机械设计课程设计螺旋千斤顶设计说明书

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=QPπd2ℎH<[p]令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得d2>=√QPπℎ∅[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=Φd2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈数μ=HP =365=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。

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）。

螺旋千斤顶设计1.题目介绍：（1） 基本要求：● 设计一个螺旋千斤顶（如右图） （2） 工作参数： ● 最大起重量Fmax=26KN ● 最大起升距Hmax=220mm （3） 设计要求：● 根据最大起升重量选择材料 ● 确定螺纹尺寸 ● 满足耐磨性 ● 强度条件 ● 稳定性条件 ● 自锁条件 （4） 计算要求：● 螺旋传动的材料选择，工作能力计算和自锁性计算，其它结构的工作能力计算；(螺母许用挤压应力[σp] ≈1.5[σb])● 地面承压能力计算，确定下支承面尺寸；(木材许用挤压应力[σp]=3MPa) ● 人手的操作能力计算，确定手柄的直径和长度(人手最大操作力≈200N)。

（5） 绘制装配图和螺母零件图（确定全部结构形式和尺寸）。

2.千斤顶设计2.1螺旋传动设计2.1.1选择螺纹类型千斤顶是传力机构，常用于传力或传递运动的螺纹为矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。

矩形螺纹效率高，但牙型精确制造困难，螺旋副磨损后间隙难以补偿，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹所代替；锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力；梯形螺纹的牙型角α=30°，牙根强度高，螺纹的工艺好，对中性好，不易松动。

综上，本设计选择用梯形单头螺纹。

由于千斤顶对精度的要求不高，而且属于中等旋合长度，因此，公差带选7e 。

A2.1.2选择螺旋副材料《机械设计教程》表2-38千斤顶最大起升重量为26KN ，最大起升距离为220mm ，由千斤顶工作条件可得：其工作转速低，而受力较大。

因此：螺杆材料选择45号钢，螺母材料选择ZCuAl10Fe3。

2.1.3 耐磨性设计根据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P 及其它尺寸。

耐磨性设计公式如下：[]p h FPπφ≥2d由于螺母为整体结构，故φ=1.2~2.5，这里取φ=1.7 梯形螺纹h/P=0.5螺杆材料为钢，螺母材料为青铜，滑动速度为低速时，许用压强为[p]=(18~25)MPa 。

千斤顶设计说明书螺旋千斤顶设计说明书（一）设计目的：1. 初步学习综合应用所学知识，培养独立解决实际问题的能力；2. 了解和掌握零件设计、部件设计和简单装置设计的过程和方法；3. 明确起重螺旋的设计方法和步骤，为课程设计打下基础。

（二）设计进行步骤及注意事项： 已知条件：最大载荷 N F 9800= 最大升距 mm L 200=起重螺旋为传力螺旋,主要特点是能承受较大的轴向力,并要求自锁,螺杆材料应具有较高的强度,较高的耐磨性,螺母材料出要求有较高的强度外,还应有较好的减磨性.因此螺旋副材料选取钢-青铜,螺杆选用45号钢。

选用梯形螺纹，右旋单线。

根据螺旋副耐磨条件计算螺杆的直径：2[]FPd h p πφ≥p h 55.0=，代入上式,得： 20.8[]F d p φ≥取5.2=φ，对钢-青铜螺旋副MPa P 20][=，1.0~08.0=f 代入数据得：mm d 78.102≥，根据梯形螺纹国家标准，选取螺纹为Tr22⨯5,其基本参数为：mm d 22=，mm D d 5.1922==，mm d 5.163=，mm D 171=，mm D 5.224=，mm p 5=。

计算螺母的螺纹圈数，并求出高度mm d H 75.485.195.22=⨯==φN F 9800=mm L 200=mm d 22=mm d 5.192=mm D 5.192=mm d 5.163=mm D 171=mm D 5.224=mm p 5=1075.9575.48≤===p H n ，取10=n mm p n H 50510=⨯=⨯=1) 螺杆螺纹部分的强度计算：此部分力矩由螺纹力矩1T 和螺杆端面力矩2T 组成。

