螺旋千斤顶作业任务书
姓名专业 机械设计制造及其自动化 年级
班级
设计完成日期 2014 年 11 月 10 日 指导教师
一、题目：螺旋千斤顶
二、机构简图
图1
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
1、选题及设计方案-----------------------------------------------------------------3
2、设计目的-----------------------------------------------------------------------------3
3、螺旋千斤顶计算说明书-----------------------------------------------------4
3.1螺杆的设计与计算----------------------------------------------------------4
3.2螺母的设计与计算----------------------------------------------------------6
3.3螺杆稳定性验算--------------------------------------------------------------8
3.4托杯的设计与计算----------------------------------------------------------8
3.5手柄设计与计算--------------------------------------------------------------9
3.6底座设计与计算-------------------------------------------------------------11
3.7千斤顶的效率----------------------------------------------------------------12
4、参考资料-----------------------------------------------------------------------------12
选题及设计方案
设计目的
1、熟悉螺旋千斤顶的的工作原理与设计计算方法；
2、运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养学生独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识解决材料的选择、强度和刚度计算、制造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；
螺旋千斤顶计算说明书
根据手柄直径p d 确定， ≈p k d d 图1
mm d 58)8.1~6.1(≈（系数取1.6）mm D 76)4.1~3.1(≈=（系数取1.3mm H a 153
'
==
图2
mm 22)7.0~6.0(2==d D （系数取0.6mm 88)5.2~4.2(3==d D （系数取2.45为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板
3，螺钉选用GB/T5783?2000 5M 螺纹螺栓。直径2D 的配合取H11/a11。
当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，图3
考虑螺杆头部尺寸及手握长度，取手柄实际长度)150~50(2
2
++
D =800mm (选取64mm 不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄的实际长度改为，另外加套筒，套筒长500mm 。 图4
mm 9d d p 340
=+=' 8mm h =
沉头螺钉 mm /d d p 8)4~3(==
所以选择 GB/T 68-2000 M 8?20 开槽沉头螺钉 图5
mm )~(H 2202814=+（取20mm mm )~(D 64105=+（取8mm ）mm /H D D 1085156=+=
mm D π[σ]F p
96.18542
67=+=
=76mm 取84.1mm 时满足锥度要求。
参考资料：
[1] 张策 机械原理与机械设计 北京机械工业出版社 2013.8 [2] 亢一澜 材料力学 北京高等教育出版社 2008.1 [3] 中国机械工程学会 中国机械设计大典 江西科学技术出版社
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
目录 第一章设计题目及材料选择 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 主要零件的常用材料 (2) 1.3 千斤顶结构示意图 (2) 第二章螺杆的设计计算 (3) 2.1螺杆材料级牙型选择 (3) 2.2耐磨性计算 (3) 2.3验算螺纹的自锁条件 (4) 2.4螺杆强度校核 (4) 2.5稳定性校核 (5) 2.5螺杆其他结构设计 (6) 第三章螺母的设计计算 (7) 3.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (7) 3.2校核螺纹牙强度 (7) 3.3螺母的其他设计要求 (8) 第四章托杯的设计与计算 (8) 第五章手柄设计与计算 (9) 5.1手柄材料 (9) 5.2手柄长度L p (9)
