一、传动方案的确定
螺旋千斤顶由螺杆、底座、螺母、手柄和托杯等组成。
通过转动手柄使螺杆在固定的螺母中边旋转、边相对底座
上升或下降，从而能把托杯上的重物举起或放落。装在螺
杆头部的托杯应能自由转动，螺杆下端设置安全挡圈，以
防止螺杆全部旋出。螺旋千斤顶应具有可靠的自锁性能。
二、主要设计参数
主要设计参数为A5，即最大起重重量F=26kN，最
大起重高度L=160mm。
三、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸
3.1螺纹牙型的选择
梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好。所以
选择梯形螺纹牙型。螺杆螺母材料选择钢—青铜。
3.2螺纹基本尺寸
螺纹中径按螺母螺纹牙面的耐磨性计算，对于梯形螺
纹，，则有
式中值一般取1.2~2.5，此处取1.2，许用压力经
查表得MPa。
则m mm。
取螺杆标准中径mm。
选用梯形螺
纹牙型
查表可得螺距P=6mm，牙顶间隙mm。
螺杆大径mm。
螺杆小径mm。
螺母的标准中径mm。
螺母大径mm。
螺母小径mm。mm
mm
mm
mm
mm
mm
四、螺杆的设计计算
4.1材料
螺杆的常用材料为Q235、Q275、35钢和45钢。此处考虑成本及耐磨性要求，选用经正火或淬火处理的45钢。
4.2螺杆结构
螺杆上端需用于支承托杯和插装手柄，故此处需要加大直径。其结构如图1所示，图中为最大起重高度，为螺母高度，手柄孔径的大小应根据手柄直径决定，一般取mm。
由3.2结论知螺杆小径mm，中径mm，螺距mm，为了便于切制螺纹，应设退刀槽，退刀槽处的直径要比螺纹小径小0.2~0.5mm，这里取0.5mm。
则mm。
退刀槽的宽度mm。故此处取mm。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应制有倒角,如图1(a)所示。或制成稍小于小径的短圆柱体，如图1(b)所示。螺杆选用45钢
mm
mm
图1
4.3自锁性校核
自锁性条件为。
螺纹升角
经查表，摩擦因数取0.08，螺纹牙侧角取，当量摩擦角。
由于影响摩擦因数的因素很多，其值并不稳定，为保证螺旋起重器有可靠的自锁能力，可取。由上述计算可得，所以自锁性满足要求。
4.4强度校核
螺杆工作时，扭矩产生剪应力，轴向力产生正应力，升至最高位置时，载荷分布如图2所示。
图2
螺杆所受扭矩
N·
mm。
危险剖面的强度
MPa
查表得45钢的屈服强度可取MPa，故螺杆材
料的需用许用应力MPa。按照第四强度理
论，危险剖面的强度按校核。这里
45MPa71MPa。所以强度满足。
4.5稳定性校核
螺杆危险界面惯性半径mm。由3.2知
mm，则螺杆头部高度取mm，
螺杆最大工作长度mm，长度
系数，则柔度mm<85mm，故
故，所以满足稳定性条件。
五、螺母的设计计算
N
·mm
MPa
MPa
mm
mm
mm
mm
mm
5.1材料
螺母和螺杆旋合工作时，应具有较高的耐磨性和较低
的摩擦因数，通常选用螺母材料比螺杆材料硬度低。耐磨
性较好的螺母材料有：铸锡青铜ZCuSn10Pb1、铸锡锌
铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5和铸铝铁青铜ZCuAl10Fe3；
当低速、轻载或不经常使用时，也可选用耐磨铸铁或铸铁。
这里我们选用铸铝铁青铜，即ZCuAl10Fe3。kN
螺母选用铸
铝铁青铜
ZCuAl10Fe
3
5.2螺纹牙工作圈数z
螺纹牙工作高度mm，螺纹牙工作圈数
。考虑到螺纹牙工作圈数越多，载荷分布越不均匀，故螺纹牙工作圈数不宜大于10，故
。取。考虑到螺纹杆退刀槽的影响，螺母螺纹牙实际圈数应取。
5.3螺母的结构尺寸
螺母的结构如图3所示，螺母的高度
mm；螺母外径
mm；螺母的凸缘外径
mm；螺母的凸缘厚度
mm。
螺母装入底座孔内，配合选取。为防止螺母转动，设置紧定螺钉，其直径取M6。
mm
mm
mm
m m
mm
图3
5.4螺纹牙强度校核
对于梯形螺纹，螺纹牙根部厚度
mm；弯曲力臂
mm。螺纹牙根部的弯曲应力
MPa，查表得螺母材料的许用弯曲应力MPa。由于MPa MPa，故螺纹牙根部抗弯强度满足条件。
螺纹牙根部的剪切应力
MPa，查表得螺母的许用剪切应力MPa。由于MPa MPa，故螺纹牙根部抗剪强度满足条件。
5.5螺母悬置部分强度和螺母凸缘强度校核
螺母悬置部分横截面上的拉应力
MPa，查表得螺母材
料的许用拉应力MPa。由于14MPa33.2MPa，故螺母悬置部分横截面上的抗拉强度满足条件。
螺母凸缘支承面上的挤压应力
MPa，查表得螺
mm
mm
MP a
MPa
MPa
母材料的许用挤压应力MPa。由于7.77MPa60MPa，故螺母凸缘支承面上的挤压强度满足条件。
螺母凸缘根部的弯曲应力
MPa，
查表得螺母材料的需用弯曲应力MPa。
由于15.33MPa40MPa，故螺母凸缘根部弯曲强度满足条件。
螺母凸缘根部的剪切应力
MP a
MP a
