[梯形丝杠螺母]山东梯形螺杆的设计与计算
[更新时间：2013-03-13 点击次数：5351 ]
设计的原始数据是；最大起重量Q=60KN和最大提升高度H=230mm。
项目
计算及说明
结果
1.螺杆的设计与计算
1.1螺杆螺纹类型的选择
1.2选取螺杆的材料
1.3确定螺杆直径
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α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹。
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是Q275
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。
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]。
对于等腰梯形螺纹， ，有 ， 一般取1.2~3.5,所以此处 取1.5
许用压力[p]取为20MPa。
螺杆螺纹中径 ，根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.3—2005取：
公称直径 ，螺距 ，螺杆小径 ，螺杆中径 。
牙形角α=30º的单线梯形螺纹
螺杆材料：Q275
=1.5
[p]=10MPa
螺杆尺寸：
P=7mm
项目
计算及说明
结果
1.4自锁验算
1.5结构（见图1―2）
自锁条件是λ≤φv
式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1fv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l°
符合自锁条件。
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。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp十0.5mm。由后面的计算可知手柄的直径 =29mm，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小。 。
退刀槽的宽度可取为1.5P=10.5mm。
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。
符合自锁条件
1.5P=10.5mm
挡环
=5mm
紧定螺钉
项目
计算及说明
结果
1.6螺杆强度计算
1.7稳定性计算
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(5-47)，其中扭矩 ，式中 为螺纹中径处升角， 为当量摩擦角。
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度：
或
F（N）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：
则有：
，符合强度计算的条件。
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，计算时应注意正确确定螺杆长度系数μ。
当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。
长度系数 =0.6
螺杆危险截面的惯性半径
螺杆工作长度l=270.5mm
则柔度
，
符合强度计
算的条件。
螺杆稳定。
设计的原始数据是；最大起重量Q=60KN和最大提升高度H=230mm。
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项目 |
计算及说明 |
结果 |
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1.螺杆的设计与计算 1.1螺杆螺纹类型的选择
1.2选取螺杆的材料
1.3确定螺杆直径
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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α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。 因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹。
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 在此选用的是Q275
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。 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]。 对于等腰梯形螺纹， ，有 ， 一般取1.2~3.5,所以此处 取1.5 许用压力[p]取为20MPa。
螺杆螺纹中径 ，根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.3—2005取： 公称直径 ，螺距 ，螺杆小径 ，螺杆中径 。
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牙形角α=30º的单线梯形螺纹
螺杆材料：Q275
=1.5 [p]=10MPa
螺杆尺寸： P=7mm
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项目 |
计算及说明 |
结果 |
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1.4自锁验算
1.5结构（见图1―2）
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自锁条件是λ≤φv 式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1fv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l° 符合自锁条件。
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。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp十0.5mm。由后面的计算可知手柄的直径 =29mm，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小。 。 退刀槽的宽度可取为1.5P=10.5mm。 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。
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符合自锁条件
1.5P=10.5mm
挡环 =5mm 紧定螺钉
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项目 |
计算及说明 |
结果 |
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1.6螺杆强度计算
1.7稳定性计算
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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(5-47)，其中扭矩 ，式中 为螺纹中径处升角， 为当量摩擦角。 对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度： 或 F（N）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： 则有： ，符合强度计算的条件。
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，计算时应注意正确确定螺杆长度系数μ。 当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。 长度系数 =0.6 螺杆危险截面的惯性半径 螺杆工作长度l=270.5mm 则柔度
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， 符合强度计 算的条件。
螺杆稳定。
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[文章来源：梯形丝杠螺母_大型加长丝杠加工_花键轴光轴加工]
