1、文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.千斤頂一般由底座 1，螺桿4、螺母 5、托杯 10，手柄 7 等零件所組成（見圖1 1）。螺桿在固定螺母中旋轉，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。設計的數據是：最大起重量F=10KN 和最大提升高度H=200 mm。螺旋千斤頂的設計步驟如下：計算項目計算及說明計算結果1.螺桿的設計螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，千斤頂常用的是梯形螺紋。牙形角 =30 o 的與計算梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30 o，梯形螺紋的內單線梯形螺紋1.1 螺桿螺紋外螺紋以錐面貼緊不易松動；它的基本牙形按GB/T5796.1 螺桿材料： 45 鋼類型

2、的選擇2005 的規定。千斤頂的自鎖行能要好，所以用單線螺紋。=2.01.2 選取螺桿因此選用的螺桿螺紋是牙形角=30o的單線梯形螺紋。p=18MPa的材料螺桿材料常用Q235、 Q275、40、 45、 55 等。1.3 確定螺桿在此選用的是45 鋼。直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出 d2 后，按標準選取相應公稱直徑d、螺距 t 及其它尺寸。計算過程：滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力p 。F(KN): 作用域螺桿的軸向力A( mm2) 螺紋承壓面積d2 （ mm ）螺紋的中徑h（ mm ）螺紋的高度P（ mm ）螺紋的螺距H（ mm ）螺母的

3、高度由于Hd2FP，所以有；d 2h p對于等腰梯形螺紋， h0.5PF，有 d 2 0.8， p一般取 1.23.5,所以此處取 2.5因為千斤頂的螺桿與螺母的相互運動是低速滑動，所以螺桿材料為鋼螺母材料為鑄銅，由查表可知，許用壓力p 取為 18MPa 。計算項目計算及說明計算結果1.4 自鎖驗算螺桿螺紋中徑 d21000013mm ，根據螺桿尺寸：0.8P=4mm2.0 18螺母尺寸：求得的此螺紋中徑，查表GB/T5796.2 2005和表符合自鎖條件- 1 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下

4、載支持.GB/T5796.3 2005 有：公稱直徑 d 24mm，螺距 P 4mm，螺桿小徑d115.5mm ， 螺 母 大 徑 D24.5mm ， 螺 母 小 徑D116mm ，螺母高度 Hd22.0 1836mm ，旋合圈數 uH369(圈)10（圈）。P4自鎖條件是 v式中：為螺紋中徑處升角；v 為當量摩擦角（當量摩擦角 v=arctanv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1°）。f :當量摩擦系數；f ：摩擦系數；：牙側角，/ 215。摩 擦 系 數 f 由 查 表 可 知 ， f0.11 0.17 ， 取f =0.1。所以有4.055.91，符合自鎖條件。計

5、算項目計算及說明計算結果- 2 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.1.5 結構（見圖螺桿上端用于支承托杯10 并在其中插裝手柄7，因 1.5P=6.0mm1 2）此需要加大直徑。手柄孔徑dk 的大小根據手柄直徑dp 決定， dk dp 十 0.5mm 。由后面的計算可知手柄的直徑d p =15mm ，所以 dk15 0.515.5mm。為了便于切制螺紋， 螺紋上端應設有退刀槽。退刀槽的 直 徑d4 應 比 螺 桿 小 徑d1 約 小 0.20.5mm 。d 4 d10.4 15.1mm 。

6、退刀槽的寬度可取為1.5P=6.0mm 。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應有倒角或制成稍小于 d1 的圓柱體。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出， 在螺桿下端必須安置鋼制擋圈 (GB/T895-1985) D 44mm, H 4mm ，擋圈用緊定螺釘 (GB/T65-2000) M 6 10 固定在螺桿端部。計算項目計算及說明計算結果- 3 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.1.6 螺桿強度計算對受力較大的螺桿應根據第四強度理論校核螺桿的 ，符合強度強度。強度計算方法參閱教材公式(6.23)

7、，其中扭矩ca) d2 ，式中計算的條件。T F tan(為螺紋中徑處升角，2為當量摩擦角。對受力較大的螺桿應根據第四強度理論交合螺桿強度：F（ N ）螺桿所受的軸向壓；A （ mm2 ）：螺桿螺紋的危險截面面積188.69,； WT （ mm3 ）：螺桿螺紋段的抗扭截面系數731.17 ； d1 （ mm ） 螺 桿 螺 紋 小 徑 ； T（ N ? mm ）； (MPa) ：螺桿材料的許用應力，由前面可知螺桿的材料是45 號鋼，查表得其屈服強度s352MPa ，所以其許用應力 s，由于千3 5斤頂的載荷是穩定的，許用應力取最大值有s3523117MPa 。3計算：TF tan(d21000

8、0 tan(4.05 5.91 )18)2215804.15N ? mm則有ca(F)23(T)22808.68 1401.764.89MPaAWTca64.89MPa117MPa ，符合強度計算的條件。計算項目計算及說明計算結果1.7穩定性計細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩，為不必進行穩定性校核算此應按穩定性條件驗算螺桿的穩定性。F cr / F 2.5 4 。2.螺母設計與螺桿的臨界載荷 F cr 與柔度 s 有關， s= l/i， 為螺桿的螺母材料：計算長度系數，與螺桿的端部結構有關，l 為舉起重物后托杯ZCuAl10Fe32.1選取螺母底面到螺母中部的高度，可近似取l H+5