MPa,查表得MPa。由于
6.9MPa30MPa，故螺母凸缘根部的剪切强度满足条件。
六、托杯的设计计算
托杯用以承托重物的，可选用铸铁、铸钢或Q235，此处我们选用Q235。具体结构如图4所示。为防止托杯及重物相对滑动，托杯上表面应制有切口和沟纹。为防止托杯从螺杆端部脱落，螺杆端部应装有挡圈。
为防止接触面过快磨损，应校验接触面的压力,首先托杯的尺寸mm；
mm。
接触面的压力MPa
MPa
托杯选用Q235A
mm
mm
MPa
图4
螺旋千斤顶设计任务书 学生姓名王辉专业年级2007级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤顶 设计条件： 1、最大起重量F = 55 kN； 2、最大升距H =220 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： 2009年月日
一、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。 二、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（kN）和最大提升高度H（mm）。 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，σs = 355MPa ，根据主教材表2.8，选安全系数S=4，则[]MPa S s 884355 ≈= =σσ。 1.3 确定螺杆直径 按耐磨性条件确定螺杆中径d 2。 ] [8 .02p F d ?≥ 因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，故取5.2=?。 代入数据，得 mm d 64.3015 5.2550008.02=?≥ 根据螺杆中径mm d 64.302=,按照GB/T 5796.2-2005标准，选取 螺杆的公称直径mm d 44=，螺距mm t 7=，线数1=n ，螺旋副的摩擦系数09.0=f 。 1.4 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（当量摩擦角v =arctan v ，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小 1°。 =??==)64 .3014.37 1arctan(arctan 2d np π?4°9'41″ ===12 cos 09 .0arctan cos arctan πβρf v 5°19'23″ ∴>-?ρv 1° 计算得： mm d 64.302= 查表得： mm d 44= mm t 7= 1=n 09.0=f "41'94?=? "23'195?=v ρ
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 ≥
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
千斤顶设计说明 起重力Q=20 KN,行程S=200mm 。 1. 螺杆，螺纹类型的选择 千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动，牙形角30°。(书本P121: 螺旋传动主要采用梯形螺纹) 螺杆采用45号钢。（书本P121: 一般常用材料螺杆为45，50号钢） 螺母材料采用青铜ZcuSn10P1。（重载低速） 2. 螺杆直径 按耐磨性条件确定螺杆中径d 2。 根据国家规定ψ=1.2～2.5，此处取ψ=1.5。梯形螺纹?=0.5；查教材表5-2， [p ]取22Mpa []mm 65.191022.515.014.3102063 2=?????=≥p Q d π?ψ 查表GB/T 5796.3-1986 等效ISO2904-1977 d=36mm, P=6 mm, 2d =33mm, 1d =29mm 3.自锁验算 λ=arc tan 2 S d π= arc tan .3314.36?=3.31° υρ= arc tan v f = arc tan γ cos f = arc tan ?15cos 1.0=5.91° 自锁条件是λ≤ρv ，式中：λ为螺纹中径处升角；ρv 为当量摩擦角（当量摩擦角ρv =arctan μv ，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。 ∴λ＜υρ-1，自锁性可以保证 3.螺杆强度校核
