机械设计课程设计--螺杆起重器

螺旋起重器设计一．螺旋起重器设计任务书一、课程设计目的机械设计基础的课程设计是上完机械设计基础课程后的一个实践性教学环节，通过螺旋起重器设计计算和结构设计能达到如下几个目的：1、培养结构设计和综合应用所学知识的能力；2、初步了解机械设计的一般方法和步骤；3、培养使用机械设计手册的能力；4、进一步巩固和强化机械制图的能力。

二、课程设计的任务1、设计题目：螺旋起重器2、设计已知条件：（1）最大起重量 F / kN：27（2）最大起重高度H / mm：165（3）间歇工作，要求自锁性好，灵活轻便。

3、设计任务和要求：（1）螺旋起重器总装配图一张（A2纸）；（2设计说明书一份，主要内容：已知设计基本参数和条件，螺旋起重器受力分析、各主要零件设计计算。

三、设计要求1、独立、按时、保质量完成设计任务；2、计算说明书格式要求统一规范（详细参照计算说明书格式说明）。

二．螺旋起重器设计一、螺旋起重器的结构和功能：指导书上295页17.1.2内容二、受力分析：螺旋起重器中的滑动螺旋副工作承受的主要载荷包括摩擦力矩（螺纹副旋合部分的摩擦力矩和工件与螺杆支承端面间的摩擦力矩）和作用在螺杆上的压力。

失效分析：由于螺旋副之间存在较大的相对滑动速度，因此磨损是滑动螺旋的主要失效形式。

同时，螺杆承受压力，当支承的长径比较大时，也可能会发生失稳。

因此，螺旋起重器的滑动螺旋的设计准则是：根据耐磨性设计计算螺杆的直径及其他参数，同时对螺杆和螺母（主要是螺纹牙）进行强度校核。

此外，螺旋起重器还应校核螺杆的稳定性及自锁性能。

三、各主要零件设计计算主要内容计算及说明1、 螺杆与螺母的载荷 1.1螺杆螺纹类型的选择由于梯形螺纹的工艺性能好，牙根强度高，对中性好，故选用梯形螺纹较好。

1.2 如图1所示螺杆和螺母的受力状况。

螺杆受轴向力F ，同时受螺母的摩擦力矩T1和轴承或托杯的摩擦力矩T2T2=u* .d/2*F （N.m ） 式中u*= D= F=2、 按许用比压进行耐磨性计算，初定螺旋和螺母基本尺寸2.1螺杆中径 d2>=式中[p]——许用比压（Mpa ）查表2.2螺母高度 H=2.3旋合圈数 式中2.4螺纹的工作高度 h=2.5校核螺母比压2.6验算自锁条件式中：2.7验算螺杆强度 式中3、 螺母计算根据耐磨性计算确定d2之后，初步拟定螺母尺寸如图所示：选梯形螺纹。

