆材料选择45钢螺杆螺纹类型 由于螺纹起传动作用，选择梯形螺纹，牙型角=30o3.1
3、.3螺杆的直径 通过耐磨性条件确定螺杆中径，根据教材5.8节内容，螺纹耐磨性条件为 ps=FA=Fd2hz=Fpd2hHp 若需按耐磨性条件设计螺纹中径d2时，可引用系数=H/d2以消去H，得d2Fphp 对于梯形螺纹，h=0.5p对于整体式螺母，=1.22.5 取=1.8，当2.5或人力驱动时，p可提高约20%查教材表5.8p取20MPa,则p=24MPa因此 d2Fphp=21.03mm 根据机械设计课程设计手册表3-7，表3-8，并考虑安全性适当增大直径，公称直径d取28mm，则螺距p取5mm，小径d1 =22.5mm，中径d2=25.5mm校核自锁条件 螺纹自锁条件为， 螺纹升角=ar
4、ctannpd2=4.2850, 当量摩擦角=arctanf 由于螺母材料选择青铜，根据教材表5.10差得当量摩擦因数f为0.080.10，取f=0.09 则=arctanf=5.1430 显然 ， 因此螺纹满足自锁条件3.1.5螺杆的结构螺杆上端用于支承托杯，并且需要其中打孔用于插装手柄，因此需要加大直径，手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽，根据机械设计课程设计手册表3-26，退刀槽规格为 6.5x21.4。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端设有倒角。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-19
5、86)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。具体参数为： 增大螺杆直径部分：长度：1.5d=1.528mm=42mm直径：D13=1.8d=1.828=50.4mm螺杆与托杯配合部分：直径：长度：根据GB/T891-1986，选取挡圈GB/T891B50，公称直径D=50mm，H=5mm根据GB/T68-2000，选取螺钉GB/T68M616，螺纹规格d=M6，公称长度l=16mm螺杆的具体图形与尺寸见附录33.1.6螺杆强度校核根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为： =（4Fd12）2+3（16T1d13）2 (教材公式5.46)螺杆所受轴向力F=30000N，螺杆
6、所受转矩 T1=Ftan(+)d22=63514.528Nmm代入得，=（4Fd12）2+3（16T1d13）2=90.068MPa根据材料力学教材表2.1可知45钢s=353MPa,根据教材表5.9，可得=s35=s3=117.67MPa 则 满足强度要求。3.1.7螺杆稳定性校核 根据教材公式5.51，受压螺杆的稳定性条件式为FcF2.54 ,临界载荷Fc与螺杆材料及长径比（柔度）=li=4ld1有关，螺杆的最大工作长度,即托杯底面到螺母中部的距离，近似取为l=H+5p+1.5d=110+25+42=177mm ，根据教材表5.11螺杆的长度系数=2，螺杆危险截面的惯性半径i=IA=d14= 5.625mm, =li=4ld1= 62.93 当85时，Fc=4901+0.00022d124=108718.6448N,则FcF=3.62.54 故满足稳定性条件3.2螺母的设计与计算3.2.1螺母材料 螺母材料选择青铜3.2.2螺母高度及旋合圈数 根据教材公式=H/d2 ，=1.8 H=d2=45.9mm ,旋合圈数z=H/p=9.18,z取整数，故z=9,H=45mm3.2.3校核螺母螺纹牙强度3.2.4螺母结构
