螺桿和螺母設(shè)計計算.doc

1螺桿和螺母的設(shè)計計算(F=58KN,H=250mm)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=30，梯形螺紋的內(nèi)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(jù)國家規(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(zhuǎn)矩T的作用，應(yīng)根據(jù)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為當量摩擦角。查手冊，45鋼，=355MPa查機械制圖附表2-3，d1=32mm ，故 滿足強度要求1.2.2穩(wěn)性的計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性。起重高度H=250mm，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(wěn)定性計算1.3螺母的計算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(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(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(shè)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(xiàn)相對滑動，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。由于托杯在起重時不轉(zhuǎn)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。當聯(lián)接結(jié)合面材料為木頭時，取sp=2MPa。4 手柄設(shè)計與計算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(shù)，可取螺旋驅(qū)動力矩驅(qū)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(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1馬履中.機械原理與設(shè)計下冊.北京: 機械工業(yè)出版社,2009.22清華大學工程圖學及計算機輔助設(shè)計教研