机械设计作业——螺旋起重器的设计题目：螺旋起重器的设计一、概述螺旋起重器是一种利用螺旋结构实现起重和搬运功能的机械设备。

它具有结构简单、操作方便、起重量大等优点，广泛应用于建筑、物流、港口等领域。

本文将介绍一种新型的螺旋起重器设计，包括其工作原理、结构设计、材料选择、传动系统设计等内容。

二、工作原理螺旋起重器的工作原理主要是利用螺旋结构的特点，通过旋转螺旋来实现起重和搬运。

具体来说，当螺旋结构与物体的接触面产生摩擦力时，通过旋转螺旋可以使物体沿着螺旋轴向移动，从而实现物体的提升或下降。

此外，螺旋起重器还可以通过改变螺旋的旋转方向和速度来控制物体的运动方向和速度。

三、结构设计1.整体结构新型螺旋起重器的整体结构包括基座、螺旋轴、螺旋叶片、传动系统、控制系统等部分。

其中，基座是整个设备的支撑结构，螺旋轴和螺旋叶片组成了起重器的核心部分，传动系统为设备提供动力，控制系统则实现对设备的操作和控制。

2.螺旋轴和螺旋叶片设计螺旋轴是螺旋起重器的核心部件之一，其设计需要考虑到强度、刚度、耐磨性等因素。

根据实际需求，我们选用优质合金钢作为材料，经过精密加工和热处理工艺，确保了螺旋轴的高强度和耐磨性。

同时，我们在螺旋轴上设计了循环冷却系统，以降低设备运转时的温度。

螺旋叶片是直接与货物接触的部件，因此其设计需要考虑到强度、耐磨性、自重等因素。

我们选用高强度铝合金作为材料，设计了双层螺旋叶片结构，即内外两层叶片可以相对转动，以增加设备的承载能力。

同时，我们在叶片上设计了圆弧形凸起，以增加与货物的摩擦力，避免货物在提升过程中滑落。

3.传动系统设计传动系统是螺旋起重器的动力来源，其设计需要考虑到功率、效率、稳定性等因素。

我们选用交流电动机作为动力源，通过减速器和齿轮传动系统将动力传递到螺旋轴。

同时，我们还设计了软启动和软停车功能，以增加设备的平稳性和使用寿命。

此外，我们还设计了过载保护和短路保护等功能，以确保设备的安全运行。

课程设计螺旋起重器一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解螺旋起重器的基本概念、结构和原理；2. 学生能够掌握螺旋起重器在工程中的应用和操作方法；3. 学生能够了解螺旋起重器与其他起重设备的优缺点比较。

技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析并解决实际工程中螺旋起重器的使用问题；2. 学生能够设计并制作简单的螺旋起重器模型，展示其工作原理；3. 学生能够通过团队合作，完成螺旋起重器的操作和调试。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械工程和科技创新的兴趣，增强探索精神；2. 学生在学习和实践中，培养动手能力、观察力和问题解决能力；3. 学生认识到螺旋起重器在工程领域的实际应用，提高对工程技术的尊重和热爱。

课程性质：本课程为实践性较强的综合课程，结合理论知识与动手实践，培养学生对螺旋起重器的认识和应用能力。

学生特点：学生处于中学阶段，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：教师需采用讲授、演示、实践相结合的教学方法，引导学生主动参与，注重培养学生的动手实践能力和团队合作精神。

通过课程目标的分解，使学生在理论学习与实践操作中，达到预定的学习成果。

二、教学内容1. 引入螺旋起重器的概念和历史发展，让学生了解其在工程领域的重要性；相关章节：《机械基础》第一章第三节“简单机械及其应用”。

2. 讲解螺旋起重器的结构组成、工作原理及其力学原理；相关章节：《机械基础》第二章第四节“螺旋传动装置及应用”。

3. 分析螺旋起重器在工程中的应用实例，介绍其操作方法和安全注意事项；相关章节：《机械基础》第四章第二节“起重机械及其应用”。

4. 对比螺旋起重器与其他起重设备的优缺点，探讨其在不同场景下的适用性；相关章节：《机械基础》第五章“机械设备的选用与维护”。

5. 设计并实施螺旋起重器模型制作实践活动，培养学生的动手能力和团队合作精神；实践内容：制作简易螺旋起重器模型，并进行操作和调试。

6. 结合教材内容，组织学生进行课堂讨论和案例分析，提高学生的问题解决能力；相关章节：《机械基础》各章节相关案例及讨论。

（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。

螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。

二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。

2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。

3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。

4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。

5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。

三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。

旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。

螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。

电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。

2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。

因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。

此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。

3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。

我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。

螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。

4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。

我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。

此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。

5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。

螺旋起重器课程设计讲解螺旋起重器课程设计讲解一、引言起重器是工程中重要的设备，它广泛应用于各种建设工地、厂房和码头等场所。

螺旋起重器作为其中一种，具有结构简单、操作方便、占用面积小、价格低廉等优点，因此在工程建设中得到广泛应用。

本课程设计主要介绍螺旋起重器的设计，以期学生对起重器的设计、选型、使用和维护有一定的了解和掌握。

二、螺旋起重器的结构及工作原理1.结构螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋叶片、吊钩、制动器、减速器和电机等组成。