5.3手柄直径d p (10) 5.4结构 (10) 第六章底座设计 (11)
第一章设计题目及材料选择 1.1 设计要求 设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm，材料自选.。传力螺旋传动要求以小的扭矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，每次的工作时间较短，工作速度也不高，通常有自锁能力，所以千斤顶设计采用此结构。 1.2 主要零件的常用材料 螺杆：45# 钢，采用带有外螺纹的杆件 螺母：青铜，带有内螺纹的构件 底座：灰铸铁HT200 带1：10斜度 手柄：Ｑ235 1.3 千斤顶结构示意图
第二章 螺杆的设计计算 2.1螺杆材料级牙型选择 选用45＃钢，螺杆螺纹类型选择梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=300，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GB5796.1—86的规定。 2.2耐磨性计算 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面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p ，使其小于材料的许用压力[p]。假设作用于螺杆的轴向力为Ｆ（N ），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A （2 mm ），螺纹中径为小（mm ），螺纹工作高度为H （mm ），螺纹螺距为 P （mm ），螺母高度为 D （mm ），螺纹工件圈数为 u ＝H/P 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为： []22F F F p p A d hu d hH ππ= ==≤ 令2/H d φ=，则2H d φ=代入上式得： 2d ≥ 对于梯形螺纹，0.5h P =，则： 2d ≥
螺旋千斤顶 设计计算说明书 院系工程技术学院 专业年级机械设计制造及其自动化2009级2班设计者王刚 指导教师杨玲 成绩 2011 年11 月28 日
螺旋千斤顶设计任务书 学生姓名王刚专业年级机械设计制造及其自动化2009级设计题目：设计螺旋千斤顶 设计条件： 1、最大起重量F = 65 kN； 2、最大升距H =240 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：20 年月日
目录 1螺杆的设计与计算 (3) 1.1螺杆螺纹类型选择 (3) 1.2选取螺杆材料 (3) 1.3确定螺杆直径 (3) 1.4自锁验算 (3) 1.5结构 (4) 1.6螺杆强度计算 (4) 1.7稳定性计算 (5) 1.7.1计算柔度 (6) 1.7.2计算稳定性 (6) 2螺母设计与计算 (6) 2.1选取螺母材
料 (6) 2.2确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u (6) 2.2.1求螺母高度 H' (7) 2.2.2螺纹工作圈数u (7) 2.2.3螺母实际高度 H' (7) 2.3校核螺纹牙强度 (7) 2.4结构要求 (8) 3托杯的设计与计算 (8) 4手柄设计与计算 (9) 4.1手柄材料 (10) 4.2手柄长度Lp (1) 4.3手柄直径dp (1) 1
4.4结构 (11) 5底座设计 (12) 参考资料 (13) 螺旋千斤顶设计
根据国家规定φ=1.2~3.5，取φ=1.2（梯形螺纹）；h=0.5t；查教材表5-12，[p]取20Mpa。 故，d2≥[]p h Ft πφ= 0.8 ] [p F φ =41.5mm 查机械设计课程设计手册，d取48mm，t=8mm，d1=39mm，d2=44mm 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ρv=arctanμv，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。 查教材表5-12，f取0.09 ψ =arctan(t /π d2)=arctan[ 8/(3.1444 ?)] =2.88° ρv=arctan（f/cosβ）=arctan[ 0.09/cos(30°/2)]=5.35° 则ψ=2.88°<ρv-1°= 4.35° 满足自锁条件 1.5结构如下图（1-2）: 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。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 1.5t。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d=48mm t=8mm d1=39mm d2=44mm ψ=2.88° ρv=5.35° ψ<ρv-1° 满足自锁条件
长春工业大学 课程设计说明书 课程设计名称《计算机辅助设计与制造》课程设计 专业机械制造及自动化 班级 学生姓名 指导教师范依航 2014年11月25日
