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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 。
论文题目：附图：结果设计要求：设计一个人力驱动的螺旋千斤顶，示意图如下：一、千斤顶的概述千斤顶是一种起重高度小(小于1ｍ)的最简单的起重设备。
它有机械式和液压式两种。
机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种。
千斤顶按工作原理分为：螺旋千斤顶、齿条千斤顶、油压千斤顶。
二、螺旋传动的设计和计算1、螺旋传动的应用和类型螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。
它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。
它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点，在工业中获得了广泛应用。
（1）按螺杆与螺母的相对运动方式，螺旋传动可以有以下四种运动方式：①螺母固定不动，如图螺杆转动并往复移动，这种结构以固定螺母为主要支承，结构简单，但占据空间大。
常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。
②螺母转动，如图螺杆做直线移动，螺杆应设防转机构，螺母转动要设置轴承均使结构复杂，且螺杆行程占据尺寸故应用较少。
③螺母旋转并沿直线移动，如图由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。
有些钻床工作台采用了这种方式。
④螺杆转动，如图螺母做直线运动，这种运动方式占据空间尺寸小，适用于长行程螺杆。
螺杆两端的轴承和螺母防转机构使其结构较复杂。
车床丝杠、刀架移动机构多采用这种运动方式。
本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图（a）的运动方式，即螺母固定不动。
（2）按照用途不同，螺旋传动分为三种类型。
①传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，工作速度较低，通常要求具有自锁能力。
如图：②传导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高，传动精度要求较高，如图：③调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般不经常转动，要求能自锁，有时也要求很高精度，如带传动张紧装置、机床卡盘和精密仪表微调机构的螺旋等。
本次设计的螺旋千斤顶就是运用了传力螺旋这种传动类型。
2、螺旋传动的计算按照螺旋副摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋）、滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋）和静压滑动螺旋传动（简称静压螺旋）。
机械设计大作业二-设计螺旋起重器（千斤顶）机械设计大作业报告二：设计螺旋起重器（千斤顶）一、设计题目：螺旋起重器（千斤顶）的设计二、设计背景与目的在工程领域，起重器是必不可少的设备之一，用于进行物体的提升、降落和搬运。
螺旋起重器作为一种常见的起重器，具有结构简单、操作方便、稳定性好等优点。
本次设计的目的是设计一款结构合理、性能稳定的螺旋起重器（千斤顶），以满足实际工程应用的需求。
三、设计要求与参数1.设计要求（1）最大起重量：1000kg（2）最大起重高度：100mm（3）螺旋直径：16mm（4）螺旋长度：根据实际需要确定（5）设备应具有足够的强度和稳定性，能够承受较大的载荷和冲击。
2.设计参数（1）材料选择：优质碳素结构钢（如Q235）（2）驱动方式：手动操作（3）传动方式：螺旋传动（4）结构形式：采用紧凑型设计，便于携带和使用。
四、设计步骤与方案1.确定总体方案根据设计要求和参数，确定螺旋起重器的总体方案。
主要包括传动方式、结构形式、操作方式等。
考虑到手动操作的特点，设计时应注重设备的便携性和易用性。
2.结构设计根据总体方案，进行结构设计。
主要包括螺旋部分的长度、直径和材质选择，以及支撑部分的材料和结构形式等。
在设计过程中，应考虑到设备的强度、刚度和稳定性要求。
3.传动系统设计根据总体方案和结构设计，进行传动系统的设计。
主要包括传动轴的直径、长度和材质选择，以及齿轮或蜗轮蜗杆等传动元件的选择和设计。
在设计过程中，应考虑到传动效率、平稳性和使用寿命等因素。
4.操作系统设计根据总体方案和结构设计，进行操作系统的设计。
主要包括操作手柄的形状、长度和材质选择，以及操作机构的运动方式和结构设计等。
在设计过程中，应考虑到操作简便、省力和安全等因素。
5.校核与分析对所设计的螺旋起重器进行校核与分析，主要包括强度校核、刚度校核和稳定性分析等。
确保设备能够满足实际工程应用的要求，具有较高的安全性和可靠性。
6.图纸绘制与说明根据所设计的螺旋起重器，绘制相关图纸，包括总装图、部件图和零件图等。