其中，旋转轴和螺旋叶片是主要部分，吊钩用于吊装物品。

制动器用于停止或调节旋转速度，减速器则降低电机转速，提高扭矩，使得螺旋起重器能够顺利吊装重物。

2.工作原理螺旋起重器利用旋转轴和螺旋叶片的配合，通过电机驱动旋转轴，进而使螺旋叶片旋转，利用斜面提升重物。

具体来说，当螺旋叶片旋转时，重物的提升高度与螺旋线的长度成正比。

在吊装重物时，只需调节制动器，控制旋转速度和提升高度即可。

三、螺旋起重器的设计1.总体设计螺旋起重器的总体设计主要包括总体结构形式、布局、工作原理以及技术参数等方面。

在设计时，要根据工地的实际需求和使用环境选择合适的设备型号和技术参数。

比如设备的起吊重量、工作幅度和起吊高度等。

2.结构设计结构设计主要包括旋转轴的设计、螺旋叶片的设计以及吊钩、制动器和减速器的设计等。

在设计过程中，要考虑到重物的重量、提升高度等因素对设备强度的影响，同时还要考虑设备的制造和维修保养的方便性。

3.电气设计电气设计主要包括电机驱动和控制系统的设计。

在设计过程中，要考虑到电源的稳定性、电机的控制精度以及电机的过载保护等因素。

同时，还要考虑到设备的安全性，比如设置紧急停止按钮等。

四、螺旋起重器的应用和维护1.应用螺旋起重器的应用主要包括设备的安装、调试和使用。

在安装过程中，要保证设备的平稳性和安全性；在调试过程中，要测试设备的各项技术参数是否满足要求；在使用过程中，要严格按照操作规程进行，确保设备的安全性和稳定性。

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。

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 。

螺旋起重器设计一、 螺旋起重器（千斤顶）简介螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可升起重物。

它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄或扳手等零件所组成。

二、 螺旋起重器（千斤顶）结构与功能螺旋起重器结构示意图如右图所示。

零件1为托杯，当千斤顶承受重载时，由1直接托住重物。

螺母5与螺杆7组成螺旋副，同时，螺母5又与底座8固定联接，当转动手柄4时，托杯便会随着螺杆而上下移动，从而将重物托起。

紧定螺钉6主要是为了提高了联接可靠性。

三、 设计题目设计起重量F = 50 000 Ｎ，最大起重高度Ｈ=150 mm 的螺旋起重器（千斤顶）。

四、 题目解答1.选择螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb =600Mpa ， σs =355Mpa 。

由于速度较低，螺母材料用铝青铜ZCuAll0Fe3。

2. 耐磨性计算按耐磨性性条件设计螺纹中径d 2，对于梯形螺纹，8.02≥d ][ψp F 螺杆选用45钢，螺母用铝青铜ZCuAll0Fe3，由参考文献[3]表 5.8 查得[]p =18~25MPa ，从表5.8注释中可以查得，人力驱动可提高约20%，则[]p =21.6 ~30MPa ，取[]p =25MPa 。

由参考文献[3]查得，对于整体式螺母系数=1.2~1.5，取=2。

则代入数据，得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0 =25.3 mm式中：F──螺杆所受轴向载荷，N；d──螺纹中径，mm；2[ p]─—螺旋副材料的许用压力，MPa。

d=30.5 mm, 查参考文献[4]表 11.5 取公称直径d =32 mm,螺距P=3 mm,中径2小径d3（d1）=28. 5 mm,内螺纹大径D4=32.5 mm。

3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe=≤[σe ]式中：F──螺杆所受轴向载荷，F =50 000 N；d3（d1）──螺纹小径，mm d3（d1）=28. 5 mm；T 1──螺纹副摩擦力矩，T1=F tan (+’ ),为螺纹升角，=arctan=arctan=1.7942；[σe ]——螺杆材料的许用应力， MPa查参考文献[1]表 5.10 .得钢对青铜的当量摩擦因数f’=0.08~0.10,取f ’=0.09，螺纹副当量摩擦角’ = arctan f’= arctan0.09 = 5.1428。