︒=30α,︒==6.4tanar 2d pπγ, ︒===ψ9.5)]2/cos(/arctan[arctan αf f v v , m N d F T v ⋅=⨯+ψ⨯=882.172/)tan(21γ由于螺杆与托杯之间装有推力球轴承，所以2T <<1T所以螺杆工作部分上端面为危险截面，根据第四强度理论得螺杆危险截面的当量应力 MPa d T d F v 8.452.0342231223=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=πσ 螺杆材料为45号钢，其许用应力为：360[]120~723~53~5sMPa σσ===，[]ca v σσσ=≤，满足要求。

计算及说明结果螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。

设计的原始数据：最大起重F=60KN 、最大升起高度H=230mm 。

螺旋千斤顶的设计步骤如下：1.螺杆的设计与计算：（1）螺纹的牙型选用矩形螺纹，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。

（2）螺杆的材料 选用Q255——《现代工程材料成型与机械制造基础》 孙康宁 P80（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：[]σπF2.5d 1≥查式中螺杆的屈服极限σs=255MPa ，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 。

——《材料力学》 王世斌 亢一澜 P19、P28将上述数据带入得螺杆的直径为d1≥0.02764m ，取d 1=30mm 。

根据经验公式4p d1=，得P=7.5mm 。

参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高h=2p，得h=3.75mm 。

d 圆整为整数后，取p d d1-==38-7.5=30.5mm 。

（4）自锁验算在考虑众多因素后，实际应满足的自锁条件为：原始数据 F=60KN H=230mm配合选H8/h8螺杆的材料选Q255螺杆直径取30.5mm1-'≤ρψ由)(/np tan d 2πψ= n=1，p=7.5mm ，d 2=2h2d 1+⨯=32.375mm得tan ψ=0.07373——《机械原理与机械设计》 张策 P38 当量摩擦角ρ'=arctanμ，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。

——《机械原理与机械设计》 张策 P71 （5）结构 手柄孔径dK根据手柄直径p d 决定，mm 5.0d d p k +≈。

根据后面手柄部分的计算得到p d =26mm ，所以k d =26.5mm 。

机械设计课程作业设计说明书题目：螺旋传动设计班级：学号：姓名：目录1、设计题目 (2)2、螺纹、螺杆、螺母设计 (2)3、耐磨性计算 (2)4、自锁性校核 (3)5、螺杆强度校核 (3)6、螺母螺纹牙强度校核 (3)7、螺杆的稳定性校核 (4)8、螺母外径及凸缘设计 (5)9、手柄设计 (5)10、底座设计 (6)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (6)12、螺旋千斤顶的效率 (6)13、参考资料 (6)1、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量Q=37.5KN ，最大起重高度H=200mm ，手柄操作力P=200N 。

2、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有较好的自锁性能，且便于加工，左旋符合操作习惯。

由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45号钢，调质处理。

查参考文献得σs=355MPa, σb =600MPa ，S=4，［P ］=20MPa 。

剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。

由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3。

查参考文献得［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。

托杯和底座均采用HT250材料。

3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。

按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。

由参考文献查得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。

由耐磨性条件公式：2d ≥ 式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；ψ——引入系数，ψ=2.0 ;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有224.5d mm ≥。

查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P=8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。

螺母高度H '=ψd 2=51mm ，螺母的螺纹工作圈数u='H P=6.4≤10.螺纹牙的工作高度h=0.5P=4mm4、自锁性校核 4.73cos v farctgλψβ≤== 为保证自锁，取λ=2.5其中，由相关手册查得 0.08,15f β==5、螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F 和扭转力矩T 的作用，根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：][)16(3)4(311221σππσ≤+=d T d F式中 1d —— 螺杆螺纹的小径22.5mm ；[]σ——螺杆材料的许用应力(MPa);F ——螺杆所受的轴向载荷(N)；T 1—— 螺杆所受转矩，对起重螺旋取T=T 1 将f =0.09代入数据计算得到：由21()2v d T Q tg λψ=⋅⋅+得1T =122561N ·mm ，代入公式2311221)16(3)4(d T d F ππσ+=得σ=87.7MPa ，显然符合条件。

