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1、 螺旋式千斤顶装置设计学院：机械工程学院专业：机械电子工程学号：025101512021姓名：周雪琪指导教师：唐伟日期：2012年9月21日目录摘 要41 绪论11.1起重机的概述11.2千斤顶设计的目的及意义22 千斤顶的概述及方案选择32.1 千斤顶的种类32.2 千斤顶的结构和技术规格42.3千斤顶的工作原理及方案确定53 螺旋传动的设计与计算73.1螺旋传动的应用和类型73.2螺旋传动的结构和用途93.3螺旋传动的计算103.4螺旋传动的设计和选材113.5螺旋机构耐磨性的计算123.6螺母螺纹牙的计算143.7螺杆强度和稳定性的校核143.8自锁性的校核164螺旋千斤顶本体的设计17
2、4.1螺杆螺纹类型的选择184.2选取螺杆的材料184.3确定螺杆直径184.4自锁验算204.5螺杆结构204.6螺杆强度计算214.7稳定性计算224.8选取螺母材料234.9确定螺母高度H及螺纹工作圈数u234.10校核螺纹牙强度234.11螺母与底座孔配合254.12托杯的设计与计算264.13手柄材料274.14手柄长度Lp274.15手柄直径dp294.16结构294.17底座设计305使用千斤顶的考前须知316 设计总结32致谢33参考文献34摘 要摘要：本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，
3、对它进行了精确地计算。 由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价本钱低，所以在日常生活中被广泛应用。本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。制造方法以及产品运行，使用和维修方法。现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改良过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。螺旋千斤顶主要是有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、托杯的零部件组装而成的。在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设计与选材最为重要；并且重点运用了机
4、械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘图工具AoutCAD等。关键词：螺旋传动，体积小，方便，本钱低Abstract：From the screw jack design and selection of components and other aspects, described the whole process of its design. Especially in process planning, the use of a large number of scientific processing theory and formula, it was precisely calcu
5、lated. As a small screw jack lifting equipment, small size and portability, cost and low cost, so widely used in daily life.This design is both a product key in the development cycle, there is throughout the product development process from beginning to end. Design decisions to achieve product featu
6、res and objectives of the program, structure and selection. Methods and products to run, use and maintenance methods. The requirements of modern machinery not traditional mechanical products, much higher, thus improving the process of product development and only in-depth application of modern desig
7、n theory, methods and technologies to meet increasingly stringent modern requirements of mechanical products, increase its market Competitiveness.There is a screw jack screw key, handle, base, screw sets, rotating rods, gear ring, care Cup assembled from parts. In this design process, the calculatio
8、n of the screw drive and the parts most important to the design and selection; and focus on the use of the knowledge of mechanical design, in addition to use of CAD tools AoutCAD and so on.Key words: screw drive, small size, convenient, low cost1 绪论1.1起重机的概述起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率