目录一、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸..................................... ........... .. (3)1.1螺纹牙型的选择............................................................. ........... ..................... (3)1.2螺纹基本尺寸.................................... ......................................... ...... . (3)二、螺杆的设计计算...................................................... ........... ..................... ... . (3)2.1材料......................................................... ........... .. (3)2.2螺杆结构................................................. ........... ...... ........... . (3)2.3自锁性校核................................................ ........... .................... ... ... (4)2.4强度校核.......................................... .......... ........... ..................... (5)2.5稳定性校核................................................... ........... ................................ ..6三、螺母的设计计算.................................................. ........... ................. ...... . (7)3.1材料...................................................... ......... ..................... ... ... ...... ... . (7)3.2螺纹牙工作圈数z...................................... ........... ........................... ....... .73.3螺母的结构尺寸........................................... ....................... ... ...... .. (7)3.4螺纹牙强度校核............................................ .. . (8)3.5螺母悬置部分强度和螺母凸缘强度校核....... ......................................... .9四、托杯的设计计算..................................................... ........... ............... (10)五、手柄的设计计算.................................................. ........... ............. .................. .115.1材料.............................................................. ........... ........... .................. (11)5.2手柄长度................................. .............. ........... ...................... ................ .125.3手柄直径.............................. ................. ........... ...................... ............... ..125.4手柄结构.............................................. ........... ........... ....................... ..... .12六、底座的设计计算............................... ........... ........... ..................... ............. . (13)6.1材料.............................. ........ ........... ........... ........................... ............. (13)6.2底座结构.................................. ........... ........... ........................... (13)七、螺旋起重器(千斤顶)效率.................... ........... ........... ........... ......... .. (14)八、装配工作图............................. ........... ........... ........... (15)所示。

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书设计题目：螺旋起重器院系：能源科学与工程学院班级：设计者：学号：指导教师：张锋设计时间： 2015.10.18目录一、设计题目.................................. - 1 -二、螺杆、螺母选材............................ - 2 -三、螺杆、螺母设计计算........................ - 2 -3.1 耐磨性计算............................ - 2 -3.2 螺杆强度校核.......................... - 3 -3.3螺母螺纹牙的强度校核.................... - 4 -3.4 螺纹副自锁条件校核.................... - 5 -3.5螺杆的稳定性校核........................ - 5 -四、螺母外径及凸缘设计........................ - 6 -五、手柄设计.................................. - 6 -5.1手柄长度................................ - 6 -5.2手柄直径................................ - 7 -六、底座设计.................................. - 7 -七、其余各部分尺寸及参数...................... - 8 -八、参考文献.................................. - 8 -哈尔滨工业大学机械设计作业任务书一、设计题目螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可提升重物。

机械设计（基础）课程设计计算说明书设计题目：螺旋传动设计——螺旋起重器（千斤顶）学院：机电工程及自动化学院专业：机械工程与自动化学号：11121497设计者：袁悦组员：郭丽琴、闫赟、袁悦指导老师：邓召义完成日期：2013-10-30计算及说明主要结果 一、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F=44KN ，最大起重高度L=200mm 。

二、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸1）、螺纹牙型的选择滑动螺旋的牙型可以采用梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹；螺旋传动常采用梯形螺纹和矩形螺纹。

梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，矩形螺纹效率高，但其牙根强度低，加工精度低，目前已经逐渐被梯形螺纹所取代。

2）、螺纹基本尺寸的选择螺纹中径按螺母螺纹牙面得耐磨性计算，对于梯形螺纹，h=0.5P,则有，中径：32644100.80.8[] 1.52410F d p ⨯≥=⨯=Φ⨯⨯27.97mm 式中： 1.5,[]24p MPa Φ==对于梯形螺纹，查表4-5，选取P=6mm ；查表4-6，得： 螺杆标准中径229d mm =，小径325d mm =，大径32d mm =； 螺母标准中径229D mm =，小径126D mm =，大径433D mm =。

