螺旋千斤顶毕业设计(编辑修改稿)

螺旋千斤顶毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

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。 滑动螺旋的结构及材料 滑动螺旋的结构 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。 图 24 为组合螺母的一种结构形式，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。 螺杆与螺母常用材料 螺杆和螺母材料应具有较高的耐磨性、足够的强度和良好的工艺性。 螺杆与螺母常用材料见表 21。 表 21 螺杆与螺母常用材料 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，江苏科技大学本科毕业设计（论文） 9 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 耐磨性计算 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 p 作为计算条件，其校核公式为  phHdFPhzdFAFp  22 ///  (27) 式中， F 为轴向工作载荷（ N）； A 为螺纹工作表面投影到垂 直于轴向力的平面上的面积（ mm178。 ）； 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=,锯齿形螺纹高度 h=。 z=H/P 为螺纹工作圈数， H 为螺纹高度(mm)， [ p ]为许用压强 (MPa)，见表 22 表 22 滑动螺旋传动的许用压强 [p ] 螺纹副材料 滑动副速度 /(mmin) 许用压强 /MPa 钢对青铜 低速 6~12 15 18~25 11~18 7~10 1~2 钢 耐磨铸铁 6~12 6~8 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 10 钢 灰铸铁 6~12 13~18 4~7 钢 钢 低速 ~13 淬火钢 青铜 6~12 10~13 注： 248。 或人力驱动时， [p]可提高 20%；螺母为剖分式时， [p]应降低 15%20%。 为便于推导设计公式，令 2/dH ，代入式（ 27）整理后得螺纹中径的设计公式为  phQPd /2  (28) 对矩形、梯形螺纹， Ph  ，则  pFd /  (29) 对锯齿形螺纹， Ph  ，则  pFd /  (210) 248。 值根据螺母的结构选取。 对 于整体式螺母，磨损后间隙不能调整，通常用于轻载或精度要求低的场合，为使受力分布均匀，螺纹工作圈数不宜过多，宜取 248。 =～。 对于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力较大，可取 248。 =～ ； 传动精度高或要求寿命长时，允许 248。 =4。 根据公式计算出螺纹中径 d2后，按国家标准选取螺纹的公称直径 d 和螺距 P。 由于旋合各圈螺纹牙受力不均，故 z 不宜大于 10。 螺母螺纹牙的强度计算 螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。 由于一般情况下螺母材料的强度比螺杆低，因此只需校核螺母螺纹牙的强度。 假设载荷集中作用在螺纹中 径上，可将螺母螺纹牙视为大径 D处展开的悬臂梁（图 24），螺纹牙根部 aa 处的弯曲强度校核公式为  bb zDbFh   2/3 (211) 剪切强度校核公式为 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 11    DbzF / (212) 式中， F、 h、 z 同式（ 16）； D 为螺母螺纹的大径 (mm)； b 为螺母螺纹牙根部宽度 (mm)；可由国家标准查得，也可取矩形螺纹 Pb  ，梯形螺纹 Pb  ，锯齿形螺纹 Pb  ；[σ] 、 [b]、 [τ]分别为螺母螺纹牙的许用弯曲应力和许用切应力 (MPa)，见表 23 表 23 滑动螺旋副材料的许用应力 项目 许用应力 / MPa 钢制螺杆 [σ]=σS/3~5 σS为材料的屈服极限 / MPa 螺母 材料 许用弯曲应力 [σb] 许用切应力 [τ] 青铜 40~60 30~40 耐磨铸铁 50~60 40 铸铁 45~55 40 钢 （ ~） [σ] [σ] 若螺杆与螺母的材料相同，由于螺杆螺纹的小径 d1 小于螺母螺纹的大径 D，故应校核螺杆螺纹牙的强度，这时公式中的 D 应改为 d1。 螺杆强度校核 螺杆受轴向力 F 及转矩 T 的作用，危险截面上受拉（压）应力 σ 和扭转切应力 τ。 根据第四强度理论， τ 螺杆危险截面的强度校核公式为        23122122 16//3/43 dTdFca (213) 式中， d1为螺杆螺纹的小径（ mm）； [σ]为螺杆材料的许用应力（ MPa），见表 23； T为螺杆所受转矩 (Nm)； 可 由 公式计算   2/ta n2   FdT。 