1、題目：螺旋千斤頂起重量Q= 30 KN起重高度H= 290 mm手柄操作力P= 250 N作業任務： 1，設計計算說明書一份 2，設計計算裝配圖一張（1:1） 班 級 流體1201 學 號 3120707021 姓 名 俞彬彬 完成日期 2014/12/1 指導教師 陳修祥 評分 一.作業目的 1. 學習設計過程，了解簡單機械裝配體的設計方法。如：初步學會對零件和部件進行結構設計的技能，包括尺寸協調，分析結構中的薄弱環節，考慮經濟性，工藝性以及滿足使用要求等； 2. 學習材料的選擇，熟悉并運用國家標準和設計手冊； 3. 鞏固并加深對簡單機械零件設計計算理論和方法的領會，并加以實踐運用。二螺旋千

2、斤頂簡介 1. 結構形式和工作原理 如圖1為一螺旋千斤頂的結構形式，各零件的名稱如圖所示。螺母與螺桿為主要零件，螺母5與底座8可用H8/k7配合并用緊定螺釘6與底座8作相對固定，轉動手柄時，螺桿7在作回轉運動的同時作上下運動，以舉起或放下重物，托杯1坐落在螺桿的凸臺上直接頂住重物，它的作用是使重物不隨螺桿轉動，為防止螺桿旋出螺母，在螺桿下端裝有一個擋環9。 圖1 為了防止螺桿因重物的重壓而自行下落，起重螺旋必須具有足夠的自鎖能力 為了減少螺桿與螺母的螺紋牙工作面間的摩擦與磨損，以及減少托杯底面與螺桿支承面間的摩擦與磨損，工作時應在這些滑動面間加潤滑劑。2. 受載情況 圖2 圖2表示螺旋千斤頂中

3、螺桿所受軸向力和轉矩示意圖。根據使用習慣，手柄操作力P和摩擦力矩T1和T2的方向應與圖中標示的方向相反。目 錄1螺桿和螺母的設計計算-11.1螺旋副的計算-11.1.1螺桿螺紋類型的選擇-11.1.2選取螺桿材料-11.1.3計算-11.1.4自鎖驗算 -21.2螺桿的計算-21.2.1螺桿強度-21.2.2穩定性計算-31.3 螺母的計算-31.3.1螺母的基本參數-31.3.2螺紋牙強度-4 1.3.3螺母體強度-42托杯設計-53底座設計-64 手柄設計與計算-64.1手柄材料-64.2手柄長度Lp -75 螺旋千斤頂的效率-76 參考文獻-87附A4裝配圖1螺桿和螺母的設計計算(F=3

4、0KN,H=290mm)1.1螺旋副的計算1.1.1螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30º，梯形螺紋的內外螺紋以錐面貼緊不易松動。故選梯形螺紋。1.1.2選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。選45鋼。1.1.3計算根據國家規定=1.22.5，取=1.4（梯形螺紋）；螺紋牙的工作高度h=0.5P；查教材表2-4-9，p取21Mpa故，d2 = =25.49mm查機械制圖附表2-3，d取30mm，P=6mm螺母高度，取36mm螺母的螺紋工作圈數，所以z取6圈螺紋牙的工作高度根據教材（2-4-36）的

5、校核式 ，滿足條件1.1.4自鎖驗算自鎖條件是rv，式中：為螺紋升角；rv為螺旋副當量摩擦角，rv=arctan，當螺旋副材料為鋼對青銅時取=0.09（為保證自鎖，螺紋升角至少要比當量摩擦角小1°1.5°）=arctan(nP / pd2)=arctan（16/3.1436.5）4.0°rv=arctan0.095.14°故，=4°<rv-1°，所以滿足自鎖條件1.2螺桿的計算1.2.1螺桿強度螺旋千斤頂工作時，螺桿受軸向壓力F和轉矩T的作用，應根據第四強度理論對其強度進行校核。強度計算方法參閱教材公式(2-4-39)， 式中為

6、螺桿材料的許用應力（MPa），其中扭矩式中：為螺紋升角，rv為當量摩擦角。查手冊，45鋼，=355MPa查機械制圖附表2-3，d1=23mm ，故 滿足強度要求1.2.2穩定性計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩，為此應按穩定性條件驗算螺桿的穩定性。起重高度H=290mm，螺桿危險剖面的慣性半徑螺桿的工作長度查教材，取2(一端固定，一端自由)螺桿的柔度因為，所以臨界載荷穩定性計算1.3螺母的計算1.3.1螺母的基本參數，取53mm，取75mm螺紋牙多發生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強度螺母材料選用青銅1.3.2螺紋牙強度，內螺紋大徑D=31mm，

7、z=6梯形螺紋的螺紋牙根部寬度青銅螺母的剪切強度，所以滿足條件螺紋牙受力彎曲力臂青銅螺母，選取彎曲強度，符合強度條件 1.3.3螺母體強度螺母材料的許用拉伸應力，可取，選取41.5MPa螺母外徑（校核），所以取30mm螺母材料的許用擠壓應力螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強度，所以滿足條件螺母凸緣根部的彎曲強度所以滿足條件2托杯設計托杯用來承托重物，一般用鑄鋼或鑄鋼材料。為了使托杯與重物良好和防止與重物之間出現相對滑動，在托盤表現制有切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應安有擋圈。由于托杯在起重時不轉動，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面要加注潤滑劑，另一

8、方面還需限制接觸面間比壓，許用壓力可取1520 ，滿足條件3底座設計底座常用鑄鐵鑄造，壁厚一般不應小于812mm，為穩定起見，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）選擇12mm H1=H+（1428）mm =290+20=310mmD6=D3+（510）mm =53+6=59mmD7=D6+=59+=121mmD8=，取184mm式中：sp聯接結合面材料的許用擠壓應力。當聯接結合面材料為木頭時，取sp=2MPa。4 手柄設計與計算4.1手柄材料1常用碳素結構鋼制造，如Q235和Q275。4.2手柄長度Lp螺旋副間的摩擦阻力矩斷面摩擦力矩式中為托杯底部與螺旋端面間的摩擦系數，可取螺旋驅動力矩驅動力作用半徑（即手柄的計算長度）手柄的實際長度，因為L過長，可以用段手柄外加套筒。所以L取500mm手柄的直徑，式中為手柄材料的許用彎曲應力，可取=120MPa，所以取22mm5 螺旋千斤頂的效率 式中：分子上P為螺距，分母上P為人手作用力6 參考文獻1馬履中.