三、螺杆的设计计算1）、材料螺杆常用的材料为Q235、Q275、35钢和45钢。

对于重要传动，要求较高耐磨性，需进行热处理，可选用40Cr 或65Mn 。

此处选用45钢。

故σs=355MPa ，查表21-3得5~3][s σσ=，取[σ]=115MPa; σb=600MPa 。

2）、螺杆结构螺杆上端需用支撑托杯和插装手柄，故此处应加大直径，其结构如图1所示。

图中L 为最大起重，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mm d d p k 5.0+>。

为了便于切制螺纹，应设退刀槽，退刀槽处的直径c d 要比螺纹小径3d 小0.2~0.5mm 。

机械设计作业螺旋起重器[键入文档标题] [键入文档副标题]题目：螺旋起重器学院：班号：学号：姓名：日期：机械设计基础设计实践任务书题目：螺旋起重器设计原始数据及要求：螺旋起重器（千斤顶）F=40KN，最大起重高度H=200mm。

已知条件：起重量Q目录一．强度校核1.耐磨性计算2.螺杆的强度校核3.螺旋牙的强度校核4.自锁条件校核5.螺杆的稳定性校核6.手柄设计7.底座校核二．主要部件尺寸三．参考文献一． 强度计算1. 耐磨性计算螺杆选用45号钢淬火，螺母选用铸造铝青铜，选用梯形螺纹，0.5h p =225.3d mm≥= 取226d mm =式中2d ——梯形螺纹的中径（mm ） Q F ——起重载荷（N ）ψ——系数，整体式螺母，取2ψ=[]p ——螺旋副的许用压强（MPa ），钢-青铜，低速，查表取[]20p MPa =查GB/T5796.4—1986取外螺纹公称直径226d mm =,螺距p 6mm =，小径123d mm =，中径2227d D mm ==，内螺纹大径331D mm =，中径227D mm =，小径124D mm =，且有222754H d mm mm ψ==⨯=。

2. 螺杆强度校核[]e σσ=≤Q F ——螺杆收到的轴向载荷（N ）； 1T ——螺杆收到的摩擦力矩（N mm ）;1d ——螺纹小径（mm ）;[]σ——螺杆材料的需用拉应力（Mpa ），查表，取400[]133.3333sMpa Mpa σσ=== 其中21tan()2Q V d T F ϕρ=+V ρ为当量摩擦角，arctancos V fρβ= 取0.1f =, β为牙侧角，152αβ==︒， 算得V ρ 5.91=︒ϕ为螺纹升角，222arctan arctan arctan 4.05s np p d d d ϕπππ====︒ 算得1T =94828N mm ⋅进而得到118.08[]e σσ=≤3. 螺旋牙强度校核3Q F Z D bτπ=[]τ≤3D ——螺母螺纹大径，由上可得331D mm =Z ——螺纹旋合圈数，29d Z pψ== b ——螺纹牙的根部厚度（mm ），对于梯形螺纹，0.65 3.9b p mm ==[]τ——螺母材料的许用剪应力（Mpa ），查表[]0.6[]80Mpa τσ== 算得τ=11.7[]Mpa τ≤满足剪切强度条件。

机械设计设计说明书学院：机械工程学院学号： 15011227姓名：徐迎目录一、螺旋起重器的结构和功能 (1)二、设计目的 (1)三、设计内容 (2)四、设计要求 (2)五、材料选择 (2)六、设计计算 (2)1、螺旋副的耐磨性 (2)2、工作圈数校核 (2)4、螺杆的强度校核 (3)5、螺母螺纹牙强度校核 (3)6、螺杆稳定性校核 (4)七、结构设计 (5)1、螺杆设计 (5)2、螺母设计 (5)3、托杯设计 (6)4、设计手柄长度 (7)6、其他零件的选择 (8)八、螺旋起重器的效率计算 (9)参考资料 (10)螺旋起重器设计说明书一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。

