螺旋千斤顶
设计计算说明书
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成绩
2016年11月
目录
1设计任务书 (3)
1.1 设计题目：设计螺旋千斤顶（参考下图a ） ............................... 3 1.2 原始数据 ............................................................. 3 1.3 设计工作量 .. (3)
1.3.1 绘制出总装配图一张 ............................................. 3 1.3.2 编写设计计算说明书一份 .. (3)
2计算内容和设计步骤 ........................................ 错误！未定义书签。
2.1螺杆的设计与计算 (4)
2.1.1 螺杆螺纹类型的选择 ............................................. 4 2.1.2选取螺杆材料 ................................................... 4 2.1.3确定螺杆直径 ................................................... 4 2.1.4自锁验算 ....................................................... 5 2.1.5结构设计 ....................................................... 5 2.1.6螺杆强度计算 ................................................... 7 2.1.7稳定性计算 ..................................................... 8 2.2螺母设计计算 (9)
2.2.1选取螺母材料 (9)
2.2.2确定螺母高度'H 及工作圈数'u .................................... 9 2.2.3校核螺纹牙强度 ................................................. 9 2.2.4螺母与底座孔配合 .............................................. 10 2.3托环的设计与计算 . (10)
2.3.1托杯材料的选择 ................................................ 10 2.3.2结构设计 ...................................................... 11 2.3.3接触面强度校核 ................................................ 10 2.4手柄的设计计算 (12)
2.4.1手柄材料的选择 (12)
2.4.2计算手柄长度p
L (12)
2.4.3手柄直径
p
d 的确定 (13)
2.4.4结构 (13)
2.5底座设计 (14)
2.5.1选择底座材料 .................................................. 14 2.5.2结构设计 ...................................................... 14 2.5.3底座设计计算 .. (14)
3.关于螺旋千斤顶结构设计等的补充说明 ........................................ 17 参考文献： (17)
设计计算说明书
1设计任务书
1.1 设计题目：设计螺旋千斤顶（参考下图a）
1.2 原始数据
最大起重量F=50kN
最大升程H=210mm
1.3 设计工作量
1.3.1 绘制出总装配图一张(参考下图b)，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。
1.3.2 编写设计计算说明书一份(包括封面、目录、设计任务书、计算内容和设计步骤、
参考资料等)。
（a）（b）
计 算 及 说 明
结 果
2.1螺杆的设计与计算
2.1.1 螺杆螺纹类型的选择
选择梯形螺纹，牙型角α=30?,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；
它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。
2.1.2选取螺杆材料
螺杆材料的选择螺杆材料常用的有Q235、Q275、40、45、55钢，由于是承受
轻载荷，选择45钢，查手册表2-7得 355s MPa σ=；查表5-13取安全系数S=4，则[]88.75MPa σ=；螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强[P]=15MPa.。 2.1.3确定螺杆直径
按耐磨性条件确定中径2d 计算过程：
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]。
][22p hH
d FP hu d F A F p ≤===
ππ
由于2d H =
φ，所以有]
[2p h FP d φπ≥； 对于等腰梯形螺纹，P h 5.0=，有]
[8.02p F
d φ=，φ一般取1.2~3.5,所以此处φ取2.5。
带入设计公式，得 2
d mm
选则材料：45
钢；
取
[]P =15MPa
4
S =355s MPa
σ=[]88.75MPa
σ= 取φ=2.5
按国家标准查手册表3-7和3-8选择公称直径和螺距为： 公称直径d=40mm 螺距P=7mm
螺杆小径 d 1=d -8=32mm
螺杆中径2d =d-3.5=36.5mm>30.984mm
2.1.4自锁验算
自锁验算条件是v ρψ≤
υυβ
?ψf f
arctan cos arctan
==≤ ψ为螺纹中径处升角；υf :当量摩擦系数；f
：摩擦系数；ρv 为当量摩
擦角β：牙侧角，3。
摩擦系数f 由查表5-12可知，0.08~0.10f =，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时取最大值0..10。
d arctan 2
πψnP
==arctan
17
3.143
4.5??=3.6960 0.10arctan
arctan 5.911cos cos15f υφβ===??
经验算，υψφ≤，满足自锁条件。
2.1.5结构设计
根据图1-2进行螺母的结构设计
（1）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d k 的大小根据手柄直径d p 决定，d k ≥d p 十0.5mm 。
（2）为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d 4应比螺杆小径d 1约小0.2~0.5mm 。退刀槽的宽度可取为1.5P ，取d 4=d 1-0.5=31.5mm ；退刀槽宽度1.5P=10.5mm
（3）为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d 1的圆柱体。 （4）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
中径计算初值：
2d =37.71mm
螺杆尺寸： d=40mm P=7mm d 1=32mm
2d =36.5mm
取：
牙侧角：
15β=?
摩擦系数：
0.10f =
d arctan
2
πψnP
==3.6960
υv=5.9110
退刀槽直径： d 4=31.5mm 退刀槽宽度： 1.5P=10.5mm
(GB/T891-1986) 50,5D mm H mm ==，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000) 820M ?固定在螺杆端部。
2.1.6螺杆强度计算
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度，强度计算公式为：
][)(3)(32
222στσσ≤+=+=T
ca W T A
F
或
][)4(3121
2σσ≤+=
d T
F A ca 其中扭矩2
)tan(
2
d F T υρψ+=（上式中ψ为螺纹中径处升角，υρ为当量摩擦角）
由已知：F=50kN
D=50mm H=5mm
820M ?