9、的重要工具和设备。起重机是机械化作业的重要物质根底，是一些工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑施工工地，以及海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的生产力要素，在生产中进行着高效的工作，构成合理组织批量生和机械化流水作业的根底，是现代化生产的重要标志之一。在某些关键岗位上增加一两台起重设备，劳动生产率就会成倍的增长。起重机的驱动多为电力，也可用内燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。起重机械由运动机械、承载机构、动力源和控制设备以及平安装备、信号指示装备等组成；是一种以间歇作业方式对物料进行起升，下降和水平移动的搬运机械。起重机械的作业通常带有重复
10、循环的性质。一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载，然后返回原处等环节。起重机械广泛用于交通运输业、建筑业、商业和农业等国民经济各部门及人们日常生活中。起重机的驱动多为电力，也可用内燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。起重机械的工作特点：1起重机械通常结构庞大，机构复杂，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动；2所吊运的重物多种多样，载荷是变化的；3大多数起重机械，需要在较大的空间范围内运行，有的要装设轨道和车轮，有的要装上轮胎或履带在地面上行走，有的需要在钢丝绳上行走4有的起重机械需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动；5暴露的、活动的零件较多，且常
11、与吊运作业员直接接触，潜在平安隐患；6作业环境复杂；7作业中常常需要多人配合，共同进行；起重机械的上述工作特点，决定了它与平安生产的关系很大。如果对起重机械的设计、制造、安装使用和维修等环节上稍有疏忽，就可能造成伤亡或设备事故。一方面造成人员的伤亡，另一方面也会造成很大的经济损失。1.2千斤顶设计的目的及意义而千斤顶又属于起重机械的一种。千斤顶是一种起重高度小(小于1)的最简单的起重设备。因此我在毕业设计的过程中联想到了千斤顶，而千斤顶的种类又有假设干，我选择了螺旋式千斤顶的设计，其主要根据在于此种类型的千斤顶在生活中应用广泛，结构相对简单，能够利用大学所学的机械专业知识进行相关设计，它能让我
12、把大学所学的专业知识融合在一起，对以后的工作有很大的帮助，其目的是探索生活中的点点滴滴，把自己所学的知识运用到生活当中去，通过课题的设计过程原理及其总体方案使我把学校中学习的理论应用到实际当中去，并检验自己所学习过的知识，让理论在实践中丰富，用实践证实自己的理论。我主要的工作就是用自己所学的机械原理、机械设计对螺旋式千斤顶进行完整的校核及其设计，包括传动类型、材料选择、受力校核、耐磨性校核、稳定性预测等各项工作。2 千斤顶的概述及方案选择千斤顶又叫举重器、顶重机、顶升机等，是一种用比拟小的力就能把重物顶升、下降或移位的简单起重机具，也可用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。千斤顶主要用于厂矿、
13、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧巩固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备，千斤顶的顶升高度一般为400mm，顶升速度一般为10-35mm/min，起重能力最大可达500t。2.1 千斤顶的种类千斤顶按其构造及工作原理的不同，通常分为机械式和液压式，机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，其中螺旋式千斤顶和液压式千斤顶较为常用；由于起重量小，操作费力，所以螺旋千斤顶一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升
14、速度慢。液压千斤顶主要由油室、油泵、储油腔、活塞和摇把等组成，工作时，用千斤顶的手动摇把驱动油压泵，将工作油压入油室，推动活塞上升或下降，进而顶起或下落重物。在工程施工时，YQ型手动液压千斤顶使用较多。这种千斤顶质量轻，效率高，使用和搬运也比拟方便，它又可以分为通用和专用两类。专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活塞及弹簧等局部组成。它的特点是：沿拉伸机轴心有一穿心孔道，钢筋(或钢丝)穿入后由尾部的工具锚固。螺旋式千斤顶又分为：固
15、定式螺旋式千斤顶、LQ型固定式螺旋千斤顶和移动式螺旋千斤顶三大类。1固定螺旋式千斤顶有普通式和棘轮式两种，在作业时，未卸载之前不能作平面移动；2LQ型固定螺旋式千斤顶结构紧凑、轻巧，使用方便。它有棘轮组、大小锥齿轮、升降套筒、锯齿形螺杆、主架等组成；当往复搬动手柄时，撑牙推动棘轮组间歇回转，小锥齿轮带动大锥齿轮，使锯齿形螺杆旋转，从而使升降套筒上升或下降。由于推力轴承转动灵活，摩擦力小，因而操作灵敏，工作效率高。3移动式螺旋千斤顶是一种在顶升过程中可以移动的千斤顶，在作业时，它的移动主要是靠其底部的水平螺杆转动，从而使顶起或下降的重物连同千斤顶一同做水平移动。因此，移动式螺旋千斤顶在设备安装施
16、工中用来就位便很使用。如以下图：2.1 螺旋千斤顶齿条千斤顶主要由齿条和棘轮等组成，工作时，由1-2人转动千斤顶上的手柄，利用齿条的顶端顶起高处的重物。同时，也可用齿条的下脚，顶起低处的重物。另外，在千斤顶的手柄上备有制动时需要的齿轮。千斤顶已实施出口产品质量许可制度，未取得和质量许可证的产品不准出口。2.2 千斤顶的结构和技术规格油压千斤顶按其结构、用途分为如下两种： 立式螺纹连接结构的油压千斤顶，其代号的表征字母为qyl。 立卧两用油压千斤顶，其代号的表征字母为qw。螺旋千斤顶按其结构和使用场所分为： 普通型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为ql。 普通高型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlg
17、。 普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qld。 钩式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlg。 剪式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlj。 自落式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlz。表2.1 移动式螺旋千斤顶技术规格轻重量t顶起高度mm螺杆落下最小高度mm水平移动距离mm自重kg825051017540102805403008012.5300660300851534566030010017.5350660360120203606803601452536069037016530360730370225表2.2 齿条千斤顶的技术规格型号01型02型起重量t静负荷1515动负荷1010最大起重高度
18、mm280330钩面最低高度mm5555机座尺寸长宽,mm260166260166外形尺寸长宽高，mm370166525414166550自重kg26252.3千斤顶的工作原理及方案确定千斤顶有机械千斤顶和液压千斤顶等几种，原理各有不同。从原理上来说，液压传动所基于的最根本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比拟小的活塞上面施加的压力比拟小，而大的活塞上施加的压力也比拟大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以到达一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来到达力的传递。螺旋千斤顶是通过往复扳
19、动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而到达起重拉力的功能，但不如液压千斤顶简易。基于这次课题设计的要求及其原理分析，我选择了通用机械式螺旋千斤顶作为这次的设计题目，在传动方面选择螺纹传动，在设计中可以很好的利用其自锁性，同时螺纹的制造相对简单，本钱低。螺旋式千斤顶的总体设计思路是，通过直接的人力1-2人转动手柄，利用螺纹传动的原理使螺母、螺杆、螺套直接发生相对位移从而到达举高物体的目的，在设计的过程中还需进行各种计算，比方说耐磨强度，自锁性校核等等。3 螺旋传动的设计与计算3.1螺旋传动的应用和类型螺旋传动是利用螺杆丝杠和螺母组成
20、的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点，在工业中获得了广泛应用。1按螺杆与螺母的相对运动方式，螺旋传动可以有以下四种运动方式：螺母固定不动，如图(a)螺杆转动并往复移动，这种结构以固定螺母为主要支承，结构简单，但占据空间大。常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。螺母转动，如图(b)螺杆做直线移动，螺杆应设防转机构，螺母转动要设置轴承均使结构复杂，且螺杆行程占据尺寸故应用较少。螺母旋转并沿直线移动，如图(c)由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。有些钻床工作台采用了这种方式。螺杆转动，如图(
21、d)螺母做直线运动，这种运动方式占据空间尺寸小，适用于长行程螺杆。螺杆两端的轴承和螺母防转机构使其结构较复杂。车床丝杠、刀架移动机构多采用这种运动方式。 (a) (b) (c) (d)图3.1 运动方式本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图a的运动方式，即螺母固定不动。2按照用途不同，螺旋传动分为三种类型。传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，工作速度较低，通常要求具有自锁能力，以下图3.2螺旋压力机均为传力螺旋。图3.2 螺旋压力机传导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高，传动精度要求较高，以下图3.3为机床进给机构的螺旋。图3
22、.3 传导螺旋调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般不经常转动，要求能自锁，有时也要求很高精度，如带传动张紧装置、机床卡盘和精密仪表微调机构的螺旋等。本次设计的螺旋千斤顶就是运用了传力螺旋这种传动类型。3.2螺旋传动的结构和用途按照螺旋副摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为滑动摩擦螺旋传动简称滑动螺旋、滚动摩擦螺旋传动简称滚动螺旋和静压滑动螺旋传动简称静压螺旋。滑动螺旋传动又分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动，且应用较广，其特点是结构简单，制造方便，本钱低；易于实现自锁；运转平稳。缺点在于当低速或进行运动微调时可能出现爬行现象；摩擦阻力大，传动效率低一般为30%50%；螺纹通常采用梯形螺纹和
23、锯齿形螺纹有侧向间隙，反向时有空行程；磨损较大。广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构，如此次设计过程中千斤顶的传力螺旋。滚动螺旋也称滚珠丝杠，其特点是摩擦阻力小，传动效率高90%以上；运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动；螺旋副经调整和预紧可实现高精度定位精度和重复定位精度；传动具有可逆性，如果运用于禁止逆转的场合，需要加设防逆转机构；不易摩擦，使用寿命长。缺点为结构复杂，制造困难；抗冲击能力差。应用于精密和数控机床、测试机械、仪器的传动和调整螺旋，车辆、飞机上的传动螺旋。滚动螺旋传动特点：传动效率高，传动精度高，起动阻力矩小，传动灵活平稳，工作寿命长。滚动螺旋传动应用于机床、汽车、拖拉机、
24、航空军工等制造业。滚动螺旋传动按滚珠循环方式分为：内循环：滚珠始终和螺杆接触，两个封闭循环回路有两个反向器，三个封闭循环回路有三个反向器。特点：流动性好，效率高，经向尺寸小。外循环：别离，工艺性好，分为螺旋式，插管式，挡珠式。静压螺旋传动螺杆与螺母被油膜隔开，不直接接触。具有摩擦阻力小，传动效率高达99%；螺母的结构复杂；运转平稳，无爬行现象；传动具有可逆性不需要时应加设防逆转机构；反向时无空行程，定位精度高，轴向刚力大；磨损小，寿命长等优点。其缺点为结构复杂，制造较难，需要一套压力稳定，供油系统要求高。应用于精密机床的进给、分度机构的传动螺旋。3.3螺旋传动的计算在螺旋传动中，结构最简单应用