目录 一、设计任务................................................ 错误！未定义书签。 二、设计分析 (3) 1.螺杆 (3) 1.1螺杆材料级牙型选择 (3) 1.2耐磨性计算 (3) 1.3验算螺纹的自锁条件 (4) 1.4螺杆强度校核 (5) 1.5稳定性校核 (5) 1.6螺杆其他结构设计 (6) 2.螺母 (7) 2.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (7) 2.2校核螺纹牙强度 (7) 2.3螺母的其他设计要求 (8) 3.托杯 (8) 4.手柄 (9) 4.1手柄材料 (9) 4.2手柄长度L p (9) 4.3手柄直径d p (10) 4.4结构 (10) 5.底座 (11) 三、三维设计 (12) 1.零件三维造型 (12) 2.装配三维造型 (14) 3.装配体的二维工程图 (15) 4.UG加工CAM模块 (16) 5.NC代码 (24) 四、设计总结 (27) 五、参考文献 (27)
计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）课程设计是在学习三维造型软件的基础上，理解并掌握当代CAD/CAM技术的基本理论和基本方法。通过一个较简单的产品设计，综合运用实体建模、曲面建模、混合建模知识，并结合前期机械制造专业课程知识，进行造型设计，了解利用CAM 技术生成刀位代码的基本过程和方法。目的是提高综合运用三维造型软件的实际操作能力和机械制造知识的运用能力，锻炼分析解决实际工程问题的能力，为后续其他教学环节和从业所需专业技术打下良好基础。 设计内容与步骤如下： 1.分析图纸，拆解零件； 2.分析零件形状，确定基体特征和造型策略； 3.造型； 4.不同零件之间进行装配，检查干涉情况，检查物性； 5.选择一简单零部件，进入三维软件CAM模块，设置毛坯，选择合理的刀具、刀路轨迹和切削用量，并进行模拟加工，输出NC代码； 6.保存相应各阶段的结果，并撰写设计说明书。 设计文件提交要求 1.产品的结构三维模型图； 2.二维工程图； 3.NC数控代码； 4.设计说明书； 5.上述内容的电子文档。 设计简单千斤顶（参见教材书图5—41）的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。起重量为45000N，起重高度为250mm。 千斤顶：梯形螺纹螺旋传动。 螺杆：45# 钢，采用带有外螺纹的杆件。 螺母：青铜ZcuSn10P1，带有内螺纹的构件。 底座：灰铸铁 HT200 带1：10斜度。 手柄：Ｑ235，[σb]=125 MPa。
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 (1) 螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算 (1) 1、材料选择......................... 错误！未定义书签。 2、螺纹类型和精度的选择............. 错误！未定义书签。 3、螺旋千斤顶的设计计算............. 错误！未定义书签。 一、螺杆和螺母的计算................... 错误！未定义书签。 一、螺旋副的计算..................... 错误！未定义书签。 1.1.1耐磨性计算................... 错误！未定义书签。 1.1.2自锁性校核................... 错误！未定义书签。 二、螺杆的计算...................... 错误！未定义书签。 1.2.1螺杆强度计算................. 错误！未定义书签。 1.2.2稳定性计算................... 错误！未定义书签。 三、螺母的计算...................... 错误！未定义书签。 1.3.1螺纹牙强度................... 错误！未定义书签。 1.3.2螺母体强度................... 错误！未定义书签。 二、托杯设计............................ 错误！未定义书签。 三、底座设计............................ 错误！未定义书签。 四、手柄设计........................... 错误！未定义书签。 五、螺旋千斤顶的效率................... 错误！未定义书签。设计小结................................ 错误！未定义书签。参考文献................................ 错误！未定义书签。附：螺纹千斤顶装配图.................... 错误！未定义书签。
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
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][=
螺旋千斤顶毕业设计开题报告
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:
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。
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;
