汽車螺旋千斤頂的設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 轉速為n(r/min)時，則螺母移動速度v(mm/s)為： V=（SASB）n/60 (機械原理第七版) () 由上式可知：當A、B兩螺旋的導程SA、SB接近時，螺母可得到微小位移，這種螺旋機構稱為差動螺旋機構（又稱微動螺旋機構），常用于分度機構、測微機構等。如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動的位移L為：L=（SASB）Ψ/2π (機械原理第七版) () 移動速度為： V＝（SASB）n/60 (機械原理第七版) () 這種螺旋機構稱為復式螺旋機構，適合于快速靠近或離開的場合。滑動螺旋傳動工作時，螺桿和螺母主要承受轉矩和軸向載荷（拉力或壓力）的作用，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動。滑動螺旋傳動的主要失效形式是螺紋磨損。因此，通常根據螺旋副的耐磨性條件，計算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標準確定螺旋的主要參數和尺寸，然后再對可能發生的其他失效逐一進行校核。滑動螺旋的結構包括螺桿、螺母的結構形式及其固定和支承結構形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結構有直接關系，當螺桿短而粗且垂直布置時，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以采用螺母本身作為支承的結構。當螺桿細長且水平布置時，如機床的傳導螺旋（絲杠）等，應在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作剛度。螺母結構有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結構簡單，但由磨損而產生的軸向間隙不能補償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經常雙向傳動的傳導螺旋，為了消除軸向間隙并補償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母結構。利用螺釘可使斜塊將其兩側的螺母擠緊，減小螺紋副的間隙，提高傳動精度。傳動用螺桿的螺紋一般采用右旋結構，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。螺桿和螺母材料應具有較高的耐磨性、足夠的強度和良好的工藝性。 螺桿與螺母常用的材料螺紋副材料應用場合螺桿Q235 Q275 45 50輕載、低速傳動。材料不熱處理40Gr 65Mn 20GrMnTi重載、較高速。材料需經熱處理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導螺旋傳動。材料需經熱處理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動。尺寸較小或輕載高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內空澆鑄巴士合金或青銅磨損多發生在螺母，把螺紋牙展直后相當于一根懸臂梁。耐磨性的計算在于限制螺紋副的壓強P，其校核公式為： P＝=Fp/πd2hH≤[P] (機械設計第四版) () 式中，F為軸向工作載荷（N）；A為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積（mm178。）；d2為螺紋中徑(mm)；p為螺距(mm)；h為螺紋工作高度(mm)，矩形與梯形螺紋的工作高度h=,鋸齒形螺紋高度h=；z=H/p為螺紋工作圈數，H為螺紋高度(mm)，[p]為許用壓強(MPa)。為便于推導設計公式，令248。 =H/d2，代入整理后得螺紋中徑的設計公式為：d2≥ (機械設計第四版) （） 對矩形、梯形螺紋，h=，則：d2≥ (機械設計第四版) （）對鋸齒形螺紋，h=，則 d2≥ (機械設計第四版) （） 滑動螺旋傳動的許用壓強螺紋副材料滑動副速度/(mmin1)許用壓強/MPa鋼對青銅低速6~121518~2511~187~101~2鋼耐磨鑄鐵6~126~8鋼灰鑄鐵6~1213~184~7鋼鋼低速~13 淬火鋼青銅6~1210~13注：248。，[p]可提高20%；螺母為剖分式時，[p]應降低15%20%。248。值根據螺母的結構選取。對于整體式螺母，磨損后間隙不能調整，通常用于輕載或精度要求低的場合，為使受力分布均勻，螺紋工作圈數不宜過多，宜取248。=～；對于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大，可取248。=～；傳動精度高或要求壽命長時，允許248。=4。根據公式計算出螺紋中徑d2后，按國家標準選取螺紋的公稱直徑d和螺距p。由于旋合各圈螺紋牙受力不均，故z不宜大于10。螺紋牙多發生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料的強度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強度。假設載荷集中作用在螺紋中徑上，可將螺母螺紋牙視為大徑D處展開的懸臂梁，螺紋牙根部的彎曲強度校核公式為： = 3Fh/πDb178。z≤[] (機械設計第四版) （） 剪切強度校核公式為： τ=F/πDbz≤[τ] (機械設計第四版) () 式中D為螺母螺紋的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙底寬度(mm)；可由國家標準查得，也可取矩形螺紋b=，梯形螺紋b=，鋸齒形螺紋b=；[] 、[τ]分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應力和許用切應力(MPa)。 滑動螺旋副材料的許用應力項 目許用應力/ MPa鋼制螺桿[σ]=σS/3~5 σS為材料的屈服極限/ MPa螺 母材料許用彎曲應力[σb]許用切應力[τ]青銅40~6030~40耐磨鑄鐵50~6040鑄鐵45~5540鋼（~）[σ][σ]注：靜載荷許用應力取大值。若螺桿與螺母的材料相同，由于螺桿螺紋的小徑d1小于螺母螺紋的大徑D，故應校核螺桿螺紋牙的強度，這時公式中的D應改為d1。螺桿受軸向力F及轉矩T的作用，危險截面上受拉（壓）應力σ和扭轉切應力τ。根據第四強度理論，螺桿危險截面的強度校核公式為： = (機械設計第四版) () 式中d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；[σ]為螺桿材料的許用應力（MPa），T為螺桿所受轉矩(Nm)T=；對于長徑比大的受壓螺桿，當軸向力F超過某一臨界載荷FC時，螺桿可能會突然產生側向彎曲而喪失穩定。因此，對細長螺紋應進行穩定性校核。螺桿的穩定性條件為： (機械設計第四版)（）式中S為穩定性安全系數，對于傳力螺旋取S=～5；對于傳導螺旋取S=～4；對于精密螺桿或水平螺桿取S4。臨界載荷FC與螺桿的柔度γ及材料有關，根據Υ=的大小選用不同的公式計算。 長度系數μ的選擇螺桿端部結構μ兩端固定一端固定，一端不完全固定一端固定，一端自由（如千斤頂）2一端固定，一端鉸支（如壓力機）兩端鉸支（如傳導螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：lo為支承長度，do為支承孔直徑，lo/do；lo/do=～3不完全固定；lo/do3固定。采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。當Υ≥85～90時，根據歐拉公式計算，即： （）當Υ85～90時；對σb≥380MPa的碳素鋼（如Q23Q275）Fc=(304/) （）當Υ85～90時，對σb≥470MPa的優質碳素鋼（如3545）Fc=(461/)