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螺旋千斤顶设计任务书
学生姓名 陈玺 专业年级 2008级机制2班 设计题目： 设计螺旋千斤顶 设计条件： 1、最大起重量F =50kN； 2、最大升距H =210 mm。 设计工作量： 1、 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表； 2、 编写设计计算说明书一份。 指导教师签名： 2010年5月8日
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计 算 及 说 明 1螺杆的设计与计算 1.1 螺杆螺纹类型的选择 由于梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，故选择梯形螺纹较好。梯形螺纹为等腰梯形，牙型角α=30?,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。 1.2选取螺杆材料 选择45钢，?s=355MPa。 1.3确定螺杆直径 按耐磨性条件确定中径d2： 取ф=2,由于ф〈2.5 则[p]=22x(1+20%)=26.4Mpa; 由d2 ≥0.8F结 果 d=36mm d2=33mm d1=29mm p=6mm ?[p] 可得d2 ≥24.6mm 查国标 对d2标准化 选择d=36mm 同时可查出p=6mm; d2=d-3=33mm; d1=d-7=29mm 1.4自锁验算 对于传力螺旋传动来说，一般 应确保自锁性要求，以避免事 故，由于螺杆的材料为钢，螺 母的材料为青铜，故钢与青铜 的摩擦系数选取0.09，因为梯 形螺纹牙形角为30度，所以牙 侧角为15度。 自锁验算条件是???v ?v =arctan(f/cosβ) =arctan(0.09/cos15?)=5.3167? ?=arctan(np/πd2) =arctan(6/π×33)=3.3133? ?≤?v 符合自锁条件 1.5螺杆强度计算
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应根据第四强度理论校核螺杆强度 由于安全系数为3～5，选取安全 系数为3 查表可得?s=355MPa, 所以[?]=?s=118.3MPa 3?[? ?ca??2?3?2F=50kN, A=12πd12=660.185mm 4 T=Ftan(?v+?)×d2/2=125211.4N?m WT=πd13/16=4786.341mm3 22σca=(F/A)?3(T/W)=88.256Mpa σca≤[σ] 1.6稳定性计算 细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 Fcr/F?2.5~4 螺杆的临界载荷Fcr与柔度?s有关 由?s??l/i， ??2,l=H+5t+1.5d=210+1.5×36+5×6=294mm i=I/A=129d1==7.25mm 44λs=2×294/7.25=81.1>40 应进行校核 Fcr=π2EI/(ul)2=203.85KN Fcr / F=4.077>2.5~4 合理 2螺母设计计算 2.1选取螺母材料 选择青铜 2.2确定螺母高度H’及工作圈数u H’=фd2=2×29=58mm u= 材料:青铜 3
H'58??9.67 t6
考虑退刀槽的影响 u’=u+1.5=9.67+1.5=11.17 u’应当圆整 又由于螺纹圈数最好不要大于10圈，因此可作调整，一般手段是在不 影响自锁性要求的前提下，可适当加大螺距，而本螺杆直径的选定以 抗压强度计算的结果为准，而耐磨性已相当富裕了，所以可适当降低 螺母高度。 取u’=10 H’=u’t=10×6=60mm 2.3校核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。 由D=36mm D2=33mm 剪切强度条件为： u'?10 H'?60mm ??F≤[?] ?Db?查表得：[?]?30~40MPa ??50000?11.34MPa ??36?0.65?6?10?10?6??[?] 符合剪切强度条件； 弯曲强度条件为： ??6Fl?[?b] 2?Db?查表得[?b]?40~60MPa ??6?50000?(36?33)/2=26.17Mpa ??36?(0.65?6)2?10?10?6??[?b] 符合弯曲强度条件。
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