c σ==+223τσ≤[]σ 其中T=Q ·tan(λ+ υρ)·2 2d （书本P112公式5-4) 代入数据计算得：T=20×tan(3.31°+5.91°)×16.5=53.56 N ·m 查手册GB/T 699-1999得，45号钢的s σ=355 Map,安全系数为3～5，此处取4， 则 []σ===4 3554s σ88.75Map 把1d =29 mm ，Q=20 KN 带入上式中，得： c σ =30.30MPa ≤[]σ ∴螺杆强度满足要求 4.确定螺母高度H 及螺纹工作圈数z 螺母高度z =ψd 2，螺纹工作圈数p H =z ，考虑到螺纹圈数z 越多，载荷分布越不均，故z 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= zp 。 H=ψd 2 =1.5×33×10-3 =49.5mm p H =z =8.25 Z 取整为9 螺母实际高度为54mm 5.螺纹强度校核 螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度，螺母螺纹根部的剪切强度计算式为： ????????????????????+2121164Q 22d T d ππ
《机械设计基础》 课程设计 船舶与海洋工程2013级1班第3组 组长:xxx 组员:xxx xxx xxx 二〇一五年六月二十七日
《机械设计基础》课程设计 说明书 设计题目: 单级蜗轮蜗杆减速器 学院:航运与船舶工程学院 专业班级: 船舶与海洋工程专业一班 学生姓名: xxx 指导老师: xxx 设计时间: 2015-6-27 重庆交通大学航运与船舶工程学院2013级船舶与海洋工程 《机械设计基础》课程设计任务书 1、设计任务 设计某船舶锚传动系统中的蜗杆减速器及相关传动。 2、传动系统参考方案(见下图) 锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3,再通过联轴器4,将动力传至输送锚机滚筒5,带动锚链6工作。
锚链输送机传动系统简图 1——电动机;2——联轴器;3——单级蜗杆减速器; 4——联轴器;5——锚机滚筒;６——锚链 3、原始数据 设锚链最大有效拉力为F(N)=3000 N,锚链工作速度为v=0、6 m/s,锚链滚筒直径为d=280 mm。 4、工作条件 锚传动减速器在常温下连续工作、单向运动;空载起动,工作时有中等冲击;锚链工 作速度v的允许误差为5%;单班制(每班工作8h),要求减速器设计寿命8年,大修期为3年,小批量生产;三相交流电源的电压为380/220V。 5、每个学生拟完成以下内容 (1)减速器装配图1张(A1号或A0号图纸)。 （2）零件工作图2~3张(如齿轮、轴或蜗杆等)。 (3)设计计算说明书1份(约6000~8000字)。
目录 1、运动学与动力学的计算 0 2、传动件的设计计算 (4) 3、蜗杆副上作用力的计算 (7) 4、减速器箱体的主要结构尺寸 (8) 5、蜗杆轴的设计计算 (9) 6 、键连接的设计 (13) 7、轴及键连接校核计算 (13) 8、滚动轴承的寿命校核 (17) 9、低速轴的设计与计算 (17) 10、键连接的设计 (20) 11、润滑油的选择 (21) 12、附件设计 (21) 13、减速器附件的选择 (22) 参考文献: (23)
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。
螺纹千斤顶设计计算说明书
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2d 对于梯形螺纹，其设计公式为： ][/8.02p F d φ≥ 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=Φ 1.2～2.5; 此处取 5.1=Φ,许用压力Mpa P 20= 从滑动螺旋传动的许用压强表中查得： 人力驱动时，[]P 可提高20% 故[]()Mpa P 242012000=+?= 带入设计公式，得 mm d 8.292≥ 按国家标准选择公称直径和螺距为：
mm P mm d d mm d d mm d D 62773133412==-==-=== 2.1.4自锁验算 自锁验算条件是v ρψ≤ () () o o v f 73.415cos /08.0arctan cos /arctan ===βρ () ()? ===64.330/6tan c /arctan 2ππψar d np v ρψ≤ 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 mm d 345.0d 14=-=。 （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
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。
<<机械设计基础课程设计>> 说明书 机械制造及自动化专业 Jixie zhizao ji zidonghua zhuanye 机械设计基础课程设计任务书2 Jixie sheji jichu kecheng sheji renwu shu 2 姓名:x x x 学号: 班级:09级机电1班 指导教师:x x x 完成日期:2010/12/12