螺旋千斤顶课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解螺旋千斤顶的基本结构、工作原理及其在工程中的应用。
2. 学生能掌握螺旋千斤顶的力学计算方法，并运用相关公式进行简单问题的求解。
3. 学生了解螺旋千斤顶的设计要点，能分析其优缺点。
技能目标：1. 学生能够运用所学的螺旋千斤顶知识，解决实际生活中的简单问题。
2. 学生通过小组合作，设计并制作一个简易的螺旋千斤顶模型，提高动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生的团队合作意识，让他们在合作中学会互相尊重、沟通与协作。
3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在设计过程中勇于尝试、不断改进。
课程性质：本课程为初中物理学科的一节实践性课程，结合学生特点，注重理论联系实际。
学生特点：初中学生具有一定的物理知识基础，对新鲜事物充满好奇心，动手能力强，但可能缺乏团队协作经验。
教学要求：教师需引导学生运用所学知识，通过小组合作完成螺旋千斤顶的设计与制作，注重培养学生的实践能力和创新精神。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 引入新课：通过展示不同类型的螺旋千斤顶图片，激发学生对本节课的兴趣，为新课的学习做好铺垫。
2. 理论知识学习：a. 螺旋千斤顶的结构与工作原理。
b. 螺旋千斤顶在工程中的应用。
c. 螺旋千斤顶的力学计算方法及相关公式。
3. 动手实践：a. 学生分组讨论，分析螺旋千斤顶的设计要点。
b. 学生根据所学知识，设计并制作一个简易的螺旋千斤顶模型。
4. 教学内容安排与进度：a. 新课引入和理论知识学习（1课时）。
b. 动手实践：螺旋千斤顶设计及制作（2课时）。
5. 教材章节及内容：a. 教材第十一章：简单机械及其应用。
- 第三节：螺旋千斤顶的结构、工作原理及计算方法。
b. 教材第十二章：实践与创新。
- 第三节：简单机械的设计与制作。
教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，确保学生在学习过程中掌握螺旋千斤顶的相关知识，提高实践能力。
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=360MPa查机械设计表得 [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；查表得螺母材料的许用切应力为[τ] =35 MPa 许用弯曲应力为=50 MPa[σ]b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 hHπ=≤ 梯形螺纹，h=,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=,h=,[p]=20MPa;2d ≥=查机械设计课程设计 表由GB/得：取 d=34mm ，2d =31mm,1d =27mm,P=6mm;螺母高度H 1=ψd 2=*31mm= 螺纹圈数z= H 1/ P=6=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 ≥= 校核通过；5.螺纹牙强度校核'[]***F d b zττπ=< '23[]b b Fh d zb σσπ== 式中τ 螺纹牙根所受的剪切力应力,MPa;b σ螺纹牙根所受的弯曲应力,MPa;F 螺纹牙所受的轴向载荷,N;'d 螺母螺纹大直径,mm;z 螺纹旋合圈数;b 螺纹牙根厚,梯形螺纹b==,h==3mm;h 螺纹牙的工作高度,mm; []τ螺母材料的许用剪切应力,MPa;b σ螺母材料的许用剪切应力,MPa;;4010.0[] =35 MPa *35mm*3.9mm*9.3KN MPa ττπ==< 23*40*3mm 23.1[]b=50 MPa *35*9.3*3.9mm b KN MPa σσπ==<（）所以螺纹牙强度满足要求。
螺旋千斤顶的设计千斤顶一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件所组成。
螺杆在固定螺母中旋转，旋转，并上下升降，并上下升降，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。
把托杯上的重物举起或放落。
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=30（kN kN）和最大提升高度）和最大提升高度H=170（mm mm）。
）。
计 算 及 说 明 结 果1、螺杆的设计与计算1.11.1、螺杆螺纹类型的选择、螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、螺纹有矩形、梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。
常用的是梯形螺纹。
常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面，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/T5796.1GB/T5796.1——2005的规定。