下图为采用滑动螺旋的起重器结构。

图中，螺杆与螺母组成螺旋副，螺母与底座固定连接，紧定螺钉提高了连接可靠性。

托杯直接顶住重物，当转动手柄时，螺杆边转动边上下移动使托杯托起重物上下移动，达到起升重物的目的。

螺旋起重器结构图这种螺旋起重器结构简单，容易制造，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，在起重时螺杆受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。

螺母作为起升时的支撑件，常做成整体结构。

螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任意一个位置而不会自行下降。

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，可在托杯的下部安放一个推力轴承。

二、设计目的1.明确螺旋起重器的设计方法与步骤；2.初步了解机械设计的一般方法与步骤；3.为课程设计打基础。

三、设计内容1. 根据强度和结构要求决定螺旋起重器的各部分尺寸；2. 绘制螺旋起重器的装配图；3. 整理设计计算说明书。

四、设计要求五、材料选择螺杆材料：55号钢 螺母材料：ZCuAl10Fe3六、设计计算1、螺旋副的耐磨性[]p hud F σπσ===2A F p选取梯形螺纹：[]p Fd σϕ8.02≥F=70KN ϕ=1.5[]p σ=25Mpah=0.5P255.1700008.02⨯≥d =34.56mm根据表3-7、3-8选择的螺杆尺寸： d=44mm 2d =38mm 1d =31mm P=12 H=2d ⨯ϕ=1.5⨯38=57mm螺母尺寸：D=45mm 22d D ==38mm 1D =31mm 2、工作圈数校核P H u == 1257=4.75 ≈5（圈）＜10（圈） ∴校验合格3、螺旋副的自锁性校核 自锁条件：v ϕφ≤3812arctan arctan 2⨯==ππφd P =5.73°F=70KNϕ=1.5[]p σ=25Mpah=0.5P 螺杆尺寸： d=44mm 2d =38mm 1d =31mm P=12螺母尺寸： D=45mm22d D ==38mm 1D =31mm H=57mm U=5（圈） 工作圈数合格︒==15cos 1.0arctan cos arctanβϕf v =5.9° f =0.1 β=15°∵v ϕφ≤ ∴校核合格 4、螺杆的强度校核[]στσσ≤⎪⎭⎫⎝⎛+=+=21222ca d 4313T F A[]49005-3s==σσ=225Mpa A=21d 4π=4π()23-1031⨯⨯=4-1055.7⨯2mm ()()210389.573.5tan 700002d tan 3-2⨯⨯︒+︒⨯=+=ϕφF T=273N ﹒M224-ca 031.027343700001055.71⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=σ=123Mpaca σ＜⎥⎦⎤⎢⎣⎡σ ∴强度合格5、螺母螺纹牙强度校核（1）螺纹牙危险截面上的剪切强度条件：[]τπτ≤=DbuFb=0.65P=7.8 u=5[]τ=30-40Mpa58.74570000⨯⨯⨯=πτ=12.7Mpa[]ττ≤∴剪切强度合格f =0.1 β=15°︒=73.5φ︒=9.5v ϕ自锁性合格⎥⎦⎤⎢⎣⎡σ=225MpaT=273N ﹒Mca σ=123Mpa强度合格[]τ=30-40Mpaτ=12.7Mpa剪切强度合格（2）螺纹牙危险截面上的弯曲强度条件：[]b uDb Fl σπσ≤=262384522-=-=d D l =3.5mm []b σ=40-60Mpa58.7455.37000062⨯⨯⨯⨯⨯=πσ=34.2Mpa σ＜[]b σ∴弯曲强度合格 6、螺杆稳定性校核 B=1.4dl =B+L+2H =1.4d+200+257=290.1mm 43141===d A I i =7.75mm 75.71.2902⨯==i ul s λ=74.86＞40 ∴需要校核稳定性 稳定性校核条件：S crsc S FF S ≥=S S 取3.5-5.0为合格 51006.2⨯=E Mpa 643164441⨯==ππd I =45333.234mm()2521.290223.453331006.2⨯⨯⨯=πcr F =273.8KN708.273==F F S cr SC =3.9 SC S 介于3.5-5.0之间，∴稳定性合格[]b σ=40-60Mpaσ=34.2Mpa弯曲强度合格l =290.1mmi =7.75mm51006.2⨯=E MpaI =45333.234mmcr F =273.8KNSC S =3.9稳定性合格七、结构设计1、螺杆设计2、螺母设计 （1）外径设计：（2）螺母凸缘高度：[]Mpa 60~40b =σ[][]pa 8.49~2.3383.0b M ==σσ[]Mpa 5.41=σ22445.41470003.1D ≤+⨯⨯⨯πmm D 76.68≥mm D 70=mmHh 193==44mm=d mm l 5.2744625.01=⨯=287mm =30+57+200= 30+H +L =L'mm D 764802=-=mm D 283=mm D 804=()[]σπ≤-4d D 1.3Q22[]1σ[]p σ（3）螺母凸缘外径：（4）强度校核：<∴设计可行3、托杯设计()D D 4.1~3.11=mm D D 5.947035.135.11=⨯==[]()[]Mpa p 6.99~76.592~8.1==σσ[]()()Mpa D D Q 1.22705.944700004222211=-⨯⨯=-=ππσmmD mm D mm d mm h mm H 94704419571=====mm721085==托杯高mm D 托杯材料：Q235[]231952700004427p 62=+⨯=+=πσπD F D 木4、设计手柄长度（1）选取手柄材料为Q235 （2）手柄长度:螺旋副间的摩擦力矩:托杯与轴端支承面的摩擦力矩因为起重量为70KN ，所以取500N（3）手柄直径5、底座设计p p l F T ⋅=柄1T ()M N d F T ⋅=⋅+=2732tan 21ϕφ2T ()()M N FfD D T ⋅=⨯⨯+=+=1824701.076284232MN T T T T ⋅≥+≥45521柄柄p F mmF T l p p 910500182237=+==柄[]mmd mm d d d l F p p p b p p p 259.24120329102003233=≥⨯⨯≥≤≤⋅πσπmm D 2316=mmL L D D D 3072028720'mm11416982'mm 98mm 4'111=+=+==+=+=+=座δ6、其他零件的选择 （1）紧定螺钉的选择GB/T 71-1985 M10*18 （2）螺杆下挡块设计mm5h mm495445d 1==+=+=下挡Dmm5h mm 491==下挡D mmD mm D mm L D D mm23195307mm 1142'mm98'86711====+==座δδ（3）螺杆顶部挡块设计八、螺旋起重器的效率计算3D D ＞顶mm 283=D mm D 34=顶%4.29%10085.285845522840127012S 2121=⨯==⨯===⨯===A A T A QS A ηππ柄mm 283=D mm D 34=顶参考资料[1]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计（第九版），高等教育出版社，2016.[2]吴宗泽,高志,罗生国,李威.机械设计课程设计手册（第四版），高等教育出版社，2013.[3]张惠云,范竞芳.机械制图,机械工业出版社,2015.。

