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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 (7)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：[]20.8p Qd ≥ψ 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 。
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大作业名称：螺旋传动设计设计题目：设计螺旋起重器（千斤顶）班级：1215102设计者：张紫薇学号：1121510208指导教师：张锋设计时间：2014年10月6日哈尔滨工业大学目录一、设计任务书 (1)二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料 (2)2、耐磨性计算 (2)3、螺杆各部分尺寸计算 (2)4、螺杆强度校核 (2)5、螺母螺纹牙强度计算 (3)6、螺纹副自锁条件校核 (4)7、手柄设计…………………………………………………………………………………………… (4)8、螺杆的稳定性校核 (5)9、螺母外经及凸缘设10、底座设计………………………………………………………………………………………………611、其他零件相关尺寸 (7)三、参考文献 (8)一、设计任务书设计螺旋起重器，简图如下1、螺旋起重器已知数据：起重量F Q=30kN，最大起重高度H o=180mm（题号3.1.1）。
2、设计要求：(1) 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照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) 对起重器各部分尺寸进行计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性进行校核。
二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45号钢，由参考文献[3]查得抗拉强度MPa 600b =σ，MPa 355s =σ。
螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3（考虑速度低）。
2、耐磨性计算根据螺纹的耐磨性条件 []p hHd FPp s ≤=2π，引进系数2d H =ψ以消去H ，并且对于梯形螺纹，h =0.5p ，因此得[]mm 4.23226.110308.08.032=⨯⨯=≥p F d ψ式中2d ——螺杆螺纹中径，mm ；F ——螺杆所受轴向力，即起重量，kN ；ψ——根据螺母结构选定，对于整体式螺母取ψ=1.2~2.5，此处取ψ=1.6；[]p ——滑动螺旋副材料的许用压强，根据参考文献[2]中表8.11，当螺杆和螺母副材料分别是钢和青铜且低速滑动时，许用压强[]p =18~25，此处取[]p =22 。
提供完整版的各专业毕业设计，哈尔滨工业大学机械设计大作业设计说明书题目：螺旋起重器的设计专业：学号：姓名：日期：题目:设计起重质量F Q =30kN ，最大起重高度为180mm 的千斤顶. 解:1. 选择螺杆、螺母材料螺杆由45#钢调质，由参考文献查得抗拉强度为600,355b s MPa MPa σσ==。
螺母材料用铝青铜ZCuAl 11Fe 3制作。
2. 耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl 11Fe 3，由参考文献查得[p ]=10~25MPa,查得人力驱动时[p ]值可加大20%，则[p ]=21.6~30MPa ，不妨取[p ]=25MPa.按照耐磨性条件设计螺纹中径d 2（文中出现的尺寸见附图）,选用梯形螺纹则2d ≥ 1.2~2.5ψ=，取2ψ=。
则有219.6d mm ≥== 式中：F Q ——轴向载荷，单位N ； d 2 ——螺纹中径，单位mm ； [p ]——许用压强，单位MPa 。
H dψ=查阅参考文献,取公称直径d =28 mm ，螺距P =3 mm ，中径d 2=26.5 mm ，小径d 3=24.5 mm ，内螺纹大径D 4=28.5 mm 。
3螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：[]e σσ=≤ 式中：F Q ——轴向载荷，单位N ； d 3 ——螺纹小径，单位mm ；T 1——螺纹副摩擦力矩，21tan('),2Q d T F ψρψ=+为螺旋升角，213arctanarctan 2.063726.5np d ψππ⨯===⨯； []σ——螺杆材料的许用应力，单位MPa 。
查参考文献得钢对青铜的当量摩擦系数'0.08~0.10f =，取'0.09f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.09 5.1427f ρ===。
把已知的值带入T 1的计算公式中，则得130000tan(2.0637 5.1427)28.50.554054T N mm =⨯︒+︒⨯⨯=⋅70.4e MPa σ==查参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力[]3~5sσσ=,355s MPa σ=,[]71~118MPa σ=,取[]95MPa σ=。
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。
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。
机械设计教程大作业——螺旋千斤顶设计一、要求条件根据最大起升重量选择材料和螺纹尺寸，要求满足耐磨性条件、强度条件、稳定性条件和自锁条件。
确定全部结构形式和尺寸，绘制装配图和螺母零件图。
设计计算部分包括螺旋传动的材料选择，螺纹牙型的选择，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 ）。
根据学号尾数为3，对应的最大起升重量为F max =50kN ，最大升距为h max =300mm 。
二、设计及计算1、 螺杆的设计及计算1.1、螺杆螺纹类型选择螺纹根据牙形，分为普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。
其中，本题选择梯形螺纹，右旋单线，截面为等腰梯形，牙型角α=30º，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，基本牙型按照GB/T5796.2-2005规定。
1.2、选材由于螺旋千斤顶受力较大，转速较低且为传力螺旋，由教材P98表2-38，选择45或50钢正火。
本设计采用45钢。
1.3、确定螺杆直径由耐磨性及设计公式d 2≥[]p h F πφP依国家规定，∅=1.2~2.5，考虑到螺母为整体结构，取∅=1.2。
又由于梯形螺纹，h =0.5P 。
由于为重载低速场合，螺母取ZCuAl10Fe3材料，则螺杆螺母为钢-青铜材料，[p]=18~25Mpa 。
由于∅<2.5，提高20%，故[p ]=21.6~30Mpa ，则取[p]=28Mpa ，取f=0.09。
