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（3）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。 （4）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D=50mm H=5mm (GB/T891-1986) D?50mm,H?5mm，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000) M8?20固定在螺杆端部。 2.1.6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，强度计算公式为： M8?20 ?ca??2?3?2?()2?3(14TF2?3()2?[?] Ad1FAT2)?[?]WT或?ca?????)其中扭矩T?Ftan(d2（上式中?为螺纹中径处升角，??为当量摩2 5
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擦角） 由已知：F=55kN 20 T= T=Ftan(Ψ+φv)d2/2=55000*tan(3.6960+5.9110)*34.5/2=160588.3N?mm 160588.3 NA=1?d2=934.35mm2 330 42?mm43.183m则有： 1?ca?AF2?3(4Td12)≈65.1MPa<[?]?88.75MPa 77 p A=934.35 mm2 螺杆计算强 2.1.7稳定性计算 细长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。 度： Fcr/F?2.5~4 螺杆的临界载荷Fcr与柔度?s有关 其中?s??l/i；当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。 ?ca?1A4T()?3Fd122=65.1MPa 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。故取??2 l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l＝ H+5P+(1.4~1.6)d，故按下式计算： l=H+5P+1.5d=220+5*7+1.5*38mm=312mm 198.75 螺杆危险截面的惯性矩，I??d1=3.14*30/64mm 6444??2 =39740.6mm 则i?4Id1??7.5mm A4l=H+5P+1.5d=312mm I=39740.6m将以上数据代入柔度计算公式，得 ?s??lim4 i?I?d1?A4?2*312/7.5=83.2＞40 故应进行稳定性校核。 螺杆选为淬火钢，当 由公式知： ?s<83.2时 7.5mm 柔度： ?6
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2490?d1?临界载荷Fcr? 21?0.0002??483.5＞40 490??34.52??190762.4N =21?0.0002?844ssc?Fcr?3.47﹥2.5~4.0=s sFFcr = 190762.4N 所以经过计算螺杆稳定。 Fcr??sscF3.47﹥ 螺母材料： 2.2螺母设计计算 2.2.1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。 此题中选择螺母材料选为ZCuSn10P1铸锡青铜。 2.2.2确定螺母高度H'及工作圈数u' s sZCuSn10P1H?螺母高度H'??d2，螺纹工作圈数u?，考虑退刀槽的影响，实际螺P铸锡青铜 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，否则应改选螺母材料或加大d。螺母高度由下式计算：H?= u?t 具体计算过程如下： 螺母高度：H＇=φd2=1.5*34.5mm=51.75mm 螺纹工作圈数：u=H＇/P=51.75/7mm=7.39mm 考虑退刀槽的影响，取实际工作圈数为 u'=u+1.5=7.39+1.5mm=8.89mm u'应当圆整，又考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于9，故取 u'=9（圈） H＇＝u'P=9*6mm=54mm 2.2.3校核螺纹牙强度 根据GB/T5796.3—2005得螺母基本尺寸如下： 螺母大径：D=d+1=38+1mm=39mm
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Hu=7.39mm 圆整后， ＇=51.75mm u'=8.89 H＇=54mm 螺母大径： 千斤顶设计说明书
螺母小径：D1=d-6=38-6mm=32mm 螺母中径：D2=d2=34.5mm 由图1—3得： D3=（1.6~1.8）D=1.7*39mm=66.3mm D4=（1.3~1.4）D3=1.35*66.3mm=89.505mm D=d+1=39mm 螺母小径： D1=d-6=32'Ha? =54/3mm=18mm 3螺母的其它尺寸见图1―3，螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。 （1） 剪切强度校核 假设螺母每圈螺纹 所承受的平均压力为mm 螺母中径： D2 =34.5mm D3=66.3mm F，并作用在螺纹中径为直径的D4=89.505umm F?[?] 圆周上，则螺纹牙危险截面的剪切强度条件为： ???Dbu?对于梯形螺纹，查表得：[?]?30~40MPa a?H 3b=0.65P=0.65*7mm=4.55mm则剪切强度为： 55000???10.97MPa﹤??? π?39?4.55?9故满足剪切强度条件。 （2）弯曲条件校核 螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为??=18mm b=4.55mm 剪切强度验算： 6Fl?[?b]； ?Db2u??10.97MPa﹤??? 弯曲力臂：l=2 .25mm 强度条件验算： D?D239?34.5弯曲力臂：l??mm?2.25mm 22螺母材料的许用弯曲应力，查表得： [?b]?40~60MPa； 将数据带入弯曲强度条件公式，得： ??6Fl6?55000?2.25=32.54MPa??b ?πDb2u3.14?39?4.55?4.55?9??经验算，符合弯曲强度条件。 ??32.54MPa??b ??
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图1—3 2.2.4螺母与底座孔配合 （1）采用H8配合； r7（2）为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）做出倒角； （3）为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉选择的是（GB/T71—1985）M8?25。 2.3托环的设计与计算 2.3.1托杯材料的选择 选择托环材料为Q235钢。 2.3.2结构设计 托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1―4。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。 2.3.3接触面强度校核 当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面
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紧定螺钉： M8?25 托杯材料：Q235