机械制造及自动化专业 机械设计基础课程设计任务书2 学生姓名：班级：学号： 一、设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器 给定数据及要求 已知条件：运输带工作拉力F=4kN；运输带工作速度v=1.2m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=400mm；两班制，连续单向运转，载荷较平稳。环境最高温度350C；小批量生产。 二、应完成的工作 1.减速器装配图1张； 2.零件工作图1张（从动轴）； 3.设计说明书1份。 系主任：科室负责人：指导教师：
前言 这次设计是由封闭在刚性壳内所有内容的齿轮传动是一独立完整的机构。通过这一次设计可以初步掌握一般简单机械的一套完整设计及方法，构成减速器的通用零部件。 这次设计主要介绍了减速器的类型作用及构成等，全方位的运用所学过的知识。如：机械制图，金属材料工艺学公差等已学过的理论知识。在实际生产中得以分析和解决。减速器的一般类型有：圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、齿轮-蜗杆减速器，轴装式减速器、组装式减速器、联体式减速器。 在这次设计中进一步培养了工程设计的独立能力，树立正确的设计思想，掌握常用的机械零件，机械传动装置和简单机械设计的方法和步骤，要求综合的考虑使用经济工艺性等方面的要求。确定合理的设计方案。
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
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。 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） 系别机电工程学院 班号 0908103 孟子航 学号 1090810314 日期 2011年9月13日 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： 表3.1 螺旋起重器的示意图及已知数据 题号 起重器/Q F kN 最大起重高度/H mm 3.1.1 30 180 3.1.2 40 200 3.1.3 50 150 设计要求： （1） 绘制装配图一，画出起重器的全比结构，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---------------------------------------------------------------2 二、螺母、螺杆选材---------------------------------------------------------2 三、螺杆、螺母设计计算 3.1 耐磨性计算 ------------------------------------------------------------------------------------------------2 3.2 螺杆强度校核 ---------------------------------------------------------------------------------------------3 机械设计基础课程设计说明书范例 一、设计任务书 (2) 二、拟定传动方案 (2) 三、选择电动机 (2) 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (4) 六、V带传动设计 (5) 七、齿轮传动设计 (7) 八、高速轴轴承的设计 (8) 九、高速轴直径和长度设计 (10) 十、高速轴的校核 (11) 十一、低速轴承的设计 (13) 十二、低速轴直径和长度设计 (14) 十三、低速轴的校核 (15) 十四、键的设计 (17) 十五、箱体的结构设计 (18) 十六、减速器附件的设计 (20) 十七、润滑与密封 (22) 十八、课程设计总结 (23) 十九、参考文献 (23) 定方案 选择电动机 1、电动的类型和 按工作求和工作选用一Y IP44）系列相异步电 它为卧 2、电动 （1）工机所需功w p 1250 1.5010001000w FV p ?=== （2）电机输出功d p η w d p p = 传动装的总效率 5 43221ηηηηη????=式中， 21η、…为 电动机至 卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4[2]查得：V 带传动1η=0.95；滚动轴承2η=0.99；圆柱齿轮传动3η=0.97；弹性连轴器4η=0.99；卷筒轴滑动轴承5η=0.98,则 总效率2 0.950.990.980.990.970.876η=????