1、標 注 最 小 尺 寸AA3 優點： 構造簡單、傳動比大，承載能力高，加工方便、工作可靠、易于自鎖。 特特 點點 缺點： 工作速度不高、摩擦阻力大，傳動效率低、磨損大。 ?最大起重量F =25KN ?最大起升高度H=160MM 1、設計一人力驅動的螺旋千斤頂，起重載荷F=25KN, 最大高度160mm； 2、了解螺旋千斤頂的工作原理，掌握其設計方法； 3、進行強度和耐磨性計算，并計算其效率和自鎖性； 4、完成本型號千斤頂總裝圖一張，零件圖四張； ?1.1螺桿螺紋類型的選擇 ?螺紋的牙型有矩形、梯形與三角形，常用的是矩形螺紋。為了獲得必要的精度又便于加工，矩形螺紋常靠內徑對中，其配合可選為H8/

2、h8H11h11 。螺紋的徑向間隙很小，在強度計算時不予考慮。選矩形螺紋， 配合H8/h8 ?1.2選取螺桿材料 ?螺桿材料常用 Q235、Q275、40、45、55等。此題選 45鋼。 ?1.3確定螺桿直徑 ?螺桿工作時，同時受壓力和轉矩的作用，因此它的計算可近似按緊螺栓連接的計算公式求出螺紋內徑，即 式中 為螺桿許用壓應力等于屈服應力除以安全系數。屈服應力為355MPa，安全系數 S取5， ?所以 =71 MPa 。 ?3 . 141?Fd?所以d124.1mm. 取圓整=28mm.對于矩形螺紋，先根據經驗公式求得螺距P的近似值 =7mm。然后參照梯形螺紋標準確定P值為7。 ?螺紋牙高度

3、h=3.5mm。螺桿直徑 ? =35mm d2=d-p/2=31.5mm 。 ?選矩形螺紋 ? 配合H8/h8 ? 選45鋼 ? d=35mm ?p=7mm ?d1=28mm ?h=3.5mm ? d2=31.5mm Pdd?141dP螺紋副材料 滑動副速度 (mmin-1) 許用壓強/MPa 鋼對青銅 低速 15 1825 1118 710 12 鋼-耐磨鑄鐵 612 68 鋼-灰鑄鐵 2.4 612 1318 47 鋼-鋼 低速 7.513 淬火鋼-青銅 612 1013 注：?2.5或人力驅動時，p可提高20%；螺母為剖分式時，p應降低15%-20%。 滑動螺旋傳動的許用壓強 項 目 許

4、用應力/ MPa 鋼制螺桿 =S/35 S為材料的屈服極限/ MPa 螺 母 材料 許用彎曲應力b 許用切應力 青銅 4060 3040 耐磨鑄鐵 5060 40 鑄鐵 4555 40 鋼 （1.01.2） 0.6 注：靜載荷許用應力取大值。 滑動螺旋副材料的許用應力 ?1.4自鎖驗算 ?理論上自鎖條件為 ，式中：?為螺紋中徑處升角； 為當量摩擦角（當量摩擦角 =arctan?v，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1。千斤頂在潤滑條件下 ? 查教材表，?v取0.09 ? = arctan(z p / ? d2) ? =arctan0.1=5.71 ?故，?=4.05 -1 ?1.5

5、結構 ?螺桿上端用于支承托杯和在其中插裝手柄，因此需加大直徑，其結構見圖2。手柄孔徑 根據手柄直徑 確定， mm。為了便于切制螺紋，螺桿上應有退刀槽，退刀槽的直徑應比 小約0.20.5mm，退刀槽的寬度取為1.5P。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿端部應有倒角或制出稍小于 的圓柱形凸臺。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，在螺桿的下端必須安置鋼制擋圈，擋圈用螺釘固定在螺桿端部，尺寸見圖。 ?1.6螺桿強度計算 ?螺桿材料的許用應力值:71118.333MPa 計算當量應力值=45.6MPa，小于許用應力值，因此強度校核通過 ?=45.6MPa ?通過 ? 螺母圈數為Z=6 ?螺母高度 ?H42mm ?=