螺杆稳定性校核 对于长径比大的受压螺杆，当轴向力 F 超过某一临界载荷 FC时，螺杆可能会突然产生侧向弯曲而丧失稳定。 因此，对细长螺纹应进行稳定性校核。 螺杆的稳定性条件为 SFFC / (214) 式中， S 为稳定性安全系数，对于传力螺旋取 S=～ 5；对于传导螺旋取 S=～ 4；对于精密螺杆或水平螺杆取 S4。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 12 临界载荷 FC与螺杆的柔度 γ 及材料有关，根据 iL/ 的大小选用不同的公式计算。 当 90~85 时，根据欧拉公式计算，即  2/ LEIFc  (215) 式中， FC为临界载荷（ N）； E 为螺杆材料的弹性模量（ MPa），对于钢 MpaE  ；I 为危险截面的惯性矩（ mm4）， 64/41dI  ， d1为螺杆螺纹内径 (mm)； μ 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)，4//4 121 ddIi   当 γ85～ 90 时；对 σb≥380MPa 的碳素钢（如 Q23 Q275）   4/ 21dF c  (216) 当 γ85～ 90 时，对 σb≥470MPa 的优质碳素钢（如 Q35 45）   4/ 21dF c  (217) 当 γ40 时，无需进行稳定性计算。 表 24 长度系数 μ 螺杆端部结构 μ 两端固定 一端固定，一端不完全固定 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） 两端铰支 （如传导螺杆） 1 注：用下列办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/do 铰支； lo/do=～ 3 不完全固定； 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。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 13 自锁性校核 对于要求自锁的螺旋传动，应校核是否满足自锁条件，即 vv  arctan (218) 式中， ƒν为螺纹副的 当量摩擦系数，见表 25 表 25 螺旋传动螺旋副的当量摩擦系数 ƒν（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 ƒν ～ ～ ～ ～ ～ 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 14 第三章 千斤顶的工作原理及设计 千斤顶的概述 千斤顶是一种起重高度小 (小于 1ｍ )的最简单的起重设备。 它有机械式和液压式两种。 机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，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，起升速度慢。 液压千斤顶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、顶压活塞及弹簧等部分组成。 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。 千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工 作。 其结构轻巧坚固、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。 千斤顶按工作原理分为： (1) 螺旋千斤顶：采用螺杆或由螺杆推动的升降托杯作为刚性顶举件的千斤顶。 (2) 齿条千斤顶：采用齿条作为刚性顶举件的千斤顶。 (3) 油压千斤顶：采用柱塞或液压缸作为刚性顶举件的千斤顶。 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。 千斤顶的种类和规格 油压千斤顶的结构、用途 油压千斤顶 按其结构、用途分为如下两种： ① 立式螺纹连接结构的油压千斤顶，其代号的表征字母为 qyl。 ② 立卧两用油压千斤顶，其代号的表征字母为 qw。 第一位为型式代号， qyl、 qw。 第二位为额定起重量， t。 第三位为行程代号， g：表示高行程； d：表示低行程；普通型无表示。 油压千斤顶的基本参数应符合表 31 中规定。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 15 表 31 油压千斤顶基本参数 型号 额 定 起 重 量 最 低 高 度 h 起 升 高 度 h1 ≥ 调 整 高 度 h2 ≥ 活 塞 直 径 泵 心 直 径 起 升 进 程 ① ≥ 手 柄 长 度 公 称 压 力 手 柄 ② 操 作 力 ≤ 活 塞 杆 压 下 力 ≤ 净 重 ③ t mm mpa n kg 158 90 60 24 50 450 330 220 195 125 30 32 550 qyl5g 5 232 160 80 36 12 22 620。