代入数据，如下计算得到d 2≥[]p h F πφP = 0.8][p F φ=0.8√500001.2×22×106=34.82mm 。
查询GB/T5796.2-2005，取d 2=36.5mm ，d=40mm ，P=7mm ，D 4=41mm ，d 3=32mm （即以下计算中的d 1），D 1=33mm 。
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611、................................................ 其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）612、.................................................................... 螺旋千斤顶的效率613、............................................................................参考资料71、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=200N2、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(T s=355MPa, d b=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ZCuAI10Fe3 查参考文献得[]=35MPa[ ]b=50MPa托杯和底座均采用HT250材料3、耐磨性计算选用梯形螺纹。
由参考文献查得 1.2 ~ 2.5，取=2.0。
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 (4)7、螺杆的稳定性校核 (5)8、螺母外径及凸缘设计 (6)9、手柄设计 (6)10、底座设计 (7)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (7)12、螺旋千斤顶的效率 (8)13、参考资料 (8)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：[]20.8p Qd ≥ψ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]。
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 3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------3 3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------4 3.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4 四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------5 五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------5 六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------6 七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------7 八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------8一、 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 。
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：11指导教师：**设计时间：2015.10.18目录一、设计任务书--------------------------------------------------------------------------------------------------2二、螺母、螺杆选材-------------------------------------------------------------------------------------------3三、螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------3 3.2 螺杆强度校核--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------4 3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------53.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------5四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------6五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------7六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------7七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------8八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------9哈尔滨工业大学机械设计作业任务书设计题目：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。
哈尔滨工业大学机械设计作业设计说明书题目：设计螺旋起重器（千斤顶）姓名：柳成林系别：机电工程学院班号：0608109学号：1060810928日期：2009年10月5日哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:设计螺旋起重器(千斤顶)设计原始数据：起重量Q=50kN, 最大起重高度H=150mm,用力F在250N与500N之间.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4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。
安全板3防止托杯脱落，安全板9防止螺杆由螺母中全部脱出。