机械设计-千斤顶_设计计算说明书机械设计-千斤顶_设计计算说明书1、引言本文档旨在提供一份详细的机械设计计算说明书，用于千斤顶的设计。

千斤顶是一种常见的机械工具，用于举升重物。

在本文档中，我们将介绍千斤顶的设计原理、材料选择、力学计算和安全性考虑等相关内容。

2、设计原理2.1、工作原理：千斤顶利用手动或液压的方式，将力转化为一个能够举升重物的力。

在操作过程中，通过控制手柄或液压泵的运动，使得活塞在主缸体内上下运动，从而实现重物的举升和下放。

2.2、原理图：包括主缸体、活塞、液压泵等组成的千斤顶原理图，详细标注各个组件的名称和功能。

3、材料选择3.1、主缸体：使用高强度钢材料，以承受大的压力和重载。

3.2、活塞：采用钢材料，具有良好的耐磨和密封性能。

3.3、液压泵：选择合适的液压泵类型和材料，以确保泵的稳定性和工作效率。

4、力学计算4.1、举升能力计算：根据设计需求和预期工作负荷，计算千斤顶的最大举升能力和承受重量。

4.2、压力计算：通过力学分析和压力平衡方程，计算千斤顶在不同工作条件下的压力大小。

4.3、强度计算：使用强度学原理，计算主缸体和活塞的最大应力，以确保结构的强度和可靠性。

4.4、传动效率计算：通过液压系统的分析和参数计算，评估千斤顶的传动效率和功率损失。

5、安全性考虑5.1、载荷限制：根据设计和制造标准，确定千斤顶的额定工作载荷和最大承载能力，并进行标识。

5.2、安全阀：为防止过载和压力过高，安装安全阀以保护千斤顶和操作者的安全。

5.3、密封性能：确保千斤顶的密封性能良好，防止泄漏和波动导致的意外事故。

5.4、操作规程：提供详细的操作规程和注意事项，包括保养、维修和安全操作等指导。

附件：- 图纸和设计图册- 强度计算报告- 结构分析报告- 材料选型数据表- 液压系统参数表法律名词及注释：1、《安全生产法》：指中华人民共和国国家安全生产法，该法规定了生产、经营单位的安全生产责任和相关要求。

[键入公司名称]课程设计螺旋千斤顶kang1螺杆的设计与计算-—-———-—-—-—-———-—----—-—-----—-———--—---——---—-——-—-—---—--—-—-——31.1螺杆螺纹类型的选择-——-—-------———-—-—————--—-——————--—--——-——--—-————--—-—--————-—-—--—---—--31.2选取螺杆材料-—-—------—————————---—--—-—-—-—---——-—---————------—---—--—-————-—-——-——————-—--——--31.3确定螺杆直径--———--—-—-———-——-—-———---—-—-———------—-——---—--—----—-—-—————--—-----———--—--———--—31。

4自锁验算----—--———--—----------—---——----——-—---—-—-—————-—-———---——---—-————----———-—-—-----—————--31。

5结构-——--——-———-——---——-——---——-----—---——----—-————-—-—-———-—————-----—---—---——-—--——----—-—--——--—41.6螺杆强度计算————-—-—--—---—--——---——-—----—---—————--——-——-—--——-——-—--—-----——-——-—-——-——-—-—-——51.7稳定性计算————---—-—-—-—-———-—--——-—----———-—————-—-—--——--——----———-——-——-——-—-——------——-——----—62. 螺母设计与计算--———-—-----—---————-———-——---—-----————---———-—---—--—-———-—-———--72.1选取螺母材料—-——--———-———-——-——-—-----—-—-——---—-——-——-—--————-72。

螺旋千斤顶设计说明书题目：螺旋千斤顶学生姓名：高峰学号：090401109学院：机电工程学院班级：A09机械（1）班指导教师: 章海目录一、设计要求 (3)二、结构设计 (3)2.1 结构说明 (3)2.2 分析说明 (4)三、螺杆的设计计算 (4)3.1 螺杆螺纹类型的选择 (4)3.2 螺杆材料的选取 (5)3.3 确定螺杆直径 (5)3.4 自锁验算 (6)3.5 螺杆强度计算 (6)3.6 稳定性计算 (7)四、螺母的设计计算 (7)4.1 选取螺母材料 (7)4.2 确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u (8)4.3 校核螺纹牙强度 (8)4.4 螺母规格选择 (10)五、底座的设计计算 (10)六、手柄的设计计算 (11)6.1 手柄材料 (11)6.2 手柄长度pL (11)d (11)6.3 手柄直径p七、托杯的设计计算 (12)参考文献 (13)附件1—装配图 (14)设计任务书一、设计要求设计一螺旋千斤顶，已知起重重量40kN，起重高度200mm，并附画3#装配图一张，设计说明书一份。