25、最广泛的是滑动螺旋，滑动螺旋副工作时，主要承受转矩和轴向拉力或压力的作用，由于螺杆和螺母的旋合螺纹间存在着较大的相对滑动，因此，其主要失效形式是螺纹牙破损。滑动螺旋的根本尺寸通常根据耐磨条件确定。对于传力螺旋还应校核螺杆危险截面的强度；对于青铜或铸铁螺母以及承受重载的调整螺旋应校核其自锁性；对于精度传动螺旋应该校核螺杆的刚度；对于受压螺杆，当其长径比很大时，应校核其稳定性；对于高速长螺杆，应校核其临界转速；要求自锁时，多采用单线螺纹，要求高效时，多采用多线螺纹。1一般螺旋机构的计算一般螺旋机构当螺杆转角rad时，螺母轴向移动的位移Lmm为: L=S/2 式3.1那么式中S为螺旋线导程mm。如果
26、螺杆的转速为n(r/min)时，那么螺母移动速度v(mm/s)为:V=Sn/60 式3.2 2差动螺旋机构与复式螺旋机构的计算1-机架 2-螺杆 3-螺母 4-导向杆图3.4 差动螺旋机构上图的螺旋机构中，螺杆1上有A、B两段螺旋，A段螺旋导程为SAmm，B段螺旋导程为SBmm，两者旋向相同，那么当螺杆转角rad时，螺母轴向移动的位移Lmm为： L=SA-SB/2 式3.3 如果螺杆的转速为n(r/min)时，那么螺母移动速度v(mm/s)为： L=SA-SBn/60 式3.4由上式可知：当A、B两螺旋的导程SA、SB接近时，螺母可得到微小位移，这种螺旋机构称为差动螺旋机构又称微动螺旋机构，常
27、用于分度机构、测微机构等。如果两螺旋的旋向相反，那么螺母轴向移动的位移L为：L=SA-SB/2 式3.5移动速度为： VSA-SBn/60 式3.6这种螺旋机构称为复式螺旋机构，适合于快速靠近或离开的场合。滑动螺旋传开工作时，螺杆和螺母主要承受转矩和轴向载荷拉力或压力的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。滑动螺旋传动的主要失效形式是螺纹磨损。因此，通常根据螺旋副的耐磨性条件，计算螺杆中径及螺母高度，并参照螺纹标准确定螺旋的主要参数和尺寸，然后再对可能发生的其他失效逐一进行校核。3.4螺旋传动的设计和选材滑动螺旋的结构包括螺杆、螺母的结构形式及其固定和支承结构形式。螺旋传动的工作
28、刚度与精度等和支承结构有直接关系，当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋，可以采用螺母本身作为支承的结构。当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋丝杠等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆工作刚度。螺母结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单，但由磨损而产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的场合中使用。对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙并补偿旋合螺纹的磨损，通常采用组合螺母或剖分螺母结构。利用螺钉可使斜块将其两侧的螺母挤紧，减小螺纹副的间隙，提高传动精度。传动用螺杆的螺纹一般采用右旋结构，只有在特殊情况下采用左旋螺纹。螺杆和螺母材料应具有较
29、高的耐磨性、足够的强度和良好的工艺性。表3.1 螺杆与螺母常用的材料螺纹副材料应用场合螺杆Q235 Q275 45 50轻载、低速传动。材料不热处理40Gr 65Mn 20GrMnTi重载、较高速。材料需经热处理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密传导螺旋传动。材料需经热处理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般传动ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重载、低速传动。尺寸较小或轻载高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内空浇铸巴士合金或青铜3.5螺旋机构耐磨性的计算耐磨性计算尚无完善的计算方法，目前是通过限制螺纹副接触面上的压强作为计算条件，其校
30、核公式为：PP 式3.7式中，F为轴向工作载荷N；A为螺纹工作外表投影到垂直于轴向力的平面上的面积mm；d2为螺纹中径(mm)；P为螺距(mm)；h为螺纹工作高度(mm)，矩形与梯形螺纹的工作高度h=0.5P,锯齿形螺纹高度h=0.75P；z=H/P为螺纹工作圈数，H为螺纹高度(mm)，p为许用压强(MPa)。表3.2 滑动螺旋传动的许用压强螺纹副材料滑动副速度/(mmin-1)许用压强/MPa钢对青铜低速151825111871012钢-耐磨铸铁61268钢-灰铸铁2.4612131847钢-钢低速7.513 淬火钢-青铜6121013注：4。临界载荷FC与螺杆的柔度及材料有关，根据=的大小
31、选用不同的公式计算。当8590时，根据欧拉公式计算，即： 式3.15当8590时；对b380MPa的碳素钢如Q235、Q275Fc=(304/1.12) 式3.16当8590时，对b470MPa的优质碳素钢如355、45Fc=(461/2.57) 式3.17当40时，无需进行稳定性计算。式中FC为临界载荷N；E为螺杆材料的弹性模量MPa，对于钢E=2.06105；I为危险截面的惯性矩mm4，I=，d1为螺杆螺纹内径(mm)；为长度系数，与螺杆端部结构有关，L为螺杆最大受力长度(mm)；i为螺杆危险截面的惯性半径(mm)，i=。 式3.18表3.4 长度系数的选择螺杆端部结构两端固定0.5一端固
32、定，一端不完全固定0.6一端固定，一端自由如千斤顶2一端固定，一端铰支如压力机0.7两端铰支如传导螺杆1注：用以下方法确定螺杆端部的支撑情况：采用滑动支承时：lo为支承长度，do为支承孔直径，lo/do3固定。采用滚动支承时：只有径向约束时为铰支；径向和轴向都有约束为固定。注：用以下方法确定螺杆端部的支撑情况：采用滑动支承时：lo为支承长度，do为支承孔直径，lo/do3固定。采用滚动支承时：只有径向约束时为铰支；径向和轴向都有约束为固定。3.8自锁性的校核 对于要求自锁的螺旋传动，应校核是否满足自锁条件，即： 式3.19式中，fV为螺纹副的当量摩擦系数表3.5 螺旋传动螺旋副的当量摩擦系数f