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、强度校核- 3 -1.耐磨性计算-3-2.螺杆强度校核-3-3.螺纹牙的强度校核-4-4.自锁条件校核-5-5.螺杆的稳定性校核-5-6.螺母外径及凸缘设计-6-7.手柄设计-6-8.底座设计-7-二、主要部件尺寸- 8 -三、设计总结- 8 -参考文献- 9 -一、强度校核1.耐磨性计算螺杆选用45号钢正火，螺母选用铸造铝青铜ZCUAl10Fe3，选用梯形螺纹，0.5h p=228.3d m m ≥==式中2d ——梯形螺纹的中径（mm ） 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 ），由参考文献[1]表5.8，钢对青铜，人力驱动，取[]20p MPa =2.螺杆强度校核[]σσ=≤对于梯形螺纹122.3d m m ≥==1d ——螺杆螺纹小径（mm ）[]σ——螺杆材料的需用应力（MPa ），这里取[]1603sM P a σσ==F——螺杆所受轴向力（N ）综合1、2的计算结果，保守考虑，由参考文献[2]表11.5得到，选用第二系列127d m m =，231d m m =，34d m m =，6p mm = 又由2tan npd ψπ=式中 n ——线数，这里1n =p——螺距得到16tan 0.0616313.525ψπψ⨯==⨯=3.螺纹牙的强度校核a)螺纹牙危险截面处的剪切强度式：[]Fd bzττπ=≤'式中F——轴向载荷(N)'d——螺母螺纹大径(mm)z——螺纹旋合圈数H z p=，其中262H d m m ψ== ，则62106z ==b——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.9mm ⨯[]τ—螺母材料的许用剪应力，由参考文献[1]查表5.9得到MPa 35][=τ5011.66035 3.910kM P aτπ==⨯⨯⨯显然满足][ττ≤ b)弯曲强度条件式：23[]b bF hd zbσσπ=≤'式中h——螺纹牙的工作高度(mm)，梯形螺纹0.50.563h p mm ==⨯= []bσ—螺母材料的许用弯曲应力，由参考文献[1]查表 5.9得到[]60b M P a σ=其它如上2350326.9073510 3.9b k M P aσπ⨯⨯==⨯⨯⨯显然满足[]b bσσ≤综上所述，螺纹牙的强度满足条件4.自锁条件校核由参考文献[1]表5.10得到当量摩擦系数，钢对青铜：0.08~0.10f =(运转时~启动时)得到4.574'5.710ρ≤≤而3.525ψ=显然满足ψρ'≤，故满足自锁条件5.螺杆的稳定性校核受压螺杆的稳定性条件式为2.5~4c F F≥式中c F ——螺杆稳定的临界载荷(N)螺杆的柔度值14l d μλ=式中 μ——螺杆长度系数，由参考文献[1]查表5.11得到2μ=l ——螺杆最大工作长度，取l 为螺母中部到另一支点间的距离11502H l h l =+++退刀槽初选手柄直径为26d m m =手柄，1(1.8~2)46.8~52h d m m ==手柄，取147h m m =、62m mH =，查参考文献[2]表11.25得7.5m m l =退刀槽，则62150477.5235.52l m m=+++=1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有1442235.569.825l d μλ⨯⨯===对于淬火钢螺杆85λ<21249010.00024c d F πλ=+式中 λ——螺杆的柔度值1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有2249027142.110.000269.84c F kN π==+142.1 2.8450c F F ==满足稳定性条件6.螺母外径及凸缘设计2321.5 1.534511.4 1.44871.4(0.2~0.3)(0.2~0.3)6212.4~18.6D d m m D D m mb H m m≈=⨯=≈=⨯===⨯=取15b m m =7.手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩设s F 为加在手柄上的力，取250s F N =，'L 为手柄长度。
一、设计任务设计一螺旋起重器，起重量kN F Q 40=，最大起重高度mm H 200=起，其结构件图如图1所示。
图1 螺旋起重器简图二、设计要求1.绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照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。
三、设计过程1.选择螺杆、螺母的材料由参考文献[1]表8.11，考虑到低速重载的工况，螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]查得抗拉强度MPa 600b =σ，MPa s 355=σ。
螺母材料用铸造铝青铜310Fe ZCuAl 。
2.耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜310Fe ZCuAl ，有参考文献[1]表8.11查得MPa p 25~18][=，取MPa p 18][=。
按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则][8.02p F d Q ψ≥。
由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数5.2~2.1=ψ，取5.1=ψ。
则mm mm p F d Q 8.30185.1400008.0][8.02=⨯⨯=ψ≥ 式中： Q F ……轴向载荷，N ；2d ……螺纹中径，mm ；][p ……许用压强，MPa 。
查参考文献[2]表11.3取公称直径mm d 36=，螺距mm P 6=，中径mm d 332=，小径mm d 291=，内螺纹大径mm D 374=。
3.螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：][1634231221σππσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d T d F Q 式中： Q F ……轴向载荷，N ；1d ……螺纹小径，mm ；T ……螺纹副摩擦力矩，2)'tan(2d F T Q ρλ+=，λ为螺纹升角， 31.3336arctan arctan2=⨯==ππλd P ； ][σ……螺杆材料的许用应力，MPa 。
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，用手鞭策手柄即可升起重物。
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〕布局与功能螺旋起重器布局示意图如右图所示。
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，当动弹手柄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、 设计标题问题设计起重量F = 50 000 Ｎ，最大起重高度Ｈ=150 mm 的螺旋起重器〔千斤顶〕。
四、 标题问题解答螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，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ψ=1.2~1.5，取ψ=2。
