江苏科技大学本科毕业设计（论文）
钢-灰铸铁 钢-钢 淬火钢-青铜 <2.4 6~12 低速 6~12 13~18 4~7 7.5~13 10~13 注：?<2.5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??H/d2，代入式（2-7）整理后得螺纹中径的设计公式为 d2?QP/??h?p? (2-8) 对矩形、梯形螺纹，h?0.5P，则
d2?0.8F/??p? (2-9)
对锯齿形螺纹，h?0.75P，则
d2?0.65F/??p? (2-10)
?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?=1.2～2.5。
对于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力较大，可取?=2.5～3.5； 传动精度高或要求寿命长时，允许?=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。
2.6 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2-4），螺纹牙根部aa处的弯曲强度校核公式为
?b?3Fh/?Db2z???b? (2-11) 剪切强度校核公式为
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??F/z?Db???? (2-12) 式中，F、h、z同式（1-6）；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b?0.5P，梯形螺纹b?0.65P，锯齿形螺纹b?0.74P；[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2-3
表2-3 滑动螺旋副材料的许用应力
项目 钢制螺杆 材料 青铜 螺母 耐磨铸铁 铸铁 钢 许用应力/ MPa [σ]=σS/3~5 σS为材料的屈服极限/ MPa 许用弯曲应力[σb] 40~60 50~60 45~55 （1.0~1.2）[σ] 许用切应力[τ] 30~40 40 40 0.6[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。
2.7 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
?ca??2?3?2??4F/?d12??3?T/?d13/16????? (2-13)
22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2-3；T为螺杆所受转矩(N·m)；可由公式计算T?Fd2tan?????/2。
2.8 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 FC/F?S (2-14) 式中，S为稳定性安全系数，对于传力螺旋取S=3.5～5；对于传导螺旋取S=2.5～4；对于精密螺杆或水平螺杆取S>4。
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临界载荷FC与螺杆的柔度γ及材料有关，根据???L/i的大小选用不同的公式计算。 当??85~90时，根据欧拉公式计算，即
Fc??EI/??L? (2-15)
2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?2.06?105Mpa；I为危险截面的惯性矩（mm4），I??d1/64，d1为螺杆螺纹内径(mm)；μ为长度系数，
4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?4I/?d12?d1/4
当γ<85～90时；对σb≥380MPa的碳素钢（如Q235、Q275）
Fc??304?1.12???d12/4 (2-16)
当γ<85～90时，对σb≥470MPa的优质碳素钢（如Q355、45）
Fc??461?2.57???d12/4 (2-17)
当γ<40时，无需进行稳定性计算。
表2-4 长度系数μ
螺杆端部结构 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） 一端固定，一端铰支（如压力机） 两端铰支（如传导螺杆） 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<1.5铰支；lo/do=1.5～3不完全固定；lo/do>3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。 μ 0.5 0.6 2 0.7 1
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2.9 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
?vn ???v?arcta (2-18)
式中，?ν为螺纹副的当量摩擦系数，见表2-5
表2-5 螺旋传动螺旋副的当量摩擦系数?ν（定期润滑）
螺旋副材料 ?ν 钢和青铜 0.08～0.10 钢和耐磨铸铁 0.10～0.12 钢和铸铁 0.12～0.15 钢和钢 0.11～0.17 淬火钢和青铜 0.06～0.08
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第三章 千斤顶的工作原理及设计
3.1 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。
3.2 千斤顶的种类和规格 3.2.1 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3-1中规定。
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