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
千斤顶设计说明书
哈尔滨工业大学 机械设计大作业设计说明书 题目：设计螺旋起重器 院系：机电工程学院 班号： 1008101 姓名：吕明睿 日期： 2012-10-04
题目： 螺旋起重器(千斤顶)设计 螺旋起重器的示意图及已知数据 题目 起重量F Q /kN 最大起重高度H/mm 3.1.1 30 180 1. 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用Q235碳素结构钢，由《机械设计课程设计指导书》表10.1查得抗拉强度 b 375~460MPa σ=，s 225 MPa(16 查《机械设计课程设计指导书》表11.3取公称直径38d =mm ，螺距8P =mm ，中径 234d =mm ，小径130d =mm ，内螺纹大径439D =mm ，。 3. 耐磨性校核 螺纹的耐磨性强度条件为 []s p p = ≤ 对于梯形螺纹，工作高度0.54h p mm ，对于整体式螺母 1.2~2.5ψ=，取2ψ=， 则 2 1.673457H d mm ，此时螺纹旋合圈数满足圈数要求 577.125 108 H Z p 查《机械设计》表 5.8，[]7.5~13p MPa =，取[]10p MPa =， 230000 8.26[]3.140.0340.50.068 s Fp p Mpa p d hH π= ==≤??? 耐磨性校核满足强度要求。 4. 螺母螺纹牙的强度校核 螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 1[]Q F Z d b ττπ= ≤ （5） 式中：Q F －－轴向载荷，N ； 4D －－螺母螺纹大径，mm ； Z －－螺纹旋合圈数，取7.2Z =； b －－螺纹牙根部厚度，梯形螺纹0.650.658 mm 5.2 mm b p ==?=； []τ－－螺母材料的许用切应力。 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° 江苏大学京江学院 机械设计作业设计计算说明书 题目: 螺旋千斤顶 系别: 机械电子工程 班号: 1002班 姓名: 陆胜凯 学号: 3101102037 日期: ２０１２年11月10号 题目:螺旋千斤顶 设计原始数据： 起重量Q=30kN, 最大起重高度H=150mm。 说明 螺旋起重器的结构见图,螺杆7和螺母6是它的主要 零件。螺母6用紧定螺钉5固定在底座8上。转动手 柄3时，螺杆即转动并上下运动。托杯1直接顶住重物，不随螺杆转动。 挡环9防止螺杆由螺母中全部脱旋出。 对这一装置主要的要求是:保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。 工作量 1.设计计算说明书一份，主要包括起重器各 部分尺寸的计算，强度，自锁性，稳定性校核等。 2.装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要的尺寸与零件编号，填 写标题栏与明细表 目录 一、选择螺杆、螺母的材料 (4) 二、按耐磨性条件计算螺杆中径d2 (4) 三、自锁条件校核 (5) 四、螺杆强度计算 (5) 五、螺母螺纹牙的强度校核 (6) 六、螺杆的稳定性校核 (7) 七、螺母其他参数设计及校核 (7) 八、手柄设计 (8) 九、螺杆其他参数设计 (10) 十、底座尺寸设计 (11) 十一、螺钉尺寸 (12) 十二、参考资料 (12) 十三、各部件CAD图 (13) 一、选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45号调质钢，由机械设计手册查得抗拉强度 σB=600MPa ， σS=355 MPa 。 由于千斤顶属于低速重载的情况，故螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3 二、按耐磨性条件计算螺杆中径d 2 根据国家规定，ψ=1.2-1.5，这里取：1.3（梯形螺纹）， 即 h=0.5P ；[p]=20MPa ，把数据代入得 式中 Q —轴向载荷 N d 2—螺纹中径 mm [p]——许用压强Mpa p —螺距 h —螺纹的工作高度 带 入 得 ： d 2 ≥ 27.1mm ， d 2 取 31mm,d=34mm,d 1=27mm,D 1=28mm,D=35mm,P=6 因为ψ=H ／d 2 ，H=zp ，所以，H=42mm,z=7 []p ≤==h H πd Q P h u πd Q p 22[p ] πh QP d 2 ψ≥ 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 # 机械设计作业任务书 题目： 螺旋起重器（千斤顶） 设计原始数据: 起重量Q=40KN,最大起重高度H=200mm 。 1.结构分析 人工摇动手柄，手柄带动螺杆转动，螺母固定在基座上，螺杆通过螺旋传动上下运动。托杯位于螺杆上方，与螺杆相连但不随着螺杆转动，托杯直接重物。上挡圈防止托杯脱落，下挡圈防止螺杆由螺母脱落。 为了满足以上工作要求，螺杆和螺母以及整体结构必须保证具有足够的强度、耐磨性，能自锁，稳定性合格。 2.选择材料和许用应力 千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动。 