T=Ftan(Ψ+φv )d 2/2=50000*tan(3.6960+5.9110)*36.5/2=15445.25N ?mm
A=d 22
4
1π=1046.35mm 2
则有：
)
4(
1
312
2
d T F
A
ca
+=
σ
≈47.89MPa<[]88.75MPa σ=
2.1.7稳定性计算
细长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。
4~5.2/≥F F cr
螺杆的临界载荷cr F 与柔度s λ有关
其中i l s /μλ=；当螺杆的柔度λs ＜40时，可以不必进行稳定性校核。
该千斤顶一螺母座位支承时，作不完全固定支承，另一端有径向和轴向约束，为固定支承，所以端部职称情况是一端固定，一端不完全固定。故取2=μ l 为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l ＝H +1.5P+(1.4~1.6)d ，故按下式计算：
l=H+5P+1.5d=210+1.5*7+1.5*40mm=208.5mm
螺杆危险截面的惯性矩，64
d 4
1π=I =3.14*324
/64mm
=51471.85mm 4
则===
4
1d A I
i 8mm 将以上数据代入柔度计算公式，得
==
i
l
s μλ2*208.5/8=52.125＞40
故应进行稳定性校核。 螺杆选为淬火钢，当λ
s
<52.125时
由公式知：
临界载荷4
0002.014902
1
2
d F cr πλ??+=
T= 15445.24 N ?mm
A=1046.35 mm 2 螺杆计算强度：
)1
4(2
2
31d T F
A
ca
+=
σ
=47.89MPa
2=μ
l=H+5P+1.5
d=208.5mm
I =51471.85
mm 4
===
4
1d A I
i 8mm
柔度：
==
i
l s
μλ
52.125＞40
=255332.76N
≈=
F
F cr
sc s 5.11﹥2.5~4.0=s s
所以经过计算螺杆稳定。
2.2螺母设计计算
2.2.1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。
此题中选择螺母材料选为ZCuA19Mn2. 2.2.2确定螺母高度'H 及工作圈数'u
螺母高度2'H d ?=，螺纹工作圈数P
u H '
=
，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u ' = u+1.5(u '应圆整)。考虑到螺纹圈数u 越多，载荷分布越不均，故u 不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d 。螺母高度由下式计算：H '= u 't
具体计算过程如下： 螺母高度：H ＇=υd 2=2.5*36.5mm=91.25mm 螺纹工作圈数：u=H ＇/P=91.25/7mm=13.04mm 考虑退刀槽的影响，取实际工作圈数为 'u =u+1.5=13.04+1.5mm=14.54mm
'u 应当圆整，又考虑到螺纹圈数u 越多，载荷分布越不均，故u 不宜大于15，故取
'u =15（圈）
H ＇＝'u P=15*6mm=90mm 2.2.3校核螺纹牙强度
根据GB/T5796.3—2005得螺母基本尺寸如下： 螺母大径：D =d+1=40+1mm=41mm 螺母小径：D 1=d-6=40-6mm=34mm 螺母中径：D 2=d 2=36.5mm 由图1—3得：
D 3=（1.6~1.8）D=1.7*41mm=69.7mm
F
cr
=
255332.76N
≈=F
F cr sc s 5.11﹥
s s
螺母材料： ZCuA19Mn2. H
＇
=91.25mm
u=13.04mm 圆整后，
'u =14.54
H ＇=90mm
螺母大径： D =d+1=41
mm
螺母小径：
D 4=（1.3~1.4）D 3=1.35*69.7mm=94.095mm
3
'H a = =90/3mm=30mm 螺母的其它尺寸见图1―3，螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。
（1） 剪切强度校核
假设螺母每圈螺纹 所承受的平均压力为
u
F
，并作用在螺纹中径为直径的圆周上，则螺纹牙危险截面的剪切强度条件为： ][τπτ≤=
Dbu
F 对于梯形螺纹，查表得：MPa 40~30][=τ
b=0.65P=0.65*7mm=4.55mm 则剪切强度为：
τ=5.69﹤[]τ
故满足剪切强度条件。 （2）弯曲条件校核
螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为][62
b u
Db Fl
σπσ≤=； 弯曲力臂：l=(41-34)/2=3.5mm
螺母材料的许用弯曲应力，查表得：
MPa b 60~40][=σ；
将数据带入弯曲强度条件公式，得： σ=26.25MPa []σb
≤
经验算，符合弯曲强度条件。
D 1=d-6=34
mm
螺母中径： D 2 =34.5mm
D 3=69.7mm
D 4=94.095
mm '
=3
H a
=30mm b=4.55mm
剪切强度验算： τ=5.69﹤[]τ
弯曲力臂：l=3.5mm 强度条件验算： σ
=26.25Mpa []
σb ≤
图1—3 2.2.4螺母与底座孔配合
（1）采用
7
8
r H 配合； （2）为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）做出倒角；
（3）为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉选择的是（GB/T71—1985）825M ?。
2.3托环的设计与计算
2.3.1托杯材料的选择
选择托环材料为235Q 钢。
2.3.2结构设计
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1―4。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。
2.3.3接触面强度校核
当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。 由图1-4计算各尺寸：
厚度12mm δ=；
D 11=(0.6~0.7)d=0.65*40mm=26mm
D 10=2.5d=2.5*40mm=100mm D 13=1.8d=1.8*40mm=72mm D 12=D 13-4mm=68mm
H=1.6d=64 mm
紧定螺钉： 825M ?
托杯材料：Q235
图1—4
为避免工作时过度磨损，接触面间的压强应满足
[]P D D F
P ≤-=
4
)
(2
11212π
将数据代入得： P =16.13MPa
计算许用压强[p]，取托杯和螺杆材料[p]中较小的一个： 螺杆[p]=88.75MPa ，托杯[p]=235Mpa ； 取[p]=88.75Mpa ；
经验算：[]P P ≤，接触面压强满足要求，选材合理。
为了固定拖杯选择M6*20的螺钉，和挡圈D=40mm ，H=5mm 。
12mm
δ=
D 11=26 mm
D 10=100mm D 13=72 mm D 12=68 mm
2.4手柄的设计计算
2.4.1手柄材料的选择
常用Q235和Q215。本题中，该千斤顶手柄采用的材料是Q235
2.4.2计算手柄长度
p
L
扳动手柄的力矩：21T T L K p +=?，则
12
p T T L K
+=
K ——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150～250N ，工作时间较长时为100～150N 。本题中选择200K N =；
=50tan （3.6960
+5.9110
）*36.5/2 N ·m =154.45 N?m
=（68+26）*0.1*50/4 N?m =117.5N?m
12
p T T L K
+=
=（154.45+117.5）*1000/200m=1359.75mm 手柄计算长度L p 是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上2
D 13
+（50～150）mm 。故手柄的实际长度是：
=1359.75+72/2+100mm=1495.75mm
为减小起重器的存放空间，一般手柄不得大于起重器的高度，可取600L mm =，使用时加套筒。
手柄参考图1-5（见下页）
P=16.13MPa
M6*20的螺钉 挡圈D=40mm ，H=5mm
手柄采用的材料是Q235
K=200N
T 1==154.45N?m
T 2=117.5 N?m
L p =1359.75 mm
2.4.3手柄直径d
p 的确定
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径d p ，其强度条件为
3p
p F d 1.0KL =
σ≤[σ]F
故得设计公式为
3
]
[1.0F p p KL d σ≥
式中：[σ]F ——手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215和Q235时，[σ]F =120Mpa 。
d p 29.21 mm
取 d p =32mm
则d k =d p +1mm=33mm 2.4.4结构
手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环（图1―6），并用螺钉或铆合固定。因为手柄的精度要求不高，如图计算选用的螺钉为（GB/T68-2000）616M ?,挡圈尺寸D=45，H=6.