根据螺旋千斤顶要较强的自锁性选择自锁性较好的梯形螺纹。
01.21.2、螺杆材料的选取、螺杆材料的选取螺杆材料常用Q235Q235、、Q275Q275、、40钢、钢、4545钢、钢、5555钢等。
螺杆承受重载，可初选螺杆的材料为45钢。
最后根据强度条件来验证确定最终材料。
1.31.3、确定螺杆基本尺寸、确定螺杆基本尺寸（1）螺杆公称直径d ：估计螺杆公称直径为30mm 左右，根据手册表3-7可知螺距p螺母为整体式、磨损后间隙不能调整可得φ根据为梯形螺纹h=0.5p由螺纹副材料为钢对青铜，滑动速度为低速，根据表6.5根据公式（根据公式（6.206.206.20）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表3-7取标准公称直径d ，并检验螺距p 满足条件。
再根据手册的表3-8查的：（2）螺杆中径d2=d-2.5（3）螺杆小径d1=d-5.5 根据经验公式可知（4）手柄孔径d k 由手柄直径d p决定，决定，d d k ≥d p +0.5mm（5）螺纹退刀槽d4的直径比螺杆小径d1小约0.2~0.5mm（6）退刀槽宽度取1.5p（7）螺杆上支撑手柄的大径D13=1.8d（8）螺杆上支撑手柄的大径高度取1.5d（9）螺杆下端挡圈直径D=d+D=d+（（6~106~10））mm 再由设计手册的表5-3取标准件（1010）下端挡圈厚度）下端挡圈厚度H 由表5-3取标准件5mm（1111）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为0.25d（1212）螺杆总长度为）螺杆总长度为H1+H1+H ¢ （1313）螺杆上所有倒角根据手册表）螺杆上所有倒角根据手册表1-28可知（1414）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚3~4mm1.41.4、自锁验算、自锁验算（1）根据表6.76.7，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺纹副的当量摩擦系数m v（2）根据当量摩擦角定义可知r v =arctan m v（3）根据自锁条件y ≤r v ，且螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°，可得中径升角1.51.5、螺杆强度计算、螺杆强度计算（1）根据公式）根据公式（2）由手册表2-7知螺杆材料45钢的屈服强度δs（3）由表6.6可知螺杆许用应力可知螺杆许用应力[[δ]=δs /4（4）根据第四强度理论参考公式（6.236.23））可知螺杆受的应力δ= ,满足强度δ<[δ]。
小学综合实践活动教案气压千斤顶小学综合实践活动教案：气压千斤顶导言：综合实践活动是小学生综合素质培养的重要环节。
而气压千斤顶作为一个经典的实践项目，可以帮助学生学习气压的概念、了解常见工具的使用以及培养动手能力。
本文将针对小学生群体的特点和目标，设计一份教案，帮助学生通过实践活动了解气压的原理和应用。
一、教学目标：1. 了解气压的概念，认识气压对物体的作用；2. 掌握千斤顶的使用方法，并能够解决实际问题；3. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力；4. 培养学生的动手操作和合作交流能力。
二、教学准备：1. 实验器材：气压千斤顶、压力计、空气泵；2. 实验材料：小球、小方块、小圆环等；3. 教学环境：教室或实验室。
三、教学步骤：引入活动：1. 引导学生回顾物理课上学到的气压概念，并引发学生对于气压的思考。
2. 让学生观察不同形状的物体的表面积和重量，并启发他们思考表面积和重量对千斤顶的影响。
活动一：认识气压1. 设计实验，让学生利用气压计探究气压的作用。
2. 让学生使用气压计在不同高度测量气压，并观察测得的数值。
3. 引导学生思考：高处气压是否比低处气压大？为什么？活动二：制作千斤顶1. 给学生提供材料和工具，指导他们制作千斤顶模型。
2. 教师示范制作步骤，引导学生动手操作，确保学生正确掌握制作技巧。
3. 学生制作完成后，进行展示和讨论。
学生可以比较不同制作方式的效果，并进行交流。
活动三：应用千斤顶1. 设计实验，让学生利用千斤顶实际体验其使用方法并解决实际问题。
2. 给学生提供不同形状的物体，如小球、小方块和小圆环等，让他们尝试使用千斤顶将这些物体抬起。
3. 鼓励学生设计实验，探究不同形状的物体对千斤顶的影响，并让学生总结出结论。
活动四：拓展应用1. 引导学生思考千斤顶的其他应用场景，如汽车修理、建筑施工等。
2. 分小组讨论，让学生自由发挥，设计千斤顶在其他场景中的应用实验。
四、教学评价：通过观察学生在活动中的表现和讨论中的参与情况，评价学生对于气压和千斤顶的理解程度和动手操作技能的掌握情况。
螺旋千斤顶课程设计计算说明书院系机械工程系专业年级设计者指导教师2011年5月15日千斤顶的设计设计螺旋千斤顶，已知轴向载荷F=30000N，起重高度为l=250mm，方案图 1所示。
