螺旋千斤顶设计计算说明书

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ϕ=0.5；查教材表5-2，[p ]取22Mpa []mm 65.191022.515.014.31020632=⨯⨯⨯⨯⨯=≥p Qd πϕψ 查表GB/T 5796.3-1986 等效ISO2904-1977d=36mm, P=6 mm, 2d =33mm, 1d =29mm 3.自锁验算λ=arc tan 2S d π= arc tan .3314.36⨯=3.31° υρ= arc tan v f = arc tan γcos 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)·22d （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===43554sσ88.75Map 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pH =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 。

螺旋千斤顶设计计算说明书一、 设计条件：1、最大起重量 Fmax=30 kN2、最大起升距离 hmax=180 mm二、 螺纹的设计与计算1. 选择螺纹类型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，其牙形为等腰梯形，牙型角α=30° 2. 选取螺杆和螺母材料螺杆材料选择常用的45号钢，查询可知σs =355 MPa ，σb = 600 MPa ；螺母选择青铜（ZCuAl10Fe3），查询可知σs =180 MPa ，σb = 490 MPa ；查询可知滑动螺旋副钢-青铜的许用压力[p]=15 MPa 。

3. 确定螺杆直径由耐磨性条件，螺杆中径d 2≥0.8√Fφ[p]由于螺母为整体结构，且磨损后不能调整，选取φ =2.0，又F=Fmax=30 kN 代入数据可得d 2≥0.8√300002.0×15=25.3 mm按GB/T 5796.2-2005选取公称直径d=28mm 的螺纹，螺距P=5mm ，线数n=1，螺旋副的摩擦系数f=0.09，螺旋角β=15°，查询可知其中径d 2=25.5mm ，满足要求。

4. 自锁性校核螺旋升角γ=arctan nP πd 2=3.57°；当量摩擦角ρv =arctan fcosβ=5.32°故ρv >γ，满足自锁性条件。

5. 螺杆强度校核螺杆所受扭矩T =Fd 22tan (γ+ρv )=59.8 N ∙m螺杆危险截面上既受拉压应力又受扭转切应力，应用第四强度理论，有：σca=√σ+3τ=√(4Fπd12)2+3(T0.2d13)<[σ]查询可知，螺纹小径d1=22.5 mm,代入数据可得σca=75.5 MPa;查询可知，取安全系数S=4，许用应力[σ]=σs4=3554=89 MPa;故σca<[σ],满足强度要求。

6.稳定性计算螺杆柔度λ=4μld1,其中长度系数μ=2，根据经验公式有效长度取l=hmax+1.5d+H2=247 mm，则λ=4×2×24722.5=87.8>80查表可知螺杆临界载荷F cr=π2EI a(μl)2 ,其中惯性半径I a=πd1264,查询可知45号钢E=210GPa，代入数据可得F cr=243.4 kN由稳定性校核公式：S C=F crF≥[S]取[S]=2.5-4,则S C=243.430=8.11>[S],满足稳定性要求。

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 。

题目：螺旋千斤顶
起重量Q= 25 KN
起重高度H= 200 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）
班级
学号
姓名
完成日期2011年11月19日
指导教师评分
目录设计任务与设计说明
1、螺旋副的设计计算
、耐磨性的计算
、自锁性校核
2、螺杆的设计计算
、螺杆强度计算
、螺杆稳定性计算
3、螺旋副的计算
、螺杆的计算
、螺母的计算
4、拖杯设计计算
5、底座设计计算
6、手柄设计计算
手柄长度设计计算
手柄直径设计计算
7、螺旋千斤顶的效率计算
设计任务与设计说明
设计任务书：
设计一螺旋千斤顶，该千斤顶要求最大起重重量为25kN，最大起重高度为250mm，手柄操作力矩为200N，且要求工作安全可靠，成本不得过高。

设计简单说明：
该千斤顶采用螺旋传动的工作方式，最大起重高度为250mm，手柄操作力200N，工作稳定可靠，满足自锁条件，使用安全，选材合理、加工方便、生产成本较低。