L p ＇
=1495.75m m
600L mm =
d p =32mm d k =33mm
2.5底座设计
2.5.1选择底座材料
底座材料常用铸铁（HT150及HT200），此题中底座材料选为HT200；2.5.2结构设计
铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，此题中选择10mm
δ=；为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。
2.5.3底座设计计算
由图1-7可得底座的相应尺寸：
H1=H+20mm=230mm
D6=D3+12mm=69.7mm+8mm=81.7mm
D7=D6+H1/5=(81.7+230/5)mm=127.7mm
=219.4mm
R=10mm 螺钉：
16
6?
M
挡圈：D=45，H=6
底座材料：HT200；
厚度：
10mm
δ=
斜度：
1
10
K=
δ=10mm
h=1.3δ=13mm
=90mm-30mm=60mm 式中：[σ]p ——底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取 []2~2.5p MPa σ=，此题中取 []2p MPa σ=；
'2;
(8~10);
H H a mm δ=-=
底座尺寸：
H 1= 230mm
D 6=81.7mm D 7=127.7
mm
D 8=219.4m m
H 2=60mm
δ=10mm h=1.3δ=10.13mm
图1--7
2.7、关于装配图部分尺寸的说明：
如图1-5:
L1=H’+1.6d+1.5δ+H+1.5d
=90+64+10.5+210+60=434.5mm
L2=1.5δ+H+H’
=10.5+210+90=310.5mm
图1—8
3.关于螺旋千斤顶结构设计等的补充说明
（1） 螺母与底座的配合常用
78r H 或7
8n H
等； （2） 为防止螺母转动，应设紧定螺钉，直径常取M6~M12，根据起重大
小决定；
（3） 为防止托杯脱落和螺杆旋出螺母，在螺杆上下两端安装安全挡圈； （4） 连接螺钉，挡圈，挡环的规格尺寸按结构需要选取或设计； （5） 为减少摩擦、磨损及托杯工作时不转动，螺旋副及托杯与螺杆的接
触面均需润滑；
（6） 装配图尺寸标注应包括特性尺寸（如最大起落高度）、安装尺寸、
外形尺寸（总厂、总宽、总高）和派和尺寸等；
（7） 图面应注明技术特性及技术要求；
（8） 图纸规格应符合之徒规定，绘图要按国家标准，标题栏和明细表的
格式应符合要求，详见课程设计教材，或采用学生用标题栏及明细表格式；
（9） 设计计算说明书应在全部计算及图纸完成后进行整理编写。
参考文献：
[1]杨 玲.螺旋千斤顶作业指导书.西南大学工程技术学院,2009. [2]濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.高等教育出版社,2006. [3]邱宣怀.机械设计（第四版）.高等教育出版社,1997.
[4]大连理工大学工程画教研室.机械制图. 高等教育出版社,2003.8.
[5]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册(第三版). 高等教育出版社,2006.
机械设计课程 《螺旋千斤顶》设计说明书专业 学生姓名 学号 年月日
螺旋千斤顶作业任务书一、题目：螺旋千斤顶 原始数据: 三、工作量 1、总装配图一张； 2、计算说明书一份。 四、参考资料 螺旋千斤顶设计指导书
目录 一、目的 (1) 二、题目与设计方案 (1) 三、装配简图 (1) 四、计算及说明 (1) 五、参考文献 (11) 一、目的 1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计计算方法； 2.学会运用所学过的知识，解决实际设计中遇到的问题，培养独立工作能力， 初步学会综运用所学知识解决材料选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等问题； 3.熟悉有关设计资料，学会查阅手册何用国家标准。 二、题目与设计方案 题目：螺旋千斤顶
四、计算及说明 计 算 及 说 明 结 果 1、螺杆的设计与计算 1)螺纹牙型 螺纹牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8。由于螺纹在径向的间隙很小，在强度校核时不予考虑。 2)材料 螺杆的材料选用45钢，热处理采用调制处理T235。轴颈处可局部淬硬C42。 3)螺纹直径 螺杆工作时，同时承受压力和扭矩的作用，所以根据紧螺栓链接强度计算公式，有 式中[]σ为螺杆许用应力。 由参考文献得螺杆许用应力[]3~5 s σσ= ，屈服强度极限 355MPa s σ= 故355[]88.75MPa 4σ==，3 164 1.3551032.0276mm 88.7510 d π???≥=?? 根据经验公式求得螺距132.0276 8.0069mm 44 d P === 矩形螺纹 配合H8 /h8 材料45钢 热处 理 C42 螺距P=8mm 螺杆直径 40d mm = 中径 236d mm = 小径 132d mm = 满足自锁条件 手柄孔径 退刀槽 图1 托手 螺螺 底
螺旋千斤顶设计任务书 学生姓名陈嵩专业年级10级车辆工程设计题目：设计螺旋千斤顶 设计条件： 1、最大起重量F = 40 kN； 2、最大升距H =190 mm。 设计工作量： 1、绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表； 2、编写设计计算说明书一份。 指导教师签名：2012年月
螺旋千斤顶 设计计算说明书 院系工程技术学院 专业年级2010级车辆工程 设计者陈嵩 指导教师李华英 成绩 2012年12月13日
目录 1．螺杆的设计与计算 (2) 1.1螺杆螺纹类型的选择 (2) 1.2选取螺杆材料 (2) 1.3确定螺杆直径 (2) 1.4自锁验算 (3) 1.5结构 (3) 1.6螺杆强度校核 (5) 1.7螺杆的稳定性计算 (6) 2. 螺母设计与计算 (7) 2.1选取螺母材料 (7) 2.2确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数u (7) 2.3校核螺纹牙强度 (8) 2.4结构要求 (9) 3. 托杯的设计与计算 (9) 4. 手柄设计与计算 (11) 4.1手柄材料 (11) 4.2手柄长度 Lp (11) 4.3手柄直径 dp (12) 4.4结构 (12) 5. 底座设计 (13)
设计与说明 结果 1 螺杆的设计与计算 1.1 螺杆螺纹类型的选择 螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。 螺纹选用梯形螺纹。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。 1.2 选取螺杆材料 螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 选择45钢。 1.3 确定螺杆直径 根据教材式（5-42)得 ] [2p h FP d φπ≥ 对于梯形螺纹，h=0.5P ，则 ] [8 .02p F d φ≥ 对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取5.2~2.1=φ，此处取2.1=φ。 因为千斤顶的螺杆和螺母的相对滑动速度为低速，查表5-12，取[p]=18MPa 。 故 mm mm d 43.3418 2.110408.03 2=??≥ 由课程设计手册，查标准GB/T 5796.2-2005与GB/T 5796.3-2005，得 公称直径d=40mm 螺距P=7mm 内螺纹大径D=41mm 螺纹：梯形螺纹 螺杆材料：45钢 d=40mm P=7mm D=41mm