1千斤顶结构图1.选择材料螺杆选材料为45钢，由手册查σ=355Mpa；螺母材料为ZCuSn10P1，由表1.3查得[p]=20Mpa；取单头右旋梯形螺纹，α=30º，β=15º，整体螺母。
2.耐磨性计算(1) 取Ф=2(2) 计算d2d 2≥0.8[]PFφ=0.8×20230000⨯= 21.9mm由计算出的d2查手册确定螺纹的标准值为d=38 mm，d2=34.5 mm , d1=30 mm ，D =39, P=7 mm(3) 计算螺母高HH=Фd 2=2×34.5=69 mm(4) 计算旋合圈数zz=P H =769=9.86<10 (5) 校核螺纹副自锁性λ=arctan2d S π= arctan 2d nPπ= arctan π5.3471⨯=4.25º由表查得f v =0.10,ρv =arctan0.10=5.71º,λ≤ρv ,满足自锁条件。
1） 螺母螺纹牙强度校核由表1.4查得青铜螺母螺纹牙许用弯曲应力[σь]=40～60Mpa 、许用剪切应力[τ]=30～40Mpa ；梯形螺纹螺纹牙根宽度b=0.65P=0.65×7=4.55 mm ；梯形螺纹螺纹牙工作高度h=0.5P=0.5×7=3.5 mm 。
(1) 弯曲强度校核σь=z Db Fh 23π=86.955.43914.35.33000032⨯⨯⨯⨯⨯=17.15≤[σь] 合格 (2) 剪切强度校核τ=Db z Fπ=55.43914.386.930000⨯⨯⨯=6.37≤[τ] 合格 2） 螺杆强度校核(1) 由表查得螺杆许用应力[σ]=5S σ=5355=71Mpa (2) 螺杆所受转矩T=F22d tan(λ+ρν)=30000×25.34 tan(4.25º+5.71º)=90877 N ·mm(3)σca =23122116/34⎪⎪⎭⎫⎝⎛T ⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d d F ππ=232216/3014.39087733014.3300004⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=51.82≤[σ] 合格3. 螺母外部尺寸计算a) 计算D 3螺母悬置部分受拉伸和扭转联合作用，为计算简单，将F 增大30%，按拉伸强度计算得σ=4)(3.13D D F-π≤[σ]式中，[σ]为螺母材料的许用拉伸应力，可取[σ]=0.83[σb ]，由表取[σb]=50Mpa ，因此[σ]=0.83[σb ]=41.5Mpa 。
课程设计说明书课程名称：机械制图课程设计系（部）：信息技术系班级：机械设计制造及其自动化2班学号：2014103210202姓名：xx机械制图课程设计任务书题目：千斤顶内容：1．绘制装配图1张（A2）2．绘制零件图5张（A3/A4）3．编写设计说明书一、概述千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备，用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。
分机械式和液压式两种，千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。
其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。
千斤顶作为一种使用范围广泛的工具，采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。
二、千斤顶的工作原理、装配关系和结构千斤顶分为机械千斤顶和液压千斤顶两种，原理各有不同。
从原理上来说，液压千斤顶所基于的原理为帕斯卡原理，即：液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。
所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。
我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。
机械千斤顶采用机械原理，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。
但不如液压千斤顶简易。
1.两条主要装配线围绕着输入轴和输出轴有两条主要装配路线。
由于输入轴17上需要安装齿轮直径很小，故将齿轮和轴制成一体，称为齿轮轴。
输入轴17均由滚动轴承22、25支撑。
轴承两端均装有嵌入端盖19、24、16、28，用以固定轴承。
轴从嵌入端盖16、24孔中伸出，该孔和轴之间留有一定的间隙。
为了防止机体内润滑油渗漏及灰尘进入箱体内，嵌入端盖16、24内分别装有填料15、23。
输入轴17上装有挡油环21，利用离心力的作用甩掉油液及杂质，防止机体内轮滑油溅入轴承。
一、教学目标1. 知识与技能目标：- 学生能够了解千斤顶的基本原理和结构。
- 学生能够掌握千斤顶的制造流程，包括材料选择、加工工艺和组装方法。
- 学生能够使用基本的机械加工工具和设备进行千斤顶的制造。
2. 过程与方法目标：- 学生通过实践操作，培养动手能力和解决问题的能力。
- 学生学会查阅相关资料，进行自主学习和研究。
3. 情感态度与价值观目标：- 学生树立严谨的科学态度和良好的工程意识。
- 学生增强团队协作精神和创新意识。
