螺旋起重器
设计计算说明书
院系机电工程学院
专业年级机自11班
设计者
学号
指导教师
201年12月 01日
目录
一螺旋起重器设计任务书 (3)
二螺旋起重器的结构和功能 (4)
三螺旋起重器设计计算和说明 (5)
1.螺杆的设计与计算 (5)
2. 螺母设计与计算 (6)
3.手柄设计与计算 (8)
4. 螺杆稳定性计算 (9)
5.托杯的设计与计算 (10)
6.其它结构尺寸 (10)
7.螺钉螺栓选择设计 (11)
8. 底座设计 (11)
参考图1 (12)
参考文献 (12)
一螺旋起重器设计任务书学生姓名专业年级
设计题目：设计螺旋起重器
设计条件：
1、最大起重量F = 20kN；
2、最大升距H =220 mm。
设计工作：
（一）螺旋副设计
1．材料及牙型选择：参考主教材，要求选择梯形牙。
2．设计计算：参考主教材。
（二）壳体设计
参考图1推荐的经验公式。
（三）各个螺钉选择设计
参考现有结构进行选择，以大小协调并符合标准为原则。指导教师签名：
二螺旋起重器的结构和功能
螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。
图中，螺杆7与螺母5组成螺旋
副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺
钉6提高了联接可靠性。托杯1直接顶
住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边
转动一边上下移动，使托杯1托起重
物上下移动，达到起升重物的目的。
这种螺旋起重器结构简单，制造容
易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻
力大，传动效率低（一般为30％～
40％），磨损快，寿命低，传动精度
低。
螺旋起重器一般垂直布置，在起重
时螺杆7受压，因此都做成短而粗，
起升高度不宜太大。螺母5作为起升
时的支承件，常做成整体结构。
螺旋起重器应有可靠的自锁性能，
以保证螺杆7和重物在上升下降过程
中能可靠地停留在任一位置而不自行
下降。螺杆一般采用梯形牙、右旋、
单线螺纹。
当起重量较大时，为减小摩擦阻
力，操作省力，可在托杯1的下部安
放一推力轴承。
三 螺旋起重器设计计算和说明
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 螺纹用梯形螺纹。 1.2 选取螺杆材料
螺杆材料选45钢，性能等级4.8级。 查表5-8得
pa 400b M =σ pa 320s M =σ
查表5-10得安全系数[s]=4 1.3 确定螺杆直径
1.3.1 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面
上的压力、滑动速度、螺纹表面粗
糙度以及润滑状态等因素有关，其中最主要的是螺纹工作表面上的压
力，压力愈大，螺旋副间愈容易形
成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐
磨性计算，主要是限制螺纹工作表面上的压力p ，使其小于材料的许
用压力[p ]。计算时，一般假设：螺
杆上的轴向载荷F 作用于螺纹工作
承压表面A 上。按耐磨性条件确定螺杆中径d 2。求出d 2后，按标准选取应公称直径d 、螺距p 及其
它尺寸。
1.3.2参数计算：
1. 对整体式螺母φ=1.2~1.5，取φ=1.4（梯形螺纹）；
2. 查表5-12得许用压强[p ]=18~25Mpa 故取[p]=21Mpa 对于矩形螺纹h=0.5p 故由式5-43得
mm P F d 87.2010
214.120000
8.0][8
.06
2≈??=≥φ 查机械设计手册，取d=28mm ，P=5mm
选45钢
φ=1.4 [p]=21Mpa d=28mm P=5mm d 1=22.5 mm
2.1 选取螺母材料
选青铜
2.2 确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u
1）求螺母高度H
螺母高度H=Φ
2
d=35.7mm
2）螺纹工作圈数
14
.7
5
7.
35
u=
=
=
p
H
u' = u+1.5
u'应圆整, u'取9
螺母实际高度
H'=u'p=5
9?mm=45mm
2.3 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算
一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强
度。
螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：
]
[
u
'
τ
π
τ≤
=
b
D
F
；]
[
'
6
2b
u
b
D
Fl
σ
π
σ≤
=
其中对于梯形螺纹b=0.65P=3.25mm，且l=(D'－D'2）/ 2
其中：
mm
D5.
28
2a
d
'
c
=
+
=
mm
p
D5.
25
5.0
d
'
2
=
-
=
∴mm
5.1
=
l
pa
64
.7
9
25
.3
5.
28
20000
M
=
?
?
?
=
∴
π
τ
u'=9
H'=45mm
'D=28.5mm
=
2
'D25.5mm
=
τ7.64Mpa
=
σ21.15Mpa