题目：螺旋千斤顶 起重量Q= 27.5KN 起重高度H= 200mm 手柄操作力P= 250N 班级机械（卓越）1301 学号 3130301121 姓名王梦宇 完成日期 2015年10月 指导教师朱长顺评分
目录 序言：设计的简单介绍--------------------------------------4 1螺杆和螺母的设计计算-------------------------------------5 1.1螺旋副的计算------------------------------------------5 1.1.1螺杆螺纹类型的选择---------------------------------5 1.1.2选取螺杆材料---------------------------------------5 1.1.3计算-----------------------------------------------5 1.1.4自锁验算 ------------------------------------------6 1.2螺杆的计算--------------------------------------------7 1.2.1螺杆强度-------------------------------------------7 1.2.2稳定性计算-----------------------------------------8 1.3 螺母的计算-------------------------------------------9 1.3.1螺母的基本参数------------------------------------10 1.3.2螺纹牙强度----------------------------------------11 1.3.3螺母体强度----------------------------------------11 2托杯设计------------------------------------------------12 3底座设计------------------------------------------------13 4 手柄设计与计算-----------------------------------------14 4.1手柄材料---------------------------------------------14 4.2手柄长度---------------------------------------------15 5 螺旋千斤顶的效率---------------------------------------16 6 课程小结-----------------------------------------------17
螺旋千斤顶 设计计算说明书 院系汽车工程学院 专业年级车辆工程2012级 设计者向星 指导教师 成绩 2014年9 月23日
目录 1 螺旋千斤顶设计任务书 (3) 2 作业目的 (4) 3 螺旋千斤顶的设计 (4) 3.1 螺杆的设计与计算 (5) 3.2 螺母设计与计算 (8) 3.3 托杯的设计与计算 (10) 3.4 手柄设计与计算 (10) 3.5 底座设计 (11) 4 参考文献 (13)
一、螺旋千斤顶设计任务书 、绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；、编写设计计算说明书一份。
二、作业目的 1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法； 2. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题； 3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。 三、螺旋千斤顶的设计 千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1―1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。 设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据
经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。 设计的原始数据是：最大起重量F =30kN 和最大提升高度H=170mm 。 螺旋千斤顶的设计步骤如下： 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 螺纹有矩形、梯形与锯齿形，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，工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹，基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。 1.2 选取螺杆材料 螺杆材料选择45号钢，查表可知σs = 355MPa 、σb = 600MPa 。 1.3 确定螺杆直径 由耐磨性条件确定螺杆中径d 2。 该螺纹为梯形螺纹，则可知][8 .02p F d ?≥ 因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，取.03=?。查表可知，滑动螺旋副钢—青铜的许用压力a 15][MP p = 代入数据，得 mm d .72015 .03300008 .02=?≥ 根据螺杆中径mm d 7.202=,按照GB/T 5796.2-2005标准，选取螺杆的公称直径mm d 28=，螺距mm t 5=，线数1=n ，螺旋副的摩擦系数09.0=f ，螺旋角12 2 π α β= = 。 1.4 自锁验算 自锁条件是ψ ≤ρv 。 式中：ψ为螺纹中径处升角；ρv 为当量摩擦角（当量摩擦角 计算得： mm d 7.202= 查表得： mm d 28= mm t 5= 1=n 09.0=f
千斤顶设计说明书 院系 班级 学号 设计人 指导教师 完成日期 螺旋千斤顶设计过程
千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1―1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。 设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。 设计的原始数据是：最大起重量F=20KN和最大提升高度H=150mm.