二、教学对象本教学设计方案适用于高中阶段的学生，特别是对机械制造和工程技术感兴趣的学生。
三、教学资源1. 教材资源：《机械制造工艺学》、《金属工艺学》等相关教材。
2. 实践资源：金属加工车间、机械设备、原材料（如钢材、铝合金等）。
3. 网络资源：相关教学视频、在线课程、技术论坛等。
四、教学过程（一）导入阶段1. 课题引入：通过展示千斤顶在实际生活中的应用场景，激发学生的学习兴趣。
2. 基本原理介绍：简要介绍千斤顶的工作原理和分类。
（二）知识讲解阶段1. 千斤顶的结构：讲解千斤顶的主要部件，如液压缸、活塞、油泵、阀等。
2. 材料选择：介绍千斤顶常用的材料，如钢材、铝合金等，并分析其优缺点。
3. 加工工艺：讲解千斤顶各部件的加工工艺，如铸造、焊接、机械加工等。
4. 组装方法：介绍千斤顶的组装步骤和注意事项。
（三）实践操作阶段1. 材料准备：根据设计要求，选择合适的材料。
2. 加工制作：在教师的指导下，学生进行千斤顶各部件的加工制作。
- 铸造或焊接：根据设计图纸，进行零件的铸造或焊接。
- 机械加工：使用车床、铣床等设备进行零件的加工。
3. 组装与调试：将加工好的零件组装成千斤顶，并进行调试。
（四）总结与评价阶段1. 作品展示：学生展示自己的作品，分享制作过程中的心得体会。
2. 教师点评：教师对学生的作品进行点评，指出优点和不足。
3. 总结与反思：引导学生总结本次教学活动的收获，反思自己在学习过程中的不足。
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-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。
课程设计--螺旋千斤顶设计螺旋千斤顶设计专业：机械工程及其自动化班级：机自1007班学号：201002070701姓名：陈学宇起重量：10KN起重高度：350mm2012.10.31目录第一章设计题目及材料选择 (4)1.1设计要求 (4)1.2主要零件的常用材料 (4)1.3千斤顶示意图 (5)第二章螺杆的设计计算 (5)2.1螺杆材料及牙型选择 (5)2.2耐磨度的计算 (6)2.3验证螺纹的自锁条件 (7)2.4螺杆强度的校核 (8)2.5稳定性计算 (9)2.6螺杆其他结构设计 (10)第三章螺母的设计计算 (12)3.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (12)3.2校核螺纹牙强度 (12)3.3螺母的其他设计要求 (14)第四章托杯的设计与计算 (15)第五章手柄的设计和计算 (17)5.1手柄的材料 (17)5.2手柄的长度pL (17)5.3手柄直径d手柄 (17)5.4手柄结构 (18)第六章底座的设计 (12)6.1底座的材料 (12)6.2底座数据计算 (12)参考文献： (19)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10000N，起重高度为350mm，材料自选.。
1.2主要零件的常用材料（1）螺杆材料选择：45号钢，采用带有外螺纹的杆件（2）螺母材料选择：青铜，带有内螺纹的构件（3）底座材料选择：灰铸铁 HT100，带1：10斜度（4）托杯材料选择：Q235（5）手柄材料选择：Q2151.3千斤顶示意图托杯手柄螺母底座螺杆第二章螺杆的设计计算2.1螺杆材料及牙型选择选用45号钢，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耐磨度的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。
液压千斤顶设计范文一、设计要求：1.负载能力：液压千斤顶的最大负载能力为1000公斤。
2.结构设计：液压千斤顶应具有稳定的结构，可以平稳举升和降低重物，使用寿命长。
3.安全性：液压千斤顶应具有安全可靠的设计，防止负载失稳和泄漏等情况。
二、设计方案：1.液压系统设计：液压泵：选用高压液压泵，能提供足够的液压能量给液压系统。
油缸：采用高强度材料制造，能够承受所需负载，并具有较好的密封性能。
油管：选用防腐蚀材料制造，具有足够的耐压能力和耐腐蚀能力。
控制阀：采用单向阀和调节阀组合设计，实现液压千斤顶的举升和降低操作。
2.结构设计：主体结构：主体结构采用框架式设计，以保证结构稳定性和强度。
框架由高强度材料制成，具有足够的刚性和承载力。
举升结构：举升结构由活塞和活塞杆组成，活塞杆连接负载和液压系统。
活塞采用密封圈进行密封，以防止液压泄漏。
活塞杆选用高强度材料制造，能够承受所需负载。
3.材料选择：主体结构：选用高强度钢材制造，具有足够的强度和刚性。
油缸和活塞杆：采用优质合金钢或不锈钢制造，具有足够的强度和耐腐蚀性。
密封圈：选用耐腐蚀性能好的橡胶材料制造，以确保液压系统的密封性能。
4.安全设计：负载失稳：设计合理的支撑结构，防止负载滑动和倾斜。
泄漏预防：设计高质量的密封件和严格的制造工艺，以确保液压系统的密封性能。
过载保护：设计压力传感器和压力继电器，当液压千斤顶的负载达到预定值时，自动停止继续举升，保护液压系统。
紧急停止装置：在液压系统中设计紧急停止开关，一旦发生紧急情况，操作人员可以立即停止液压系统的工作，确保安全。