二、结构设计2.1 结构说明千斤顶一般由托杯1、手柄3、螺母5、螺杆7、底座 8、等零件所组成（如图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。

图1-1 结构图螺旋千斤顶是由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件，靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。

结构简图（如图1-2）图1-2 结构简图2.2 分析说明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40KN和最大提升高度200mm。

三、螺杆的设计计算3.1 螺杆螺纹类型的选择传动螺纹类型有三大类：矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。

螺旋千斤顶的螺纹传动属于传力螺旋，千斤顶主要是承受很大的轴向力，而且要求传动效率高和良好的自锁能力，。

机械设计-千斤顶_设计计算说明书机械设计-千斤顶_设计计算说明书一、引言本文档介绍了千斤顶的机械设计和计算。

千斤顶作为一种用于举升和承重的装置，在工程应用中具有重要的作用。

本文档将详细介绍千斤顶的设计原理、构造和计算方法，以便工程师和设计人员能够正确使用和设计千斤顶。

二、设计原理千斤顶的设计基于杠杆原理和液压原理。

通过施加力在活塞上产生压力，通过液体传递力量，从而实现举升和承重的目的。

千斤顶通常包括活塞、液压油箱、液压油泵、液压油管等组成部分。

三、构造设计1.活塞设计：活塞是千斤顶的核心部件，承受着巨大的力量。

活塞的设计应考虑材料的强度和刚度，尺寸的合理选择，密封设计等因素。

2.液压油箱设计：液压油箱用于储存液压油，需要具备足够的容积和耐压能力。

同时，在设计时还应考虑油箱的密封性和散热性能。

3.液压油泵设计：液压油泵是千斤顶的动力来源，需要根据需要的举升力和速度选择合适的泵型，并考虑泵的效率和可靠性。

4.液压油管设计：液压油管用于传递液压油，设计时需要考虑油管的耐压能力和密封性。

四、计算方法1.千斤顶的举升力计算：根据活塞面积和液压力计算举升力。

举升力 = 活塞面积 × 液压力。

2.千斤顶的自重计算：考虑千斤顶本身的重量对举升力的影响。

自重计算需要考虑材料密度和千斤顶的几何形状。

3.千斤顶的稳定性计算：考虑千斤顶在举升过程中的稳定性问题，需要根据千斤顶的几何形状和负载情况来进行计算。

五、附件本文档涉及的附件包括：设计图纸、材料表、力学计算表等。

六、法律名词及注释1.杠杆原理：杠杆原理是物理学中的基本原理，指的是通过杠杆的作用，可以改变力的作用效果。

在千斤顶中，通过杠杆原理可以实现力的放大或减小。

2.液压原理：液压原理是应用于流体力学和工程中的一种原理，通过液体的传递和传力来实现机械运动和工作的原理。

在千斤顶中，液压原理可以将施加的力通过液体传递到活塞上，并产生举升力。

《机械设计基础》课程设计设计计算说明书设计题目：螺旋起重器设计专业班级：组号学号：学生姓名：指导老师：成绩：年月日浙江科技学院设计任务书设计题目：螺旋起重器螺旋起重器（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。

根据所给的参数，设计一简单千斤顶。

要求确定主要尺寸、画装配图及主要零件图、编写设计计算书。

设计任务：设计计算说明书 1 份起重器总装配图 1 张丝杆及底座零件图共 2 张目录1. 螺杆和螺母材料的选择确定 (4)2. 滑动螺旋起重器的设计计算2.1 耐磨性计算 (4)2.2 自锁性校核计算 (4)2.3 螺杆强度计算 (4)2.4 螺母螺纹牙的强度计算 (5)2.5 螺母外径与凸缘的强度计算 (5)2.6 手柄设计 (5)2.7底座主要尺寸确定 (6)3．设计结果与体会 (7)参考文献 (8)1.螺杆和螺母材料的选择确定螺杆材料：45钢，调质处理，硬度220-250HBS 螺母材料：ZCuA110Fe32.滑动螺旋起重器的设计计算3．设计总结与体会经过两个星期课题为螺旋起重器课程设计，我们学会了如何去进行一门课程的设计，为以后的毕业设计打下基础。

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;最大起重高度。

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、螺母设计计算耐磨性计算螺杆强度校核螺纹牙强度校核螺纹副自锁条件校核螺杆稳定性校核四、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 。