计算项目计算及说明计算结果1.螺杆的设计 与计算 螺杆螺纹类型的选择 选取螺杆的材料 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/—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55钢。 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。 计算过程： 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]。 ] [ 2 2 p hH d FP hu d F A F p≤ = = = π π （文献：机械设计） 由于 2 d H = φ，所以有 ] [ 2p h FP d φ π ≥；（文献：机械设 计） 对于等腰梯形螺纹，P h5.0 =，有 ] [ 8.0 2p F d φ =，φ 一般取~,所以此处φ取 因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以 两者的材料均选为钢，由查表可知，许用压力[p]取为10MPa。 牙形角α=30o的 单线梯形螺纹 螺杆材料：55钢 φ= [p]=10MPa 计算项目计算及说明计算结果
机械设计螺旋千斤顶设计
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机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：
载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm 工作原理图： 1.螺杆的设计与计算 1.1螺纹类型的选择 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 1.2螺杆的材料的选择
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 在此选用的是45钢。 1.3确定螺杆的直径 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。计算过程： 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]。 p= QP πd2?H< [p] 令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得 d2>=√QP π??[p] 式中 p──工作压强(MPa); Q──轴向工作载荷(N)； d2──螺纹中径(mm)； P ──螺距 h──螺纹工作高度(mm)， 对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P； u──旋合螺纹圈数； [p] ──螺旋副许用压强(MPa)。
φ值选取：对整体式螺母，φ=1.2～2.5， 对剖分式和兼做支承螺母，φ=2.5～3.5. 此处φ取1.5。 因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。 螺杆螺纹的中径： d2≥0.8√Q ?[p]=0.8?√ 20000 1.5?20 =20.65 根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表 GB/T5796.3—2005有： 公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φd2=25.5*1.5=38.25, 螺旋圈数μ=H P =36 5 =7.65≈8≤10(圈) 1.4自锁验算 自锁条件：ψ≤ψv 式中：ψv──螺纹副当量摩擦角， ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ) ψ为螺纹升角 摩擦系数f由查表可知，f= .11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。牙侧角β=α /2=30/2=15° ψ=arctan np πd2=arctan1×5 3.14×38.25 =2.38°
《机械设计课程作业任务书》 题目：螺旋千斤顶 起重量Q= 27.5 KN 起重高度H= 180 mm 手柄操作力P= 250 N 作业任务： 1、设计计算说明书一份 2、设计装配图一张（1:1） 学院： 班级： 姓名： 学号： 完成日期： 指导教师评分
目录 1、设计题目............................................................... 错误!未定义书签。 2、螺旋千斤顶总功能 .............................................. 错误!未定义书签。 3、设计任务与要求 .................................................. 错误!未定义书签。 4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图 .............. 错误!未定义书签。 5、螺旋千斤顶结构尺寸设计 (2) 5.1 螺杆的设计 ................................................... 错误!未定义书签。 5.2 螺纹类型和精度的选择 ............................... 错误!未定义书签。 5.3 螺旋千斤顶设计及计算 (3) 5.3.1 螺杆和螺母的计算 (4) 5.3.1.1 螺旋副的计算 (4) 5.3.1.2 螺杆的计算 (6) 5.3.1.3 螺母的计算 (7) 5.3.2 托杯设计 (9) 5.3.3 底座设计 (10) 5.3.4 手柄的设计 (10) 5.3.5 螺旋千斤顶的效率 (11) 参考文献
螺旋千斤顶毕业设计开题报告
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郑州华信学院 本科生毕业设计(论文）开题报告 题目：螺旋千斤顶设计 指导教师：琚爱云职称: 讲师 学生姓名：陈功学号: １0０2１３０３32 专业：机械设计制造及其自动化 院 (系）: 机电工程学院 2014年３月25日
开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计(论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在院（系)审查后生效。 ２.开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴），完成后应及时交给指导教师签署意见。 3.开题报告字数应在1５00字以上。 4.指导教师意见和所在院(系）意见用黑色签字笔书写，并亲笔签名。 5.年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“２01１年05月1２日”或“２0１1－0５－12”。
毕业设计(论文)开题报告 １．毕业设计(论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况 (1)螺旋千斤顶设计的背景： 在研究本课题时就发现在现实生活和实际生产中,我们经常会遇到一些汽车需要更换轮胎或者维修，将一些重物在没有起重装备的情况下移动或抬起,如果仅仅靠人工进行操作是相当困难的,这个时候就用到了千斤顶。千斤顶与我们生活息息相关,比如铁路车辆检修、桥梁安装、矿山、建筑工程的支撑及车辆设备等重物的起重方面都离不开千斤顶。因此千斤顶技术的发展将直接影响到这些行业或部门的正常运作和未来的发展。本次通过研究学习机械原理,机械制造基础,机械加工工艺,工程力学等书籍,设计出以往复扳动手柄拔抓，以推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮使举重螺杆旋转，从而使伸降套筒获得起伸或下降达到起重功能的螺旋式千斤顶。通过查阅大量文献资料,设计和绘制千斤顶各部件零件图,不仅熟悉了螺旋千斤顶的工作原理,让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用，同时加深了对课本中有关液压传动与机械基础理论知识的理解。 （２）螺旋千斤顶设计的意义： 1)要求熟悉螺旋传动的工作原理,掌握螺旋传动的设计过程和方法,培养机械设 计能力，初步掌握机械设计的一般程序; 2）要求学会综合运用所学知识，培养独立解决工程问题的能力; ３）培养查阅机械设计零件手册及有关技术资料,能正确使用国家标准规范能力。 （3)国内外千斤顶行业发展趋势: 1）国外研究现状: 早在２０世纪40年代,卧式千斤顶就开始在汽车维修行业中得到使用，但由于当时技术和使用的原因,千斤顶设计时的尺寸和体积较大,承载能力较低，使用起来很不不便。后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展,在90年代初,国外大部分用户用卧式千斤顶取代了立式千斤顶。在90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成。Poｗer－ＲｉserII型便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆。另外一种名为Tcuck Ｊａck的便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向弹簧进行快速的现场维修,并能完全由转向架侧架支撑住。