33、V定期润滑螺旋副材料钢和青铜钢和耐磨铸铁钢和铸铁钢和钢淬火钢和青铜0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.084螺旋千斤顶本体的设计斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成见图11。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸那么是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。4.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角=30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的根本牙形按GB/T5796.1
34、2005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。4.2选取螺杆的材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。在此选用的是55钢。4.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。 计算过程： 滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力p。F(KN):作用域螺杆的轴向力A()螺纹承压面积螺纹的中径h螺纹的高度P螺纹的螺距H螺母的高度由于，所以有；对于等腰梯形螺纹，有，一般取1.23.5,所以此处取2.5因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢，由查表可知，许用压力p
35、取为10MPa。螺杆螺纹中径，根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.22005和表GB/T5796.32005有：公称直径，螺距，螺杆小径，螺杆中径，螺母大径，螺母小径，螺母中径，螺母高度，旋合圈数。4.4自锁验算自锁条件是yjv式中：y为螺纹中径处升角；rv为当量摩擦角当量摩擦角rv=arctanmv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1。:当量摩擦系数；：摩擦系数；：牙侧角，。摩擦系数由查表可知，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。至少为，所以有，符合自锁条件。4.5螺杆结构螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄
36、孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。由后面的计算可知手柄的直径=30mm，所以。为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1约小0.20.5mm。退刀槽的宽度可取为1.5P=15mm。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。4.6螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公式(6.23)，其中扭矩，式中为螺纹中径处升角，为当量摩擦角。对受力
37、较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度：或FN螺杆所受的轴向压；A：螺杆螺纹的危险截面面积； ：螺杆螺纹段的抗扭截面系数；mm螺杆螺纹小径；T；s(MPa)：螺杆材料的许用应力，由前面可知螺杆的材料是55号钢，查表得其屈服强度，所以其许用应力，由于千斤顶的载荷是稳定的，许用应力取最大值有。计算：那么有：，符合强度计算的条件。4.7稳定性计算细长的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，s=m l/i，m为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取lH+5
38、P+(1.41.6)d，i为螺杆危险截面的惯性半径，假设危险截面面积A=pd12/4，那么(I为螺杆危险截面的轴惯性矩)，当螺杆的柔度s40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。临界载荷，EMPa：螺杆材料的拉压弹性模量，;I：螺杆危险截面的惯性矩，。该千斤顶一螺母座位支承时，作不完全固定支承，另一端有径向和轴向约束，为固定支承，所以端部职称情况是一端固定，一端不完全固定。因此。；，所以经过计算螺杆稳定。4.8选取螺母材料螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。该千斤顶螺母材料采用45号钢。4.9确定螺母高度H及螺纹工作圈数u螺母高度H=d2，螺纹工作圈数，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1.5(u应圆整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否那么应改选螺母材料或加大d。螺母高度由下式计算：H= ut。，实际螺纹圈数，实际螺母高度。4.10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。螺母的其它尺寸见图13。必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。如图有：螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，股只需校核螺母的螺纹牙强度。假设螺母每圈螺纹 所承受的平均压力为，并作用再螺纹中径为