6、13.54MPa ?b=39.56MPa ?合格 2312212 . 034?dTdF? ?) tan(22?dFT?2.1選取螺母材料 ?螺母一直處于高應力作用下，材料此處選擇用青銅。 ?2.2確定螺母高度H?及螺紋工作圈數 Z ?螺紋圈數Z和螺母高度H 螺母的螺紋圈數通常根據螺紋牙間壓力條件求出，即 ?式中， 為螺紋中徑；h為螺紋牙高度；p為螺紋牙表面許用壓力，其值可查閱教材或手冊。考慮到退刀槽的影響，實際螺紋圈數為 ?ZZ1.5 ?Z=5.35。圓整后為6 ?螺母高度 2phdFZ?mmPZH42?2.3校核螺紋牙強度 ?一般螺母的材料強度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強度。材料許用切應

7、力 取 30 40 MPa ?材料許用彎曲應力b 取 40 60 MPa ?螺紋牙底寬度 b=0.5P=3.5mm。 ? 根據公式： ?計算得： ?螺母的抗剪強度 =13.54 MPa ?螺母的抗彎強度 b=39.56 MPa 最大起重量F=25kN ?即滿足條件，螺桿不會發生失穩。 dHHl5 . 12/ ?crF?il?AIi ?484110016. 364mdI?24211015.64mdA?i2?8571.66?400013. 01340212dFcr?kNFcr44.132?，螺桿不是大柔度桿，所以臨界應力由經驗公式得出。 ?達到最高起升高度時螺桿穩定，不會發生失穩。 ? 托杯用來承

8、托重物，可用鑄鋼鑄成（ZG35或ZG45），也可用碳鋼模鍛制成（Q235），其結構尺寸見圖4。其中 ； 。為了使其與重物接觸良好，防止重物滑動，在托杯上表面制出切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應裝置擋板。直徑配合可取H11/a11。 ?當螺桿轉動時，托杯和重物都不轉動。因此，在起重時，托杯底部與螺桿的接觸面間有相當滑動。為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面要限制接觸面間的壓力，其許用壓力可取為P=1520MPa，由此可確定托杯直徑 為 dD)7 . 06 . 0(2?dD)5 . 24 . 2(3?2244DPFD?2D?托杯材料選擇Q235鋼。托杯和螺桿采用H11/a

9、11配合。 ? D3=84 mm ? =21mm， ? =46mm ?選Q235 2D4D式中P=18Mpa ， =21mm, D3=84 mm得： ， 取整為 =46mm 2DmmD09.454?4D?5.1手柄材料 ?常用Q235和Q215。此處選擇Q235鋼。 ?5.2手柄長度Lp ?板動手柄的力矩： ?KLp=T1+T2 ?則 ? ?式中：K加于手柄上臂力，間歇工作時，約為150250N。 ?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， ?T2 = (D2+D4) F/4。 (取0.06) ?則 KTTL21p?。2)tan(21dFTv?KTTL21p?手柄計算長度

10、 是螺桿中心到人手施力點的距離。考慮螺桿頭部尺寸 ?及手握長度，取手柄實際長度 。 ?手柄實際長度不應超過千斤頂的最小高度，使用時可在手柄上另加套管。K取200N。 ?T1=67.73Nm ?T2=25.125Nm ?Lp=90.282/200=464.27mm ?Lw=464.27+10.5+100=574.5mm 圓整后取575mm ? 5.3手柄直徑dp ?把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑 dp，其強度條件為 ? ?F ?故 dp 19.76mm ? ? dp取20mm ? ? 式中：?F手柄材料許用彎曲應力， ?當手柄材料為Q235時，?F=120Mpa。 )15050(2

11、2?DLLpw3ppFd1 . 0KL?3Fp1 . 0?KL?T1=67.73Nm ?T2=25.125N m ?Lp=464.27mm ?Lw=575mm ? dp=20mm ?5.4結構 ?手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應加上擋環，并用螺釘或鉚合固定，其結構見圖。 ?根據 GB/T 891 - 1986 選用螺釘緊固軸端擋圈，根據Dp=20mm，選取B型擋圈，公稱直徑28mm，符合設計要求 ?GB/T 891-1986 ?B型擋圈 ?公稱直徑28mm ?底座常用鑄鐵（HT100或HT150），此處選用HT100。鑄件的壁厚 不應小于810mm。為了增加底座的穩定性，底部尺寸應大些，因此，可按 1：5的錐度設計，如圖所示。 ?圖中 ? H1+H-a=160+28=188mm ?D8D1=78.4mm圓整得79mm. ? D5=D+（510）mm =65mm ?D6=D5+ =97mm ?D7= ? =159.16mm ?圓整后得160mm ?式中：?p底座下枕墊物的許用擠