螺旋千斤顶设计说明书 学院： 班级： 学号： 姓名： 螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座等。 设计的原始数据：最大起重F=6t 、最大升起高度H=240mm 。 一、 螺杆 ① 螺杆材料选用Q235 ② 螺纹牙型选用矩形螺纹采用内径对中，配合选H8/h8，在 计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。 ③ 螺杆直径 螺杆工作时，同时受压力与扭矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径，即： [] σπF 2.5d 1≥
查式中螺杆的屈服极限σs =235MPa ，由于Q235是塑性材料，取安全因数n=2，得许用压应力[]σ=127.5MPa ，取整数 []σ=130MPa 将上述数据带入得螺杆的直径为d 1≥0.02764m ，取d 1=30mm 。 根据经验公式4 p d 1=，得P=7.5mm 。 参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高h=2 p ，得h=3.75mm 。 d 圆整为整数后，取p d d 1-==38-7.5=30.5mm 。 ④ 自锁检验 在考虑众多因素后，实际应满足的自锁条件为： 1-'≤ρψ 由)(/np tan d 2πψ= n=1，p=7.5mm ， d 2 = 2 h 2d 1+?=32.375mm 得tan ψ=0.07373 当量摩擦角ρ'=arctan μ，在有润滑油情况下μ=0.1， 得1-'ρ=4.574 验证结束，左边小于右边，达到自锁条件。 ⑤ 螺杆强度校核 对Q235进行压应力校核，Q235许用弯曲应力[]b σ=120MPa ，从后面的计算中得到数值，如下公式： 2 312 22b 0.2d T 3d 4???? ? ?+???? ??=πσF <102MPa 符合该压力下的强度要求。
1.螺旋起重器设计方案确定与材料选择 1.1 结构设计方案 以往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能。 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。手动螺旋千斤顶主要包括底座、棘轮、圆锥齿轮副、托杯、传动螺纹副等部分。千斤顶最大起重量是其最主要的性能指标之一。千斤顶在工作过程中，传动螺纹副承 受主要的工作载荷，螺纹副工作寿命决定千斤顶使用寿命，故传动螺纹副的设计最为关键，其设计与最大起重量、螺纹副材料、螺纹牙型以及螺纹头数等都有关系。 手动螺旋千斤顶在满足设计性能和要求的前提下，从结构紧凑、减轻重量、节省材料和降低成本考虑。在给出千斤顶最大起重量、传动螺纹副材料及其屈服应力、螺 纹头数等基本设计要求和圆锥齿轮副等已定的情况下，可从螺纹副设计着手考虑，使螺纹副所用材料最少，即在满足设计性能的情况下，传动螺杆、螺母所占体积最少。 1.2 选择主要结构材料 1.螺杆材料要有足够强度和耐磨性，一般用45钢，经调质处理，硬度220~250HBS 2.螺母材料除要有足够强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦因数小和耐磨，可用103ZCuAl Fe 、1032ZCuAl Fe Mn 等。
h ＝0.5(d －D 1)，d 为螺杆大径，D ──螺纹工作圈数，一般最大不宜超过 μ=P H ，H 为螺母高度，P 为螺纹螺距。──螺旋副材料的许用压力，/MPa []p =18~25MPa 。 对梯形螺纹，h ＝0.5P ，式（1）可演化为设计计 8.02≥d ] [p F ? (2) MPa P 25~18][= 取P 20][=
机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：
载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm 工作原理图： 1.螺杆的设计与计算 1.1螺纹类型的选择 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 1.2螺杆的材料的选择
螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。 在此选用的是45钢。 1.3确定螺杆的直径 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。计算过程： 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]。 p= QP πd2?H< [p] 令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得 d2>=√QP π??[p] 式中 p──工作压强(MPa); Q──轴向工作载荷(N)； d2──螺纹中径(mm)； P ──螺距 h──螺纹工作高度(mm)， 对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P； u──旋合螺纹圈数； [p] ──螺旋副许用压强(MPa)。
值选取：对整体式螺母，=1.2～2.5， 对剖分式和兼做支承螺母，=2.5～3.5. 此处取1.5。 因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。 螺杆螺纹的中径： d2≥0.8√Q [] =0.8?√ 20000 =20.65 根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表 GB/T5796.3—2005有： 公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φ d2=25.5*1.5=38.25, 螺旋圈数μ=H P =36 5 =7.65≈8≤10(圈) 1.4自锁验算 自锁条件：ψ≤ψv 式中：ψv──螺纹副当量摩擦角， ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ) ψ为螺纹升角 摩擦系数f由查表可知，f= .11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。牙侧角β=α /2=30/2=15°
题目：螺旋千斤顶 起重量Q= 15 KN 起重高度H= 100 mm 手柄操作力P= 200 N 作业任务： 1、任务说明书一份 2、设计装配图一张（1：1） 班级机械（卓越） 学号 姓名 完成日期2016年11月 指导教师朱长顺评分
螺旋千斤顶简介 (3) 螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算 (4) 1、材料选择 (4) 2、螺纹类型和精度的选择 (4) 3、螺旋千斤顶的设计计算 (4) 一、螺杆和螺母的计算 (5) 一、螺旋副的计算 (5) 耐磨性计算 (5) 自锁性校核 (6) 二、螺杆的计算 (6) 螺杆强度计算 (6) 稳定性计算 (7) 三、螺母的计算 (8) 螺纹牙强度 (8) 螺母体强度 (9) 二、托杯设计 (11) 三、底座设计 (12) 四、手柄设计 (14) 五、螺旋千斤顶的效率 (16) 设计小结 (17) 参考文献 (18) 附：螺纹千斤顶装配图 (19)
