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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 。
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。
目录1 起重机械的概述 (1)2 螺旋传动的设计和计算 (2)2.1螺旋传动的类型和应用 (2)2.2螺旋传动的运动关系 (5)2.3滑动螺旋传动的设计 (7)2.4滑动螺旋的结构及材料 (8)2.4.1 滑动螺旋的结构 (8)2.4.2 螺杆与螺母常用材料 (8)2.5耐磨性计算 (9)2.6螺母螺纹牙的强度计算 (10)2.7螺杆强度校核 (11)2.8螺杆稳定性校核 (12)2.9自锁性校核 (13)3 千斤顶的工作原理和设计 (14)3.1千斤顶的概述 (14)3.2千斤顶的种类和规格 (15)3.2.1 油压千斤顶的结构、用途 (15)3.2.2 螺旋千斤顶的种类、规格 (16)3.3千斤顶的工作原理 (16)3.4千斤顶的设计 (18)4千斤顶的绘制 (21)4.1 绘制千斤顶螺杆 (22)4.2 绘制千斤顶底座 (22)4.3千斤顶的装配 (23)结论 (25)参考文献 (26)致 (27)1 起重机械的概述起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升和水平移动的搬运机械。
起重机械的作业通常带有重复循环的性质。
一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载，然后返回原处等环节。
经常起动、制动、正向和反向运动是起重机械的基本特点。
起重机械广泛用于交通运输业、建筑业、商业和农业等国民经济各部门及人们日常生活中。
起重机械由运动机械、承载机构、动力源和控制设备以及安全装备、信号指示装备等组成。
起重机械的驱动多为电力，也可用燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。
起重机械按结构特征和使用场合分为：轻小型起重设备、桥架型起重机、缆索型起重机、臂架型起重机、堆垛起重机、升降机械。
然而，千斤顶又属于起重机械的一种。
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。
螺旋起重器设计学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化年级：机自班姓名：学号：0309指导老师：2011年11月1日螺旋起重器设计任务书一、作业目的1. 熟悉螺起重器顶的工作原理，设计与计算的方法；2. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题；3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。
二、螺旋起重器的设计图1 螺旋起重器三、设计参数起重量Q(T)：16最大升距h（mm）：220m ax三、目录1、螺杆的设计与计算--------------------------------------------------------31.1螺杆螺纹类型的选择----------------------------------------------------3 1.2选取螺杆材料 ---------------------------------------------------------3 1.3确定螺杆直径 --------------------------------------------------------3 1.4自锁验算--------------------------------------------------------------3 1.5参数------------------------------------------------------------------4 1.6螺杆强度计算----------------------------------------------------------41.7稳定性计算------------------------------------------------------------42、螺母设计与计算---------------------------------------------------------52.1选取螺母材料----------------------------------------------------------5 2.2螺母的基本参数--------------------------------------------------------5 2.3确定螺母高度H及螺纹工作圈数z----------------------------------------52.4校核螺纹牙强度--------------------------------------------------------62.5安装要求--------------------------------------------------------------63、托杯的设计与计算-------------------------------------------------------64、手柄设计与计算---------------------------------------------------------64.1手柄材料--------------------------------------------------------------6 4.2手柄长度L p -----------------------------------------------------------6-----------------------------------------------------------7 4.3手柄直径dp4.4结构------------------------------------------------------------------75、底座设计---------------------------------------------------------------76、螺旋起重器的效率--------------------------------------------------------87、参考文献---------------------------------------------------------------81. 螺杆的设计与计算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。
螺旋起重器(千斤顶)设计任务书
题目：螺旋起重器的设计
学生姓名：王欣
学号：
指导教师：傅燕鸣
专业：机械工程与自动化
上海大学机电工程与自动化学院
设计期限：2014年9月18日– 2014年10月16日
目录
设计目的错误!未定义书签。
设计步骤及注意事项错误!未定义书签。
1.螺杆的设计与计算错误!未定义书签。
螺杆螺纹类型的选择错误!未定义书签。
选取螺杆的材料错误!未定义书签。
确定螺杆直径错误!未定义书签。