机械设计课程设计课程名称：机械设计设计题目：设计螺杆起重器院系：机电工程学院班级：A09机械（2）班姓名：学号：指导教师：浙江海洋学院课程设计题目：设计螺旋起重器螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可起升重物。

它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄、扳手等零件组成。

已知技术参数和设计要求：1. 梯形螺纹标准 GB/T5796.1～GB/T5796.4—19862. 锯齿螺纹标准 GB/T13576.1～GB/T13576.4—19923. 六角螺栓标准 GB/T5780—20004. 紧钉螺钉标准 GB/T71—1985工作量：1.设计计算说明书一份，主要保罗起重器各部分尺寸的计算，强度、自锁性、稳定性校核等。

2.形装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要尺寸与零件编号，填写标题栏与明细表。

目录一、螺旋起重器的结构和功能 (3)二、螺杆和螺母材料 (3)三、滑动螺旋起重器的设计计算 (3)3.1 耐磨性计算 (3)3.2 自锁性校核计算 (4)3.3 螺杆强度校核计算 (5)3.4 螺母螺纹牙的强度校核计算 (6)3.5 稳定性校核计算 (6)3.6 螺母外径与凸缘的强度校核计算 (7)3.7 手柄设计 (8)3.8 底座设计 (9)四、设计图纸 (11)五、附表 (12)一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器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。