≈ 故 1.88 2.150.876 w d p p KW η = = ≈ （3）电动机额定功率ed p 依据表20-1[2]选取电动机额定功率 2.2ed p KW = 3、电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1[2] 查得V 带传动常用比为范围,4~2' 1=i 单级圆柱齿轮传动6~3' 2=i 则电动 机转速可选范围为 '''12716~2866/min d w n n i i r == 初选同步转速分别为1000r/min 和1500r/min 的两种电动机进行比较如下表： 结果： 1.88w p kw = 0.876η= 2.2ed p kw = 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 # 课程设计说明书 课程名称机械设计基础 题目名称单极齿轮减速器设计 学生学院材料与能源学院 专业班级11热电（01）班 学号3111006791 学生周沛东 指导教师 2013年 6 月29 日 目录 一、设计任务书----------------------------------------------------------------------2 二、传动方案的拟定和说明------------------------------------------------------4 三、传动装置的运动和动力参数计算----------------------------------------4 四、传动零件的设计计算----------------------------------------------------------6 五、轴的设计计算---------------------------------------------------------------------11 六、轴承的选择和寿命校核------------------------------------------------------20 七、键的选择和计算----------------------------------------------------------21 八、联轴器的选择---------------------------------------------------------------------23 九、减速器附件的选择-------------------------------------------------------------23 十、润滑和密封方式选择、润滑剂选择------------------------------------25 十一、设计小结----------------------------------------------------------------------25 十二、参考资料----------------------------------------------------------------------26 工业大学课程设计任务书 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。 目录 一、设计任务 (4) 1、设计带式运输机传动装置的设计 (4) 2、原始数据 (4) 3、工作条件 (4) 4、机器结构图 (4) 二、传动方案分析 三、传动装置运动和动力参数计算 (5) （一）、电动机的选择 (6) （二）、传动比分配 (6) （三）、传动装置的运动和动力参数 (7) 四、传动零件的设计计算.............. 错误！未定义书签。 （一）、各主要尺寸计算 (8) （二）、强度校核 (9) 五、轴的设计和计算 (11) （一）、轴的材料选择和最小直径估计 (11) （二）、轴的结构设计 (12) （三）、轴的强度校核 (13) （一）、高速轴的校核 (13) （二）、低速轴的校核 (14) 六、键连接的选择和计算 (15) （一）、高速轴上键的选择和校核 (15) （二）、中间轴上的键选择和校核 (15) （三）、低速轴的键选择和校核 (15) 七、滚动轴承的选择和校核............. 错误！未定义书签。 （一）、轴承的选择 (16) （二）、高速轴轴承的校核 (17) （一）、低速轴轴承的校核 (18) 八、联轴器的选择 (20) 九、润滑、密封装置的设计 (21) 十、箱体的设计 (22) 十一、参考文献 (24) 、设计任务 计算项目 计算及说明 结果 1、 设计带式运输机传动装置 2、 设计数据： 1） 运输带工作拉力：F=1350N 2） 运输带工作速度：V=1.6m/s 3） 运输带滚筒直径：D=260mm 4） 工作年限：10年（每年按300天计算）；3班制。 3、 工作条件 工作中有轻微振动，单向运转，运送带速度允许误差为 5%;工作期限为10年，每年工作300天，三班制工作, 一般用途；检修期间 隔为3年。 4、 机器结构如图 1-电动机；2-V 带传动；3-斜齿圆柱齿轮减速器；4-联轴 器；5-带式运输机构 di 带式输送机传动装置运动简图 设计任务哈工大机械设计大作业之千斤顶说明书
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