查机械设计课本表得5~3][s σσ=,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，查表得螺母材料的许用切应力MPa 40~30][=τ,取][τ=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）： ][2p Hh d p F A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π 对于梯形螺纹，有h=,那么耐磨性条件转化为：2d ≥式中 2d ——螺纹中径，mm;F ——螺旋的轴向载荷，N ；H ——螺母旋合高度，mm;ψ——引入系数，ψ=H/2d ;[p]——材料的许用压强，MPa;查机械设计表，得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa ，对于整体式螺母，5.2~2.1=ψ，取ψ=，那么有mm MPa KN d 3.2520*0.2408.02=≥。

螺旋千斤顶设计说明书目录一、确定螺杆、螺母材料 (3)二、螺纹相关参数的确定 (3)三、螺杆的设计 (4)四、螺母的设计 (6)五、螺纹牙强度校核 (7)六、托杯的设计 (8)七、手柄的设计 (9)八、底座的设计 (10)九、详细装配图 (12)十、参考文献 (12)详细设计如下：设计内容计算及说明结果1.确定螺杆、螺母材料2.螺纹相关参数的确定2.1滑动螺旋耐磨性计算由于起重器的载荷KNQ38=，低速运行，按表5-11【1】选取螺杆材料为45钢，并采用正火处理，由表8-17【2】得：其抗拉强度为MPab600=σ屈服强度MPaS353=σ（GB/T699-1999）螺母采用110PSZCnu，采用砂型铸造，由表8-26【2】得：其抗拉强度为MPab220=σ屈服强度MPa1302.0=σ（GB/T1176-1987）根据对螺纹类型和相关传动特点的比较，选择梯形螺纹梯形螺纹牙根强度高，工艺性好，对中性好计算中取8.2=φ，查表5-12【1】，取MPap20][=,f=0.1代入KNF38=计算过程：根据耐磨性条件，初步估算螺杆中径[]PhHdFPhudFAFP≤===22ππ[]phFPdφπ≥2式中：F——作用与螺杆的轴向力，单位N螺杆材料为45钢螺母采用:110PSZCnu选用梯形螺纹螺杆中径mmd8.202≥2.2选取标准梯形螺纹：2.3螺母工作圈数校核：2.4自锁性校核3．螺杆的设计 P——螺纹螺距，单位mmh——螺纹工作高度，单位mmA——螺纹的承受面积，单位2mmH——螺纹高度，单位mmu——螺纹工作圈数。

又有：2dHφ=ph5.0=代入得到：20.8[]Fdpφ≥，得mmd8.202≥查表8-45【2】，根据梯形螺纹的标准GB/T5796.2-2005，取螺纹公称直径mmd40=，螺距为mmp10=查表8-46【2】，根据梯形螺纹的标准GB/T5796.3-2005,得梯形螺纹其它尺寸：螺杆小径：mmd291=，螺杆螺母中径：mmDd3522==螺母大径：mmD41=，螺母小径：mmD301=螺母高度：mmmmdH98358.22=⨯==φ螺纹牙根部宽度：mmpb5.61065.065.0=⨯==已知螺距mmp10=，根据公式PHu=,得：8.91098===mmmmpHu＜10，满足要求。

计 算 及 说 明 主 要 结 果 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，P h 5.0=，则有[]p Fd φ8.02≥式中φ值一般取1.2~2.5，此处取1.2，许用压力[]p 经查表得[]13=p MPa 。

则[]033.010132.110268.08.0632≈⨯⨯⨯=≥P F d φm 33=mm 。

选用梯形螺纹牙型332=d mm36=d mm293=d mm 332=D mm 374=D mm30'1=D mm取螺杆标准中径332=d mm 。

查表可得螺距P=6mm ，牙顶间隙5.0=c a mm 。

螺杆大径3665.0335.02=⨯+=+=P d d mm 。

螺杆小径()295.02233=+-=-=c a P d h d d mm 。

螺母的标准中径3322==d D mm 。

螺母大径375.023624=⨯+=+=c a d D mm 。

螺母小径30636'1=-=-=P d D mm 。

计 算 及 说 明 主 要 结 果四、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。

此处考虑成本与耐磨性要求，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L 为最大起重高度，H 为螺母高度，手柄孔径K d 的大小应根据手柄直径p d 决定，一般取5.0+>P K d d mm 。