则代入数据，得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0√50 0002×25 =25.3 mm 式中：F ──螺杆所受轴向载荷， N ；2d ──螺纹中径，mm ；[ p ]─—螺旋副材料的许用压力，MPa 。
查参考文献[4]表 11.5 取公称直径d =32 mm,螺距P =3 mm,中径2d mm, 小径d 3〔d 1〕=28. 5 mm,内螺纹大径D 4 mm 。
3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe =√(4F πd12)2+3(16T1πd13)2 ≤ [σe ]式中：F ──螺杆所受轴向载荷，F =50 000 N ；d 3〔d 1〕──螺纹小径，mm d 3〔d 1〕=28. 5 mm ；T 1──螺纹副摩擦力矩，T 1=F tan (φ+ρ’ )2d 2, ψ为螺纹升角，ψ=arctan npπ2d =arctan 1×3π×30.5=42°；[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 ’~,取f ’= 0.09，螺纹副当量摩擦角ρ’ = arctan f ’ = = °。
哈尔滨工业大学机械设计课程大作业螺旋起重机的设计（最终版）设计人：段泽军学号： 1120810810院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 1208108目录机械设计大作业任务书.................................. - 1 -一，螺杆、螺母材料的选择 .............................. - 2 -二，耐磨性设计........................................ - 2 -三，螺杆强度设计...................................... - 2 -四，螺母螺纹牙强度校核................................ - 2 -五，自锁条件校核...................................... - 3 -六，螺杆的稳定性校核.................................. - 3 -七，螺母外径及凸缘设计................................ - 4 -八，手柄设计.......................................... - 4 -九，底座设计.......................................... - 6 -十，其他配件设计...................................... - 7 -十一，参考文献........................................ - 7 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：螺旋起重器的设计设计原始数据：题号起重量F Q/kN最大起重高度H/mm3.1. 130180F一，螺杆、螺母材料的选择螺杆采用45钢调质，参考GB/T 699知其抗拉强度=600MPa，屈服点=355MPa；考虑到速度低并且要求耐磨，参考GB/T 1176，螺母材料选用10-3铝青铜 ZCuAl10Fe3。
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大作业名称：机械设计大作业设计题目：螺旋传动设计班级：设计者：学号：指导教师：宋宝玉设计时间：2014·10·03哈尔滨工业大学目录1设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------3 3耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 4螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------3 5螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 6螺纹副自锁条件校核---------------------------------------------------------------------------------------5 7螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------5 8螺母外径及凸缘设计---------------------------------------------------------------------------------------6 9手柄设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------6 10底座设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 11各部分尺寸及参数-----------------------------------------------------------------------------------712参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------------81、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：3.1.2起重量Q F =40KN ，最大起重高度H=200mm 。
哈尔滨工业大学机械设计课程大作业螺旋起重机的设计（最终版）设计人：段泽军学号：1120810810院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1208108目录机械设计大作业任务书..................................................................... - 1 -一，螺杆、螺母材料的选择 ............................................................. - 2 -二，耐磨性设计 ................................................................................ - 2 -三，螺杆强度设计 ............................................................................ - 2 -四，螺母螺纹牙强度校核 ................................................................. - 2 -五，自锁条件校核 ............................................................................ - 3 -六，螺杆的稳定性校核..................................................................... - 3 -七，螺母外径及凸缘设计 ................................................................. - 4 -八，手柄设计.................................................................................... - 4 -九，底座设计.................................................................................... - 6 -十，其他配件设计 ............................................................................ - 7 -十一，参考文献 ................................................................................ - 7 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：螺旋起重器的设计设计原始数据：F螺旋起重器的示意图及已知数据一，螺杆、螺母材料的选择螺杆采用45钢调质，参考GB/T 699知其抗拉强度σb =600MPa ，屈服点σs =355MPa ；考虑到速度低并且要求耐磨，参考GB/T 1176，螺母材料选用10-3铝青铜 ZCuAl10Fe3。
二，耐磨性设计根据选用的螺杆螺母材料，参考参考文献[3]表8.11，可知许用压强[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。
选用梯形螺纹，根据耐磨性条件，螺纹中径d 2≥0.8√FQ ψ[p ]。
选用整体式螺母，根据参考文献[3]P184内容，ψ=1.2~2.5，此处取ψ=2。
则d 2≥0.8√F Q ψ[p ]=22.0mm 三，螺杆强度设计根据第四强度理论，考虑到本设计属于起重螺旋的情况，选取梯形螺纹，可知螺杆螺纹小径d 1≥√4×1.25Fπ[σ]。
参考参考文献[3]表8.12，[σ]=σs 3~5=71~118MPa ，取[σ]=80MPa ，F=F Q ，则 d 1≥√4×1.25F Qπ[σ]=24.5mm根据耐磨性条件及强度条件，参考GB/T 5796.2及GB/T 5796.3，选择公称直径d=32mm ，螺杆螺纹螺距P=6mm 。
则螺杆螺纹中径d 2=29mm ，小径d 1=25mm ，均满足上述条件。
该组螺纹其他数据为：内螺纹大径D 4=33mm ，小径D 1=26mm 。
四，螺母螺纹牙强度校核螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：τ=F Z πd ′b ≤[τ]上式中，F 取F Q ；d ’取D 4=33mm ；ψ=H d 2=2，旋合高度 H=58mm ，则旋合圈数 Z =H P ≈10；螺纹牙根部厚b=0.65P=3.9mm ，则τ=F Q Z πD 4b=7.42MPa根据参考文献[3]表8.11，螺母材料的许用剪切应力[τ]=30~40MPa，显然τ＜[τ]。
螺母螺纹牙根部弯曲强度条件为：σb=3Flπd′Zb2≤[σ]b上式中，F取F Q；弯曲力臂l=D4−d22=2mm；d’取D4；Z≈10；b=3.9mm，则σb=3F Q lπD4Zb2=11.42MPa根据参考文献[3]表8.11，螺母材料的需用弯曲应力[σ]b=40~60MPa，显然σb＜[σ]b。
综合以上两点，本设计满足螺母螺纹牙强度条件五，自锁条件校核螺旋的自锁条件为λ≤ρ‘上式中，λ取螺杆螺纹升角ψ=tan−1npπd2=3.7679°；根据参考文献[3]表8.13，螺杆螺母螺纹副当量摩擦因数f’=0.08~0.10，则螺纹副当量摩擦角ρ,=tan−1f′=(4.5739~5.7106)°。
显然ψ＜ρ’满足自锁条件。
六，螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值λ=4μl d1上式中，螺杆最大工作长度l=180+H螺母2+h1+l退刀槽；其中，根据手册，l退刀槽=9mm；H螺母=ZP=60mm；假设手柄直径d手柄=20mm，根据经验h1=（1.8~2.0）d手柄=36~40mm，取h1=38mm，则l=180+H螺母2+h1+l退刀槽=257mm由于千斤顶螺杆一端固定一段自由，故取长度系数μ=2，则λ=4μld1=82.24对于螺杆材料，当λ＜90时，螺杆稳定的临界载荷F cF c=3401+0.00013λ2⋅πd124=88810.68NF CF=2.96＞2.5综上，可知本设计满足稳定性要求。
七，螺母外径及凸缘设计图1参看图1螺纹外径D2≈1.5d=48mm；螺纹凸缘外径D3≈1.4D2=67.2mm，取D3=68mm；螺纹凸缘厚b=（0.2~0.3）H=12~18mm，取b=16mm。
八，手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支撑面间的摩擦力矩。
取加在手柄上的力F=250N，L为手柄长度，则FL=T1+T2。
有T1=F Q d22tan(ψ+ρ′)=72627NmmT2=13fF Q[D−(2~4)]3−(D1+2)3[D−(2~4)]2−(D1+2)2上式参看图2。
D =（1.6~1.8）d=51.2~57.6mm，取D =56mmD1=（0.6~0.8）d=19.2~25.6mm，取D1=24mm图2 托杯选铸铁，手柄选Q215，摩擦因数f=0.12，则T2=13fF Q[D−(2~4)]3−(D1+2)3[D−(2~4)]2−(D1+2)2≈74940Nmm L=T1+T2F=590.27mm取L=200mm，加套筒长450mm。
手柄直径d手柄≥√FL0.1[σb]3；根据参考文献[3][σb]=σs1.5~2；根据GB/T 700,，手柄材料屈服点σs=205MPa，则[σb]=102.5~136.7MPa，取[σb]=110MPa，则d手柄≥√FL0.1[σb]3＝23.76mm取手柄直径d手柄=25mm九，底座设计螺杆下落到底面，下部预留20~30mm，底座铸造起模斜度1:10，厚度10mm。
图3D5由结构设计确定，参考图3，结合几何关系，取D5=120mm；D4=1.4D5=168mm。
校核底面挤压应力：σp=4F Qπ（D42−D52）=2.76MPa底面材料选择铸铁HT100，查表得铸件壁厚δ=30~50mm时，σb≥80MPa，[σp]= (0.4~0.5)σb=(32~40)MPa。
显然，σp＜[σp]，满足设计要求。
十，其他配件设计托杯在螺杆上及螺杆下部的挡圈厚度为4mm，外径取36mm，内径取10mm。
底部螺栓及托杯挡圈处螺栓GB/T 5783-2000 M8×16紧固销钉BG/T 71-1985 M6×16D T=(2.0~2.5)d=72~90mm6，取D T=80mmδ=10mm a=8mm t=8mm s=15mm十一，参考文献[1]张丰，宋宝玉. 机械设计参考文献[1].北京：高等教育出版社，2009.10[2]宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2006[3]王黎钦，陈铁鸣.机械设计.5版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.1。