以上是液压千斤顶的设计方案，通过合理的液压系统设计、稳定的结构设计以及安全设计措施，可以确保液压千斤顶能够安全、高效地完成各种举升任务。
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]。
][22phHdFPhudFAFp≤===ππ（文献：机械设计）由于2dH=φ，所以有][2phFPdφπ≥；（文献：机械设计）对于等腰梯形螺纹，Ph5.0=，有][8.02pFdφ=，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自锁验算螺杆螺纹中径mmd955.25102.2200008.02≈⨯≥，根据求得的此螺纹中径，查表GB/—2005和表GB/—2005有：(文献：机械设计手册)公称直径mmd32=，螺距mmP10=，螺杆小径mmdd21111=-=，螺杆中径mmmmdd955.252753252≥=-=-=，螺母大径mmdD331321=+=+=，螺母小径mmdD221032101=-=-=，螺母中径mmdD2722==，螺母高度mmdH3.51279.12=⨯==φ，旋合圈数（圈）圈10)(613.5≤≈==PHu。
自锁条件是ψ≤ϕv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，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°）。
υυβϕψffarctancosarctan==≤（文献机械设计）υf:当量摩擦系数；f：摩擦系数；β：牙侧角，︒==152/αβ。
摩擦系数f由查表可知，17.0~11.0=f，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。
︒=⨯⨯==26.72514.3101arctanarctan2dnPπψ︒===≤98.997.010.0arctancosarctanβϕψυfϕ至少为︒8，所以有︒=≤︒=98.988.7υϕψ，符合自锁条件。
螺杆尺寸：P=10mmmmd32=mmd211=mmd272=螺母尺寸：mmD33=mmD221=mmdD2722==mmH3.51=6=u︒==152/αβ17.0=f︒=26.7ψ︒=98.9υϕ符合自锁条件结构（见图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。
由后面的计算可知手柄的直径pd=25mm，所以mmdk8.268.026=+=。
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~。
mmdd6.204.014=-=。
退刀槽的宽度可取为=15mm。
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(GB/T891-1986)mmHmmD5,45==，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)166⨯M固定在螺杆端部。
mmdv30=mmdk8.26=mmd6.204==15mmmmHmmD5,45==166⨯M计算项目计算及说明计算结果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。
强度计算方法参阅教材公式，其中扭矩2)tan(2d F T υρψ+=，式中ψ为螺纹中径处升角，υϕ为当量摩擦角。
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度：][)(3)(32222στσσ≤+=+=Tca W T AF 或][)4(31212σσ≤+=d TF A ca （文献机械设计） F （N ）螺杆所受的轴向压；A （2mm ）：螺杆螺纹的危险截面面积； T W （2mm ）：螺杆螺纹段的抗扭截面系数；1d （mm ）螺杆螺纹小径；T （mm N •）；[σ](MPa)：螺杆材料的许用应力，由前面可知螺杆的材料是55号钢，查表得其屈服强度MPa s 900=σ，所以其许用应力5~3][sσσ=，由于千斤顶的载荷是稳定的，许用应力取最大值有MPa s30039003][===σσ。
计算：mmN d F T •=⨯︒+︒⨯=+=57.83785227)98.926.7tan(200002)tan(2υϕψ 则有：MPa dT F A ca 802.206)4(31212≈+=σMPa MPa ca 300][802.206=≤≈σσ，符合强度计算的条件。
MPa s 900=σMPa 300][=σ][σσ≤ca ，符合强度计算的条件。
计算项目计算及说明计算结果稳定性计算2. 螺母设计与计算选取螺母材料细长的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。
F cr / F≥~ 4。