9、P+(1.41.6)d ，d12/4，材料i 為螺桿危險截面的慣性半徑， 若危險截面面積 A=- 4 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.則 iId1(I為螺桿危險截面的軸慣性矩)，當螺桿的A4柔度 s 86 時，可以不必進行穩定性校核。計算時應注意正確確定。彈性模量， E210GPa ;I（ mm4）：螺桿危險截面的慣性半徑為 i=3.88mm 。該千斤頂一螺母座位支承時，作不完全固定支承， 另一端有徑向和軸向約束，為固定支承， 所以端部職稱情況是一端固定，一端不完全固定。因此0.70 。

10、lh(2.0)d1 0.5H200 31 18249mm ；0.7024944.8686 ，所以不必進行穩定性s3.88校核。螺母材料除要有足夠的強度外， 還要求在于螺桿的材料的配合時摩擦因數小和耐磨，可用ZCuAl10Fe3 。計算項目計算及說明計算結果2.2 確定螺螺母高度H =d2，螺紋工作圈數uH，考慮退母高度 H 及螺P紋工作圈數 u刀槽的影響，實際螺紋圈數u = u+1.5(u 應圓整 )。考慮到螺紋圈數 u 越多，載荷分布越不均，故u 不宜大于 10，2.3 校核螺紋否則應改選螺母材料或加大d。螺母高度由下式計算： H =牙強度u t。Hd22.0936mm，uH369(圈)，實

11、際螺紋圈數P4u 'u1.591.510.5圈，實際螺母高度10()H 'u' P10440mm 。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。螺母的其它尺寸見圖1 3。必要時還應對螺母外徑 D3 進行強度驗算。如圖有：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，股只需校核螺母的螺紋牙強度。假設螺母每圈螺紋所承受的平均壓力為F ，并作用u再螺紋中徑為直徑的圓周上，則螺紋牙危險截面的剪切強- 5 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.度條件為F ，螺

12、紋牙危險截面的彎曲強度Dbu條件為6Flb 。式中： b（ mm ）：螺紋牙根Db 2 u部的厚度，對于梯形螺紋b0.65P 0.65 4 2.6mm;l(mm): 彎曲力臂， lDD 224.5 1823.25mm ；2 （ MPa ） 螺 母 材 料 的 許 用 切 應 力 ， 螺 母 材 料 為ZCuAl10Fe3 ，計算項目計算及說明計算結果- 6 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.（ MPa ） 螺 母 材 料 的 許 用 切 應 力 ， 螺 母 材 料 為 ，符合剪切強ZCuA

13、l10Fe3 ，查表可知： 30 MPa ； 度條件。b （ MPa）：螺母材料的許用彎曲應力，查表可知： b 60MPa 。b ，符合彎曲強度條件。計算：F100005.55 Mpa ，符Dbu3.1424.52.69合剪切強度條件；6Fl6100003.25 b Db 2u3.1424.541.6MPa2.62 9，符合彎曲強度條件。計算項目計算及說明計算結果2.4 螺母與底螺母壓入底座上的孔內，圓柱接觸面問的配合常采用H 8緊定螺釘： M 6 10r7托杯材料： Q235- 7 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.座孔配合3. 托杯的設計與計算文檔來源

14、為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.或 H 8 等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端（圖1 3） 托杯： p=235MPan 7p p ， 滿足強度和底座孔上端（圖1 7）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉動，還應裝置緊定螺釘（圖1 1），緊定螺釘直徑條件。常根據舉重量選取，一般為612mm。緊定螺釘選擇的是（GB/T71 1985） M 610.托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235 鋼模鍛制成，其結構尺寸見圖1 4。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現相對滑動，在托杯上表面制有切口的溝紋。 為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應裝有擋板。當螺桿轉動時，

15、托杯和重物都不作相對轉動。因此在起重時， 托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損， 一方面需要潤滑， 另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。pFD112 ) p(D1224如圖計算各尺寸：厚度10mm；p 為許用壓強，取托杯和螺桿材料p 中較小的一個，螺桿的許用壓強大于托杯，故取p=235MPa ；所以進行強度計算有：滿足強度條件。計算項目計算及說明計算結果- 8 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯4.手柄設計常用 Q235 和 Q215。該千斤頂采用的是Q215。與計算板動手柄的力矩： K

16、· L p =T1+T2 ，則 Lp T1T2 式4.1手柄材料中： K 加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，K4.2手柄長度約為 150 250N ，工作時間較長時為100 150N 。取Lp250N 。1T 螺旋副間的摩擦阻力矩。2托杯與軸端支承面的摩擦力矩。T計算項目計算及說明4.3 手柄直徑D123D113f c FdT2=(。22)pD12D113T2=D123D113f cF(22)=D12D113( 43.2319.230.11000022 )16369 .23N ?mm43.219.23.歡迎下載支持.手柄材料： Q215計算結果手柄計算長度L p 是螺桿中心到人手

17、施力點的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應加D上 13 +（ 50150）mm。手柄實際長度不應超過千斤頂，2使用時可在手柄上另加套管。手柄的實際長度是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- 9 - 文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.計算項目4.4 結構計算項目5. 底座 設計文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.計算及說明計算結果 =125Mpa 。TFF F螺釘： M5 3530.1d h當環尺寸： D=23mm ，T= T1 T2 =15804.65+16369.23=321

18、73.88Nmm厚 H=5mm 。式中： F手柄材料許用彎曲應力，當手柄材料為 Q235 時， F=125Mpa 。計算：3T332173.88d pmm0.1F13.70.1 125所以手柄的直徑d p15mm 。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（圖1 6），并用螺釘或鉚合固定。因為手柄的精度要求不高，如圖計算選用的螺釘為（ GB/T65-2000 ） M 535, 而擋環尺寸為D=23mm ，厚H=5mm 。計算及說明計算結果底座S=15mm材料常用鑄鐵（ HT150 及 HT200 ）（圖 1 7），為了增加底座的穩定性，底部尺寸應大些，因此將其外形制成1 10 的斜度