《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。

机械设计课程设计起重器一、课程目标知识目标：1. 让学生理解起重器的基本原理和结构设计，掌握机械设计的基本流程和方法。

2. 使学生掌握起重器各部分的功能和相互关系，了解其力学性能和材料选择。

3. 引导学生了解起重器在工程领域的应用，掌握相关安全规范和标准。

技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行起重器零部件的绘制和装配，提高其绘图技能。

2. 培养学生运用力学分析软件进行起重器结构强度和稳定性分析的能力。

3. 提高学生团队协作和沟通能力，能就设计方案进行讨论和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计学科的兴趣，激发其创新意识和探索精神。

2. 引导学生关注工程实际，培养其解决实际问题的责任感和使命感。

3. 培养学生严谨的科学态度，使其在设计和分析过程中遵循客观规律，遵循职业道德。

课程性质：本课程为实践性较强的机械设计课程，结合理论教学和实际操作，注重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。

学生特点：学生具备一定的机械基础知识，具有一定的空间想象能力和创新意识，但实践经验不足。

教学要求：教师需结合学生特点，采用案例教学、讨论式教学和分组实践等方式，引导学生主动参与，提高其分析和解决问题的能力。

同时，注重过程评价，及时给予反馈，帮助学生不断调整和优化设计方案。

通过本课程的学习，使学生能够达到课程目标，为未来的职业生涯奠定基础。

二、教学内容1. 起重器概述：介绍起重器的基本概念、分类、应用领域和发展趋势，对应教材第1章。

- 起重器的基本原理- 起重器的结构和功能- 起重器的应用场景2. 起重器设计原理：讲解起重器设计的基本原则、流程和方法，对应教材第2章。

- 设计原理和设计要求- 起重器设计的基本流程- 机械设计方法及其在起重器中的应用3. 起重器主要零部件设计：分析起重器各主要零部件的设计要点，对应教材第3章。

- 齿轮副设计- 轴承选用与设计- 钢丝绳和滑轮组设计4. 起重器力学分析：学习起重器的力学性能分析方法和技巧，对应教材第4章。

重庆大学普通高等教育机械设计课程设计题目：螺旋起重器学院：机械工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：学号：成绩：2013年10月目录一、设计任务 (4)二、设计内容 (4)1..螺杆的设计与计算 (4)1.1.螺杆螺纹类型的选择 (4)1.2.选取螺杆材料 (4)1.3.确定螺杆直径 (4)1.4.自锁验算 (5)1.5.螺杆强度计算 (6)1.6.稳定性计算 (6)2.螺母设计与计算 (8)2.1选取螺母材料 (8)2.2.确定螺母高度及螺纹工作圈数 (8)2.3校核螺纹牙强度 (9)3.托杯的设计与计算 (11)4.手柄的设计与计算 (13)4.1.选取手柄材料 (13)4.2.手柄长度 (14)4.3.手柄直径 (15)5.底座的设计与计算 (15)6.其他 (17)备注：图（1）当轴向力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性取B=60mm,则螺杆的工作长度L+B+H/2=240+60+35=335mm螺杆危险面的惯性半径i=d1/4=8.5螺杆的长度系数，按一端自由，一端固定考虑取2=μ，螺杆的柔度()[][]24242D F66.1D 4D D F3.1+≥≤-=σσπσ因此式中，[]σ为螺母材料的许用拉应力，查表，选取[]σ=21MPa 。

求得，D ≈74.03mm,圆整之后取D=75mm. 螺母凸缘尺寸按以下经验公式初步确定。

()D 4.1~3.1D 11=11D 取98mm ，a=3H =370mm ≈23mm 。

图（2） 3.托杯的设计与计算备注：D=70mm11D =92mma=23mm托杯用来承托重物，可用铸铁铸成，也备注: 可用Q235钢模锻成，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，托杯的主要尺寸按经验公式计算并圆整。

备注:图（4）底座材料选用HT150，铸铁壁厚。