机械设计大作业螺旋千斤顶
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专业班级：机制094 班
计算与说明
结果 按第四强度理论，压-扭组合校核
][)2.0(3)4(231
1221σπσ≤+=d T
d F ca
2223
4223/75][/0.60)252.010258.9(3)3510254(mm N mm N ca =<=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=
σπσ满足要求
图1螺杆受力图 自锁性验证 自锁条件 v ϕψ<
其中
︒=77.3ψ ︒=55.10v ϕ
故 v ϕψ
<，可用034~4'︒︒<ψ，可靠
螺杆机构（见图） 螺杆上端直径
mm d D 8.60~4.5432)9.1~7.1()9.1~7.1(2=⨯==
取 mm D 602= 手柄孔径)1~5.0(+≈p k
d d
试中：mm d p 28=（计算在后） 则 mm d k 29~5.28)1~5.0(28=+= 取 mm d k 29=
,4.22~2.1932)7.0~6.0()7.0~6.0(mm d d =⨯==' 取mm d 22='
退刀槽直径
8.24~5.24)5.0~2.0(25)5.0~2.0(1=-=-=d d c mm
2/0.60mm N ca =σ
满足螺杆强度要求
mm D 602=
mm d k 29=
mm d 25='
图2 螺杆简图
（二）螺母的设计计算 螺母的材料选用铸铁HT300 确定螺纹旋合圈数Z
依[1]P120式（6-19），根据耐磨性计算螺纹旋合圈数Z ，即
]['
2p hH
d FP P ≤=π h p d F
z ][2π≥ 由[1]P120表，查取2/15][mm N P =(滑动速度<min)
10.63
152910253
=⨯⨯⨯⨯≥
πz
螺母实际圈数
6.75.110.65.1'=+=+=z z
取 8'=z ，则5.65.185.1'=-=-=z z
螺母旋合长度（又叫工作高度） mm P z H 4868''=⨯=⋅=
校核螺母的高径比，655.129/48/'2===Φd H ，查[1]P120，兼作支撑的螺母5.3~5.2=φ，不能满足要求。

故需重新确定螺母高度（增加高度）。

取2.3=φ，则mm H 8.92292.3"=⨯=，取mm H 93"=。

紧定螺钉直径取为mm 10。

校核螺母螺牙强度
由于螺母材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺牙的强度。

剪切强度（[1]P120表）
2231/40][/145
.6804.3231025mm N mm N z Dt F =≤=⨯⨯⨯⨯==τππτ
故满足要求。

弯曲强度（[1]P120表）
b b z
Dt Fh ][321σπσ≤=
式中：h=3mm 查[1]P121表
8'=z
mm H 48'=
mm H 93"=
2/40][mm N =τ
][/142ττ<=mm N 满足剪切强
度要求。

2/55~45mm N b =σ
b b mm N ][/08.232σσ<=满足
弯曲强度要求。

2/55~45mm N b =σ
b b mm N ][/08.235
.6804.3333
1025322
3σπσ<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 故满足要求。

3.螺母其它结构尺寸（见图3） 螺母外径
()()()()mm
D D D mm D D 8.72~6.67524.13.14.13.1mm
524.59~8.52338.16.18.16.1'
1'
'=⨯-=-===⨯-=-=取
取mm D 1001= 螺母凸缘厚度
mm
a h mm
H a 382/)(163
483''=-===
取mm a 22=，结果见图3 螺母外径和凸缘的计算及螺母悬置部分拉—扭组合校核（结构见图）。

）
核螺杆稳定性用，校用母耐磨性和螺牙强度时只起支撑作用。

校核螺载，这一段螺母的螺牙不承螺母实际长度（注：螺母旋合长度"'
'""'.454693,93,48H H mm H H mm H mm H =-=-==
mm
D mm
D 70521'==
mm a 17=
图3 螺母简图
()
[]()()()()()()
[]()[]故安全可用
，托盘材料则取直径取直径,235187.114265710254
23242321222157,58564260424
22
2
2325245'
54242
5
24p p Q mm N p mm
N D D F p mm
D mm
d D mm
D mm D D p D D F
p <==-⨯⨯=-==-=-+=-+==-=--=--=≤-=πππ
托杯口外径
()()mm D mm d D 108,110~6.105365.2~4.25.2~4.233==⨯==取
手柄的设计计算
选材：手柄的材料选取Q235 手柄长度p L
作用于手柄上的力矩21T T KL T p +==，从而可得
K
T T L p 2
1+=
K 为搬动手柄的臂力，其取值为K=150~250N ，取K=200N 螺纹力矩
()()
mm
N d Ftg T v ⋅⨯=⨯
+⨯⨯=+=43211025.9229
55.1077.3tan 10252οοϕψ
摩擦力矩
()()m
r F T mm N F D D T μμ=⋅⨯=⨯⨯⨯+=+=
243542105.3102507.023574141
[]mm
D p p mm N p mm D mm D mm D 78,7.1123576332544=<====故安全。

K=200N
mm N T ⋅⨯=511025.9
mm N T ⋅⨯=42105.3
()()()()()⎪⎩
⎪⎨
⎧==⋅+=--跑和或旧轴端为常数非跑和或新轴端C C p D D C p D D D D m r ,41
315425
243534
ρ
（托杯与螺杆端面） 手柄长度
mm K T T L p 5.637200
10351025.94
421=⨯+⨯=+=
取mm L p 600= 手柄实际长度
()()mm D L L p 780~680150~502
60
600150~5022=++=++
= 手柄长度一般不大于千斤顶最大高度，取L=600mm ，工作时加套筒。

手柄直径p d 按弯曲强度设计
[][]3
31.01.0b
p
p b p
p b KL d d
KL σσσ≥≤=
则
对于Q235的手柄，2/120][mm N b
=σ
mm d p 5.21120
1.0600
2003
=⨯⨯≥
取mm d p 22=
手柄其他结构尺寸，依照图中的公式计算。

底座设计
底座材料选用铸铁HT150，铸铁壁厚mm 8=δ，将底座外形制成1:5的锥度，其主要尺寸如下： H=200mm(任务书)
mm L p 600=
L=400mm
mm d p 22=
高度mm H H H 281~267)18~14(93160)18~14('
'1=++=++= 取mm H 2671=
直径mm D D 62~57)10~5(65)10~5('
6=+=+= 取mm D 606=
直径mm a H H D D 2.1125
17
93267745'167=+-+=+-+
= 取mm D 1127= 按挤压强度计算直径8D
278][4D F
D p
+≥σπ
取2/25.2][mm N p
=σ（千斤顶下面是混凝土或木材）
mm
D 4.16311225
.21025423
8=+⨯⨯⨯≥π 取mm D 1658=
千斤顶的效率计算
mm H 160=
mm H 1601=
mm D 606=
mm D 1127=
mm D 1658=。