螺桿和螺母設(shè)計(jì)計(jì)算.doc

1螺桿和螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算(F=58KN,H=250mm)1.1螺旋副的計(jì)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=30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)。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(jì)算根據(jù)國(guó)家規(guī)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 = =35.45mm查機(jī)械制圖附表2-3，d取40mm，P=7mm螺母高度，取50mm螺母的螺紋工作圈數(shù)，所以z取7圈螺紋牙的工作高度根據(jù)教材（2-4-36）的校核式 ，滿足條件1.1.4自鎖驗(yàn)算自鎖條件是rv，式中：為螺紋升角；rv為螺旋副當(dāng)量摩擦角，rv=arctan，當(dāng)螺旋副材料為鋼對(duì)青銅時(shí)取=0.09（為保證自鎖，螺紋升角至少要比當(dāng)量摩擦角小11.5）=arctan(nP / pd2)=arctan（17/3.1436.5）3.5rv=arctan0.095.14故，=3.5rv-1，所以滿足自鎖條件1.2螺桿的計(jì)算1.2.1螺桿強(qiáng)度螺旋千斤頂工作時(shí)，螺桿受軸向壓力F和轉(zhuǎn)矩T的作用，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。強(qiáng)度計(jì)算方法參閱教材公式(2-4-39)， 式中為螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa），其中扭矩式中：為螺紋升角，rv為當(dāng)量摩擦角。查手冊(cè)，45鋼，=355MPa查機(jī)械制圖附表2-3，d1=32mm ，故 滿足強(qiáng)度要求1.2.2穩(wěn)性的計(jì)算細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。起重高度H=250mm，螺桿危險(xiǎn)剖面的慣性半徑螺桿的工作長(zhǎng)度查教材，取2(一端固定，一端自由)螺桿的柔度因?yàn)?，所以臨界載荷穩(wěn)定性計(jì)算1.3螺母的計(jì)算1.3.1螺母的基本參數(shù)，取70mm，取17mm螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度螺母材料選用青銅1.3.2螺紋牙強(qiáng)度，內(nèi)螺紋大徑D=41mm，梯形螺紋的螺紋牙根部寬度青銅螺母的剪切強(qiáng)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(qiáng)度，符合強(qiáng)度條件1.3.3螺母體強(qiáng)度螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，可取，選取41.5MPa螺母外徑（校核），所以取40mm螺母材料的許用擠壓應(yīng)力螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度，所以滿足條件螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度所以滿足條件2托杯設(shè)計(jì)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(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，在托盤表現(xiàn)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(yīng)安有擋圈。由于托杯在起重時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過快磨損，一方面要加注潤(rùn)滑劑，另一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(shè)計(jì)底座常用鑄鐵鑄造，壁厚一般不應(yīng)小于812mm，為穩(wěn)定起見，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）選擇12mm H1=H+（1428）mm =250+20=270mmD6=D3+（510）mm =70+6=76mmD7=D6+=76+=128mmD8=，取231mm式中：sp聯(lián)接結(jié)合面材料的許用擠壓應(yīng)力。當(dāng)聯(lián)接結(jié)合面材料為木頭時(shí)，取sp=2MPa。4 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1手柄材料1常用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235和Q275。4.2手柄長(zhǎng)度Lp螺旋副間的摩擦阻力矩?cái)嗝婺Σ亮厥街袨橥斜撞颗c螺旋端面間的摩擦系數(shù)，可取螺旋驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)力作用半徑（即手柄的計(jì)算長(zhǎng)度）手柄的實(shí)際長(zhǎng)度，因?yàn)長(zhǎng)過長(zhǎng)，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(yīng)力，可取=120MPa，所以取30mm5 螺旋千斤頂?shù)男?式中：分子上P為螺距，分母上P為人手作用力6 參考文獻(xiàn)1馬履中.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)下冊(cè).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2009.22清華大學(xué)工程圖學(xué)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教研