题目：螺旋千斤顶起重量Q=25KN起重咼度H=200mm手柄操作力P=250N作业任务：1.设计计算说明书一份2.设计装配图一张（1:1）班级 _____________学号___________姓名____________________完成日期—2011年11月19日指导教师评分设计任务与设计说明1、螺旋副的设计计算1.1、耐磨性的计算1.2、自锁性校核2、螺杆的设计计算2.1、螺杆强度计算2.2、螺杆稳定性计算3、螺旋副的计算3.1、螺杆的计算3.2、螺母的计算4、拖杯设计计算5、底座设计计算6、手柄设计计算6.1手柄长度设计计算6.2手柄直径设计计算7、螺旋千斤顶的效率计算设计任务与设计说明设计任务书:设计一螺旋千斤顶，该千斤顶要求最大起重重量为25kN，最大起重高度为250mm，手柄操作力矩为200 N，且要求工作安全可靠，成本不得过高。

设计简单说明：该千斤顶采用螺旋传动的工作方式，最大起重高度为250mm，手柄操作力200 N，工作稳定可靠，满足自锁条件，使用安全，选材合理、加工方便、生产成本较低。

形角（梯形螺纹牙形角-=15 ）0由以上计算可得• =3.57 二=5.32 '以上结果满足：r '■ v且'-\ ■ - 1 .75 '满足自锁条件。

螺杆不仅受到轴向压力，还要受到螺纹副摩擦产生的摩擦扭矩，故其强度校核如下：式中Q为最大工作载荷；A为螺杆危险截面面积（A=—di ），T为螺杆所受转矩；对于起重，4T i =Q di2 tan \ ■ - ；W T为螺杆螺纹段的抗扭剖3面模量，W T=：6二A*；^.1为螺杆材料的许用16 4拉应力，通常 3 ~ 5，对于所选材料45号钢■■■ s= 355 MP a。

由以上计算可得；「ca=91 .38 卜丨- 71 ~ 118 .35 MP a临界载荷Q c的计算：该螺杆结构简图如图1所示计算得：一 3.57'■■■ v = 5.32 ' 满足自锁条件2、螺杆的设计计算2.1螺杆强度计算J' 2 <b]二ca=91 .38MP a螺杆强度达标2.2螺杆稳定性计算在螺母结构图中D 4 =：1.3 ~ 1.4 D 3图1D =33 （内螺纹大径）计算内容计算及说明计算结果在螺杆的结构简图中H ' =51 H =250 D =28P =5丨二 H ' • H 1 .4 ~ 1 .6 d 此处取丨二 295 临界载荷Q c 的计算 柔度 小（将螺旋千斤顶简化为悬臂梁后 i取- 2）计算得 ’s =111 .61 _100为大柔度杆大柔度杆的临界载荷公式为计算得 Q c = 73 .853 kN二 2El屮2Q c =73 .853 kN3、螺母的计 稳定性条件S sc 二Qc _ S s （—般取S s = 2.5〜4）Q计算得S sc =2.95 - S s （满足计算要求）螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，故只需校核螺母 螺纹牙的强度，螺母结构如图2所示。

螺旋千斤顶设计计算说明书院系专业年级设计者指导教师成绩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 (4)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确定螺母高度及工作圈数 (9)2.2。

3校核螺纹牙强度 (9)2.2。

4螺母与底座孔配合 (7)2.3托环的设计与计算 (7)2。

3。

1托杯材料的选择 (7)2。

3.2结构设计 (11)2.3.3接触面强度校核 (8)2.4手柄的设计计算 (8)2。

4。

1手柄材料的选择 (8)2。

4。

2计算手柄长度 (8)2.4。

3手柄直径的确定 (9)2。

4。

4结构 (9)2。

5底座设计............................................ 错误!未定义书签。

2.5.1选择底座材料 (9)2.5.2结构设计 (9)2。

5.3底座设计计算 (9)3.关于螺旋千斤顶结构设计等的补充说明 (17)参考文献: (17)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;查表5-13取安全系数S=4，则；螺母材料选用ZCuA19Mn2，查表确定需用压强[P］=15MPa。

干斤顶设il•说明书目录前言 (2)1螺旋千斤顶原始数据 (3)2螺杆和螺母的设计计算 (3)2.1螺旋副的计算 (3)2.2选取螺杆材料 (3)2.3计算 (4)2.4自锁校验： (4)2.5螺杆的计算 (5)2.5.1螺杆强度 (5)2.5.2稳泄性计算 (6)3、螺母的计算 (6)3.1螺母的基本参数 (6)3.2螺纹牙强度 (7)3.3螺母体强度 (7)3.4螺母材料的选择 (8)4、托杯设计 (8)5、底座设计 (9)6、柄设计与计算 (9)6.1手柄材料 (9)6.2手柄长度 (10)6.3、结构 (10)参考文献： (11)前吞螺旋千斤顶又称机械式千斤顶，是由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺&套简作为顶举件。