螺旋千斤顶简介 千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1―1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造。
螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算 1、材料选择 螺杆和螺母的材料除应具有足够的强度外，还要求有较高的耐磨性和良好的工艺性。 螺杆材料：一般可选用Q235、Q275、40、45、50等钢。对于重载，要求耐磨性高，需要进行热处理的螺杆可选用T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi等钢种。本次千斤顶选用的螺杆材料为Q235。 螺母材料：除要求足够的强度外，还要求在与螺杆旋合时摩擦系数尽可能小和有较高的耐磨性。常选用铸造锡青铜ZCuSn10Pb1（10-1锡青铜），用于重载低速时，可选用高强度的铸造铝青铜ZCuAl10Fe3（10-3铝青铜）或铸造铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3（25-6-3-3铝黄铜）。 本次千斤顶选用的螺母材料为铸造铝青铜ZCuAl10Fe3（10-3铝青铜）。 2、螺纹类型和精度的选择 滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形三种，其中以梯形螺纹应用最广。用于起重的螺旋的螺纹，一般采用自锁性较好的单头左旋螺纹，采用左旋螺纹是为了符合操作习惯。本次千斤顶螺纹选用单头左旋梯形螺纹。 一般传动螺旋，气螺纹的精度可选用粗糙（对精度要求不高时）和中等（一般用途时）。据此确定螺纹的公差。 本次千斤顶螺纹精度选用中等。 3、螺旋千斤顶的设计计算 （1）螺杆和螺母的计算 ①螺旋副的计算 螺旋副工作时，主要承受转矩和轴向拉应力的作用，同时工作面间有较大的相对滑动，其主要失效形式是螺纹磨损。因此，螺旋副的基本尺寸可根据耐磨性条件确定，对于起重螺纹还应该校核其自锁性。 按表所列项目和计算公式进行计算。
毕业设计题目汽车千斤顶的设计
设计任务书 设计题目： 螺旋千斤顶的设计 设计要求： 1、设计一人力驱动的螺旋千斤顶，起重载荷F=3.2t=32000N,要求最小高度150mm最 大高度240mm； 2、了解螺旋千斤顶的工作原理，掌握其设计方法； 3、本型号螺旋千斤顶的选型布局、总体设计与结构计算，实现顶起自锁与下落功能； 4、完成A0号本型号千斤顶总装图一张，A1号部装图一张，A4号零件图三张； 设计进度要求： 1.实习、翻译与资料准备三周（2010-3-2至2010-3-19）； 2.总体方案设计两周（2010-3-2至2010-3-13）； 3.硬件设备选型两周（2010-3-22至2010-4-2）； 4.详细设计和计算三周（2010-4-5至2010-4-23）； 5.绘图三周（2010-4-26至2010-5-14）； 6.编写设计说明书及答辩三周（2010-5-16至20
指导教师（签名）:________________ 目录 摘要 (3) 第一章起重机械的概述 (4) 第二章千斤顶的概述 (5) 2.1 千斤顶的种类 (6) 2.2 千斤顶的结构 (7) 2.3千斤顶的工作原理 (8) 第三章螺旋传动的设计与计算................................. 错误!未定义书签。 3.1螺旋传动的应用和类型 (9) 3.2螺旋传动的结构和用途 (11) 3.3螺旋传动的计算 (13) 3.4螺旋传动的设计和选材 (15) 3.5螺旋机构耐磨性的计算 (16) 3.6螺母螺纹牙的计算 (18) 3.7螺杆强度和稳定性的校核 (19) 3.7.1强度的校核 (19) 3.7.2稳定性的校核 (19) 3.8自锁性的校核 (21) 第四章千斤顶的设计 (22) 4.1螺杆的设计计算 (23) 4.1.1. 选择材料 (23) 4.1.2. 确定螺杆直径 (23) 4.1.3. 螺纹副自锁性验算： (24) 4.1.4. 螺杆强度校核 (24) 4.1.5. 螺杆稳定性校核 (26) 4.2螺母的设计计算 (27) 4.2.1 选取螺母材料 (27) H及螺纹工作圈数N (27) 4.2.2 确定螺母高度'
哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目螺旋起重器（千斤顶）系别机电学院 班号09XXXX 姓名XXX 日期2011/9/16
哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目螺旋起重器（千斤顶） 设计原始数据： 已知条件：螺旋起重器起重量F Q= 40KN;最大起重高度H=200mm。 设计要求： 1. 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照比例装配图要求标 注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏、编写技术要求。 2.撰写设计说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，对螺杆 和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。
目录 一、设计题目 二、螺母、螺杆选材 三、螺杆、螺母设计计算 3.1耐磨性计算 3.2螺杆强度校核 3.3螺纹牙强度校核 3.4螺纹副自锁条件校核 3.5螺杆稳定性校核 四、螺母外径及凸缘设计 五、手柄设计 六、底座设计 七、其余各部分尺寸及参数 八、参考文献
一、 设计题目 螺旋起重器（千斤顶） 已知条件：起重量F Q =40KN ，最大起重高度H=200mm 。 二、 螺杆、螺母、托盘及底座选材 工作特点：螺旋千斤顶一般为间歇性工作，每次工作时间较短、速度也不高、但是轴向力很大、需要自锁，但不追求高效率。 1.螺杆选材：本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。由于螺杆承受载荷较大，需要足够的强度，且为小截面，故选用45#钢，调质处理。查参考文献[2]得σs=355MPa, σb =600MPa 。查机械设计课本表8.12得5 ~3][σ= ,取[σ]=110MPa 。 2：螺母选材：千斤顶属于低速重载的情况，且螺母材料除要求有足够的强度外，还要求与螺杆材料配副后摩擦因数小和耐磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸造青铜ZCuAl10Fe3，查表8.12得螺母材料的许用切应力,取=35MPa ；许用弯曲应力 [σb ]=40~60MPa,故取[σb ]=50MPa 。 3：托盘和底座选材：托盘和底座均采用铸铁材料。 三、 螺杆、螺母设计计算 3.1 耐磨性计算 由耐磨性条件公式（限制螺纹工作表面的压强，按螺母材料计算）： ][p H h d A Ps ≤???== π 对于梯形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为： 式中mm; F ——螺旋的轴向载荷，N ； H ——螺母旋合高度，mm;
1 螺杆的设计与计算 螺杆螺纹类型的选择 传动螺纹中有矩形螺纹，梯形螺纹以及锯齿形螺纹，由于矩形螺纹没有标准化，锯齿形螺纹只用于单向受力的螺纹连接或螺纹传动中，因此，选择梯形螺纹。 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。 选择螺杆材料 由于螺旋千斤顶受力不大，转速较低，因此可以选择使用45号钢。 确定螺杆直径 螺旋千斤顶滑动螺旋传动时，其失效形式只要是螺纹磨损，因此滑动螺旋的主要尺寸通常根据耐磨条件确定。螺杆的中径为d2。设计公式是： ][8 .02P F d φ≥ } 其中F 为螺杆所受的轴向力，F=35kN Φ=H/d2，H 为螺母高度。螺旋千斤顶是整体式螺母，由于磨损后不能调整间隙，为了使受力分布均匀，螺纹工作圈数不宜太多，故取Φ=~，此处取Φ=. [p]为材料的许用压力，螺母一般选择青铜，查得在低速滑动螺旋是钢—青铜，[p]=18~25MPa ，此处选择[p]=20MPa 。 代入公式得： mm m p F d 94.2410208.110358.0][8.06 3 2=???=≥φ 查机械设计课程设计手册，选择梯形螺纹的 公称直径为d=32mm 螺距 t=P=6 此时： 中径d2=(32-3)mm=29mm ≥24.94mm 。 小径d1=(32-7)mm=25mm 螺母的高度H =φd2=×29=52.2mm < 自锁验算 自锁条件是≤v 式中：为螺纹中径处升角； V ?为当量摩擦角 为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。 查表得钢—青铜结合下，摩擦系数?= 公称直径d=32mm 螺距 t=P=6 中径d2=29mm 小径d1=25mm 螺母的高度H = 52.2mm #