螺杆的临界载荷F cr与柔度λs有关，λs=μl/i，μ为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，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+5P+~d，i为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A=πd12/4，则41dAIi==(I为螺杆危险截面的轴惯性矩)，当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。
计算时应注意正确确定。
临界载荷22)(lEIFcr+=μπ，E（MPa）：螺杆材料的拉压弹性模量，MPaE51006.2⨯=;I（4mm）：螺杆危险截面的惯性矩，6441dI=。
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。
因此60.0=μ。
mmPdHl248105325.11505)5.1(=⨯+⨯+=++=；NFcr9146.278751)2486.0(64/211006.214.32452=⨯⨯⨯⨯=，scrscSFFS=≥≈=4~5.29.13，所以经过计算螺杆稳定。
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。
该千斤顶螺母材料采用45号钢。
MPaE51006.2⨯=60.0=μmml248=NF9146.278751=αsscSS≥，所以螺杆稳定。
螺母材料：45钢计算项目计算及说明计算结果确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u校核螺纹牙强度螺母高度H'=φd2，螺纹工作圈数PuH'=，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u' = u+(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。
mmdH5.67275.22=⨯==φ，)(75.6105.67圈===PHu，实际螺纹圈数)(925.85.175.65.1'圈≈=+=+=uu，实际螺母高度mmPu90109H''=⨯==。
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。
螺母的其它尺寸见图1―3。
必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。
如图有：mmDD561.56337.1)8.1~6.1(3≈=⨯==mmDD76735.751.5635.1)4.1~3.1(34≈=⨯==mmHa303/903/'===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，所以只需校核螺母的螺纹牙强度。
假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为uF，并作用再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≤=DbuF，螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为][62buDbFlσπσ≤=。
式中：b（mm）：螺纹牙根部的厚度，对于梯形螺纹mmPb5.61065.065.0=⨯==;l(mm):弯曲力臂，mmDDl32273322=-=-=；][τ（MPa）螺母材料的许用切应力，螺母材料为45号钢，mmH5.67=)(75.6圈=u)(9'圈=umm90H'=mmD563=mmD764=mma30=mmb5.6=mml3=计算项目计算及说明计算结果查表可知：MPa s998.7033556.05~36.0][6.0][≈⨯=⨯==σστ；][b σ（MPa ）：螺母材料的许用弯曲应力，查表可知：MPa sb 367.1445~32.1])[2.1~0.1(][=⨯==σσσ。
计算：][516..475.63114.320000τπτ≤=⨯⨯⨯==Mpa Dbu F ，符合剪切强度条件；][505.1275.63114.33200006622b MPa u Db Fl σπσ≤=⨯⨯⨯⨯⨯==，符合弯曲强度条件。
MPa s 355=σMPa 998.70][=τMPab 367.144][=σ][ττ≤，符合剪切强度条件。
][b σσ≤，符合弯曲强度条件。
计算项目计算及说明 计算结果螺母与底座孔配合托杯的设计与计算轴承的设计与计算螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用78rH或78nH等配合。
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。
为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图1―1），紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm。
紧定螺钉选择的是（GB/T71—1985）106⨯M.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。
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。