普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。

自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，装有制动器。

放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较复杂。

螺旋千斤顶能长期支持重物, 最大起重量已达100吨，应用较广。

下部装上水平螺杆后，还能使重物作小距离横移。

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。

头部经特殊热处理，梅花型防滑而设计，使产品在使用中不易产生滑脱、顶弯、折断等现象。

整机多重防伪设计，使品质与售后服务得以有效保障。

注油孔采用螺旋式密封，密封性能好、易拆装、使用方便。

采用可调式安全阀，并且底盘经加大加厚可适用于各种恶劣的地而，使安全性有保障。

采用优质密封件、优质材质及特殊工艺制造，使整机性能更加优良。

螺旋式千斤顶广泛应用于工厂、货栈、码头、电站、伐木场等场合，是起升搬运物品，最理想的起重设备之一。

使用原理：机械千斤顶是手动起重工具种类之一，英结构紧凑，合理的利用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮合运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而重物上升或下降。

使用方法：1•使用前必须检查千斤顶是否正常，各部件是否灵活，加注润滑油，并正确估计重物的重量，选用适当吨位的千斤顶，切忌超载使用。

《机械原理与设计》设计题目：螺旋千斤顶专业：09机械设计与制造学号：20090624123姓名：杨耀东指导老师：张雯娟日期：2011年12月30日目录1螺杆和螺母的设计计算 (1)1.1螺旋副的计算 (1)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L p ....................................5 螺旋千斤顶的效率...................................6 参考文献.......................................... 7附A4装配图 (1)1螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm)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。

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 25F kN=；（2）最大升距：max 200h 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：[]3p MPaσ=；（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千斤顶螺杆的工作场合是：经常运动，受力不太大，转速较低，故材料选用不热处理的45号钢。

千斤顶螺母的工作场合是：低速、手动、不重要，故材料选用耐磨铸铁HT 200。

螺旋千斤顶设计计算说明书目录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)如图1-2，则有退刀槽宽度1.5P=10.5mmD13=(1.7~1.9)d=68~76mm，取D13=70mm (1.4~1.6)d=56~64mm，取1.5d即60mm H+H'=190+56=246mm(H'为后面计算得）螺钉外径0.25d=10mm挡圈外径d+(6~10)=46~50mm 1.5P=10.5mm D13=70mm 1.5d=60mm H+H'=246mm根据GB/T891-1986，选取挡圈GB/T891 B50， 公称直径D=50mm ，H=5mm根据GB/T68-2000，选取螺钉GB/T68 M6×16， 螺纹规格d =M6，公称长度l =16mm1.6 螺杆强度校核对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。

其强度条件为[]σσ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=212431d T F A ca 其中扭矩式中：ψ为螺纹中径处升角，ρv 为当量摩擦角。

mm N mm N T ⋅=⋅⨯︒+︒⨯=4.11314025.36)32.549.3tan(40000挡圈：GB/T891 B50螺钉：GB/T68 M6×16T=113140.4 N·mm。

2)tan(2d F T v ⋅+=ϕψ2.4 结构螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用78r H 或78n H 等配合，这里选择78r H 配合。

螺旋千斤顶设计计算说明书院系：能源工程学系专业：机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)班级：汽车1101班设计者：韩开韦甘庆良2013年10月28日目录一．概要................................................. 错误!未定义书签。

1.工作原理............................................ 错误!未定义书签。

2.创新背景............................................ 错误!未定义书签。

3.创新设计............................................ 错误!未定义书签。

二．螺杆的设计与计算 .................................... 错误!未定义书签。

1.选取螺杆材料........................................ 错误!未定义书签。

2.确定螺杆直径........................................ 错误!未定义书签。

3.自锁验算............................................ 错误!未定义书签。

4.螺杆强度计算........................................ 错误!未定义书签。

5.螺杆稳定性计算...................................... 错误!未定义书签。

三．螺母的设计与计算 ..................................... 错误!未定义书签。

1.选取螺母材料........................................ 错误!未定义书签。

2.确定螺母高度和工作圈数.............................. 错误!未定义书签。