螺杆则采用45﹟钢，调质处理；查机械设计手册表得σs=360 MPa 查机械设计表 5.9得 [σ]=σs/（3~5） 手动可取[σ]=100MPa 由于螺母与螺杆存在滑动磨损，故采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3；查表5.9得螺母材料的许用切应力为[τ] =35 MPa 许用弯曲应力为 [σ]b =50 MPa 紧定螺钉、六角螺母均采用标准件。 3.耐磨性计算 螺纹耐磨性条件： 2[]Fp Ps p d hH π=≤ 梯形螺纹，h=0.5p,则 2d ≥式中 2d 螺纹中径，mm; F 为螺旋的轴向载荷，N ； H 为螺母旋合高度，mm; ψ 为引入系数，H/2d ; [p]为材料的许用压强，MPa; 注： 查机械设计手册可得：ψ=1.8,h=0.5p,[p]=20MPa; 2d ≥=26.7mm 查机械设计课程设计 表11.5 由GB/T5796.3-1986得：取 d=34mm ，2d =31mm,1d =27mm,P=6mm; 螺母高度H 1=ψd 2=1.8*31mm=55.8mm 螺纹圈数z= H 1/ P=55.8/6=9.3圈 230αβ?== 4.螺杆强度校核 梯形螺纹校核条件： 1d ≥ 式中： 1d 螺杆螺纹的小径，mm ； []σ螺杆材料的许用应力,MPa; F 螺杆材料所受的轴向载荷，N ； 1d ≥=25.2mm 校核通过； 5.螺纹牙强度校核 '[]***F d b z ττπ=< '23[]b b Fh d zb σσπ= = 螺旋千斤顶设计计算说明书 精04 张为昭 2010010591 目录 一、基本结构和使用方法------------------------------------------3 二、设计要求----------------------------------------------------3 三、基本材料选择和尺寸计算--------------------------------------3 （一）螺纹材料和尺寸----------------------------------------3 （二）手柄材料和尺寸----------------------------------------8 （三）底座尺寸----------------------------------------------9 四、主要部件基本尺寸及材料--------------------------------------9 五、创新性设计--------------------------------------------------9 一、基本结构及使用方法 要求设计的螺旋千斤顶主要包括螺纹举升结构、手柄、外壳体、和托举部件几个部分，其基本结构如下图所示： 调整千斤顶托举部件到被托举重物合适的托举作用点，然后插入并双手或单手转动手柄，即可将重物举起。 二、设计要求 （1）最大起重量： max 25 F kN =； （2）最大升距： max 200 h mm =；（3）可以自锁； （4）千斤顶工作时，下支承面为木材，其许用挤压应力：[]3 p MPa σ=； （5）操作时，人手最大可以提供的操作约为：200N。 三、基本部件材料选择及尺寸计算 （一）螺纹材料和尺寸 考虑到螺旋千斤顶螺纹的传力特性选择的螺纹类型为梯形螺纹。 （1）材料选择 A 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。 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： ?Skip Record If...? 查式中螺杆的屈服极限?Skip Record If...?=235MPa，由于Q235 是塑性材料，取安全因数n=2，得许用压应力?Skip Record If...?=，取整数?Skip Record If...?=130MPa 将上述数据带入得螺杆的直径为?Skip Record If...??Skip Record If...?，取?Skip Record If...?=30mm。 根据经验公式?Skip Record If...?，得P=。 参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高h=?Skip Record If...?，得h=。 d圆整为整数后，取?Skip Record If...?==。 ④自锁检验 在考虑众多因素后，实际应满足的自锁条件为： ?Skip Record If...? 由?Skip Record If...?n=1，p=， ?Skip Record If...?=?Skip Record If...?= 得tan?Skip Record If...?= 当量摩擦角?Skip Record If...?=arctan ?Skip Record If...?，在有润滑油情况下?Skip Record If...?=， 得?Skip Record If...?= 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=120MPa， 从后面的计算中得到数值，如下公式： ?Skip Record If...?<102MPa 符合该压力下的强度要求。机械设计螺旋千斤顶设计说明
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