《机械原理与设计》 螺旋千斤顶 设计计算说明书 系别农业机械及其自动化 专业班级农机1201 学生姓名余聪 学号 3120306015 2014年11月
目录1.螺杆和螺母的设计计算 1.1螺旋副的计算 1.1.1螺杆螺纹类型的选择 1.1.2选取螺杆材料 1.1.3计算 1.1.4自锁验算 1.2螺杆的计算 1.2.1螺杆强度 1.2.2稳定性计算 1.3 螺母的计算 1.3.1螺母的基本参数 1.3.2螺纹牙强度 1.3.3螺母体强度 2.托杯设计 3.底座设计 4.手柄设计与计算 4.1手柄材料 4.2手柄长度Lp 5.螺旋千斤顶的效率 6.附A3装配图
1螺杆和螺母的设计计算 1.1螺旋副的计算 1.1.1螺杆螺纹类型的选择 螺纹有矩形、梯形与锯齿形，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。故选梯形螺纹。 1.1.2选取螺杆材料 螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等，这里选Q275钢。 1.1.3计算 根据国家规定?=1.2~3.5，取?=1.2（梯形螺纹）；螺纹牙的工作高度h=0.5P ；查教材表2-4-9，[p ]取20Mpa 故，d 2≥0.8[] p Q ? = 0.8202.110253?? ≈23.09mm 查机械原理与设计（下）表2-4-1，d 取30mm ，2d =27.73，1d =26.21mm ， P=3.5mm 。 螺母高度 28.33d 2=?=?，H ，，H 取34mm 。 螺母的螺纹工作圈数 7.95 .334 ===P H z ，，所以z 取10圈。 螺纹牙的工作高度 1.75mm 3.50.5=0.5P =h =? 根据教材（2-4-36）的校核式[]p hz d F p ≤= 2π []p MPa hz d F p ≤=????==17.1510 75.13014.310253 2π ，满足条件
螺纹千斤顶设计计算说明书 1. 设计任务书 1.1 设计题目：设计螺旋千斤顶 1.2 原始数据 最大起重量： F = 50 kN 最大升程 ： H = 200 mm 1.3 设计工作量 1.3.1 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。 1.3.2 编写设计计算说明书一份(包括封面、目录、设计任务书、计算内容和设计步骤、参考资料等)。 1. 计算内容和设计步骤 2.1螺杆的设计与计算 2.1.1 螺杆螺纹类型的选择 选择梯形螺纹，牙型角α=30?,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。 2.1.2选取螺杆材料 选择45钢。 2.1.3确定螺杆直径 按耐磨性条件确定中径 对于梯形螺纹，其设计公式为：
对于整体式螺母，为使受力分布均匀,螺纹工作圈数不宜过多，宜取1.2～2.5; 此处取 ,许用压力 从滑动螺旋传动的许用压强表中查得： 人力驱动时，可提高20% 故 带入设计公式，得 按国家标准选择公称直径和螺距为： 2.1.4自锁验算 自锁验算条件是 且螺纹中径处升角满足比当量摩擦角小1°，符合自锁条件。 2.1.5结构设计 根据图1-2进行螺母的结构设计 （1）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d k的大小根据手柄直径d p决定，d k≥d p十0.5mm。 （2）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约小0.2~0.5mm。退刀槽的宽度可取为1.5P，取。 （3）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。 （4）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。 2.1.6螺杆强度计算 螺杆受力较大，应根据第四强度理论校核螺杆的强度 强度计算公式为： 其中T为扭矩 查表可得 已知F = 50 kN ，又 代入校核公式，得
目录 1、底座建模............................. 2、螺套建模............................. 3、螺杆建模............................. 4、紧定螺钉004建模............. 5、压盖建模............................. 6、紧定螺钉002建模............. 7、绞杆建模............................. 8、装配..................................... 9、参考资料............................. 10、自我总结...........................
1、底座的建模 （1）建模思想：先画出所需要的平面图形，然后旋转得到柱体 （2）主要参数：d4=94、d5=78、M=M10、d6=180、H6=180 画图过程如下： 1）先在草图环境下画出需要旋转的轮廓 2）再在建模的界面下进行回转操作，得到底座的基本体，然后在体上作出螺纹孔
（1）建模思想：先用圆柱命令画出主体图形，然后进行挖孔操作，最后进行螺纹操作，得到目标体 （2）主要参数：H2=95、d5=78、Md3=M60、M=M10 画图过程如下： 1）在建模环境下用圆柱命令画出主体， 2）再用孔操作挖贯通体孔，然后进行螺纹命令得到目标体
3、螺杆的建模 （1）建模思想：先进行截球操作，然后进行圆柱体体操作和挖孔，最后进行螺纹命令操作 （2）主要参数：Md3=M60、d2=36、SR=42、总长l=221、螺纹长度=130 画图过程如下： 1）：先用球命令操作得到一个球体，然后截的所需修剪体，再在修剪体上进行凸台操作得到螺杆的主体 2）：再在螺杆主体上进行挖孔操作，然后进行螺纹操作，得到最终的目标体
目录 第 1 章螺旋千斤顶的设计任务书 (1) 1.1.设计题目 (1) 1.3.设计要求 (2) 1.4.作业目的 (2) 第 2 章螺杆的设计与计算 (3) 2.1.螺杆螺纹类型的选择 (3) 2.2.选取螺杆材料 (3) 2.3.确定螺杆直径 (3) 2.4.自锁验算 (3) 2.5.结构 (4) 2.6.螺杆强度计算 (5) 2.7.稳定性计算 (6) 第 3 章螺母设计与计算 (8) 3.1.选取螺母材料 (8) 3.2.确定螺母高度H 及螺纹工作圈数U (8) 3.3.校核螺纹牙强度 (8) 3.4.安装要求 (9) 第 4 章托杯的设计与计算 (11) 第 5 章手柄设计与计算 (12) 5.1.手柄的材料 (12) 5.2.柄长度 (12) d (13) 5.3.手柄直径 p 第 6 章底座设计 (14) 设计小结 (15) 参考文献 (16)
第 1 章螺旋千斤顶的设计任务书 1.1.设计题目 设计用于起重的螺旋千斤顶。千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。 图1螺旋千斤顶 1.2.设计数据 最大起重量Q（KN）最大起升高度l（mm） 40 190
1.3.设计要求 1.螺旋千斤顶装配图A1一张。 2. 设计说明书一份。 1.4.作业目的 1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法； 2. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。 3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。