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机制 081 胡凯雷 30806110095—11 设计简单千斤顶的螺纹和螺母的主要尺寸。起重量为 20000N，起重高度为 150mm，材料自选。解：1.、螺杆的设计与计算（1）选用材料。螺杆材料选用 45 号钢， =300MPa。查表确定需用[p]=15MPa。 （2）确定螺纹牙型。梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本设计采用梯形螺纹。（3）按耐磨性计算初选螺纹的中径。因选用梯形螺纹且螺母兼作支承,故取 =2.5,根据教材式(5--43)得mm (4)按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。根据第四强度理论,其强度条件为 但对中小尺寸的螺杆,可认为,所以上式可简化为 式中,A 为螺杆螺纹段的危险截面,A=;S 为螺杆稳定性安全系数,对于传力螺纹,S=3.5—5.0；对于传导螺旋,S=2.5—4.0;对于精密螺杆或水平,S>4.本千斤顶取值 S=5.故mm(5) 综合考虑,确定螺杆直径.比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果,可知本例螺杆直径的选定应以抗压强度计算的结果为准,按国家标准 GB/T5796—1986 选定螺杆尺寸参数:公称自径 d=24mm,螺纹外径;螺纹内径;螺纹中径;螺纹线数 n=1,螺距 P=5mm.(6) 校核螺旋的自锁能力。对传力螺纹传动来说,一般应确保自锁性要求,以避免事故.本螺旋的材料为钢,螺母的材料为青铜,钢对青铜的摩擦系数 f=0.09(查<<机械设计手册>>).因梯形螺纹牙型角=,,所以因,可以满足自锁要求.注意:若自锁型不足,可增大螺杆直径或减小螺距进行调整.(7) 螺纹牙的强度计算.由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度,因此只需要校核螺母螺纹的牙根强度.(8)螺杆的稳定性计算.当轴向压力大于某一临界值时,螺杆会发生测向弯曲,丧失稳定性.取 B=40mm, 则螺杆的工作长度 螺杆危险截面的惯性半径 螺杆的长度系数:按一端自由,一端固定考虑,取 螺杆的柔度: 因此本例螺杆 40<<100,为中柔度压杆,其失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得所以满足稳定性要求.2、螺母的设计与计算 (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,次选青铜。此螺母要兼作支撑，因选,所以取为 54mm.螺纹圈数计算: 螺纹圈数最好不要超过 10 圈,因此宜作调整.一般手段是在不影响自锁性要求的前提下,可适当增大螺距 P,而本螺杆直径的选定以抗压强度计算结果为准,耐磨性已相当富裕,所以可适当减低螺母高度.现取螺母高度 H=50mm,则螺纹圈数 z=10,满足要求.(2) 螺纹牙的强度计算.根据教材表 5—13,对于青铜螺母30—40MPa，这里取=30MPa，由教...