自锁验算错误!未定义书签。
结构错误!未定义书签。
螺杆强度计算错误!未定义书签。
稳定性计算错误!未定义书签。
2..螺母的设计与计算错误!未定义书签。
.选取螺母材料错误!未定义书签。
.确定螺母高度及螺纹工作圈数错误!未定义书签。
.校核螺纹牙强度错误!未定义书签。
.螺母外径的计算错误!未定义书签。
3.托杯的设计与计算错误!未定义书签。
4.手柄的设计与计算错误!未定义书签。
.手柄材料错误!未定义书签。
.手柄长度错误!未定义书签。
.手柄直径错误!未定义书签。
5.底座的设计及计算错误!未定义书签。
6.其他错误!未定义书签。
7.效率计算错误!未定义书签。
摘要本设计主要是对电动螺旋千斤顶的结构设计，在原有手动螺旋千斤顶的基础上，通过对螺旋千斤顶了解和学习，选择对其进行改进，设计出一套蜗轮蜗杆机构，利用电机带动蜗杆，蜗杆蜗轮传动带动丝杠运转，由丝杠螺母形成的滑动螺旋副运动将重物顶起，既发挥了螺旋副的自锁性的优点又可改善劳动条件。
同时提高了市场的竞争能力。
本设计根据承受载荷，设计出丝杠传动机构，根据丝杠传动的工作速度与螺杆所承受的扭矩，来设计蜗杆和蜗轮传动机构，得出蜗杆传动扭矩来进行电机的选型，并使用Pro/ENGINEER 5.0和AutoCAD三维建模软件，设计零件并进行装配。
用SolidWorks进行仿真制作。
并对蜗杆模型通过ANSYS软件进行简单的有限元分析来完成整个设计。
关键字：蜗轮蜗杆；有限元分析；丝杠传动；仿真；三维建模AbstractThe design is mainly for the structural design of screw jacks, screw jacks in the original on the jackscrew through understanding and learning, choose to improve it, to design a worm gear mechanism, the use of motor driven worm and worm gear drive screw operation, the heavy top, both played a spiral lock of the advantages of self but also improve people's deputy of the working conditions. Improve the competitiveness of the market.The design of the load bearing design of the screw drive mechanism according to the operating speed of the screw drive torque of the screw is exposed to the worm and the worm gear is enough design, draw worm drive torque of the motor to the selection and use Autocad Proe 5.0 and three-dimensional modeling software, design and assembly of parts. With solidworks simulation production. And a simple worm model by ANSYS finite element analysis software to complete the entire design.Keywords：Worm; Finite Element; Analysis Screw drive; Simulation;Three-dimensional modeling目录第1章绪论 01.1 起重机械 01.2 千斤顶 01.3 国内外千斤顶发展情况 01.4 研究目的 01.5 设计规格 (1)1.6 设计原理 (1)1.7 使用方法 (1)第2章丝杠传动的设计和计算 (2)2.1 丝杠传动 (2)2.2 丝杠传动的结构及材料 (3)2.2.1 丝杠传动的结构 (3)2.2.2 丝杠传动中常用材料 (3)2.3 丝杠传动的设计计算 (5)2.3.1 耐磨性与自锁性计算 (5)2.3.2 螺杆的强度计算 (8)2.3.3 螺母螺纹牙的强度计算 (8)2.3.4 螺杆的稳定性计算 (9)第3章蜗轮蜗杆传动的设计和计算 (11)3.1 蜗轮蜗杆传动的特点 (11)3.2 蜗杆传动的类型 (11)3.2.1 普通圆柱蜗杆传动 (11)3.2.2 圆弧圆柱蜗杆传动 (11)3.3 蜗轮蜗杆传动的设计参数选择 (11)3.3.1 蜗杆传动选型 (11)3.3.2 选择蜗轮蜗杆材料 (11)3.3.3 蜗杆传动设计 (12)3.3.4 蜗杆与蜗轮的参数计算 (13)3.3.5 齿根弯曲疲劳强度校核 (13)3.3.6 实际传动效率 (14)3.3.7 精度等级 (14)第4章螺旋千斤顶电机的选择 (16)4.1 电机类型选择 (16)4.2 蜗杆力矩计算 (16)4.3 电动机功率计算 (16)4.4 电动机选择 (17)第5章蜗杆的有限元分析 (18)5.1 有限元分析 (18)5.2 文件的导入 (18)5.3 设置材料常数 (18)5.4 划分网格 (18)5.6 求解计算 (20)5.7 结论 (20)第6章螺旋千斤顶的三维建模 (22)6.1 蜗杆的三维建模 (22)6.2 蜗轮的三维建模 (23)6.3 螺杆的三维建模 (24)6.4 螺母的三维建模 (25)6.5 千斤顶的装配 (26)6.6 千斤顶的仿真 (26)设计总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1 起重机械起重机械是一种通过重复循环运动对物料进行起升的机械，其运动形式主要有起动、制动、正向和反向运动。
机械设计课程作业任务书题目：螺旋千斤顶起重量Q=22.5KN起重高度H=150mm手柄操作力P=200N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：2015年11月1日指导教师：评分：目录Ⅰ设计任务书 (1)Ⅱ计算内容和设计步骤 (2)一、螺杆和螺母的设计计算 (2)二、螺杆强度和稳定性计算 (4)三、螺母的强度计算 (5)四、托杯设计 (7)五、底座设计 (8)六、手柄设计螺旋 (9)七、千斤顶效率 (11)Ⅲ设计小结 (11)Ⅳ参考资料 (12)| 设计任务书1.题目设计一螺旋千斤顶，数据如下： 最大起重量 kN Q 5.22= 最大升程 mm H 150= 手柄操作力 mm P 200= 螺旋千斤顶的结构形式如图：2.内容在规定时间内，完成螺旋千斤顶的设计计算说明书和装配图各一份。
3.要求（1）装配图装配图的内容大致包括：一组视图；必要的尺寸；技术要求和编号、标题栏、明细表。
按1：1的比例画出装配图。
装配图中只需标注：性能尺寸；装配尺寸，包括配合尺寸、装配位置尺寸和装配连接尺寸；安装尺寸；外形尺寸和极限位置尺寸。
注意：装配图上没有必要标注出各组成部分的全部尺寸。
（2）说明书说明书的内容有：封面、目录、设计任务书、计算内容及设计步骤、设计小结和参考资料等。
（3）其它本次大作业提倡采用计算机辅助设计，通过编程进行设计计算或参数化绘图，有关梯形螺旋千机顶优化设计计算的程序框图可参见附2。
|| 计算内容及步骤 装 订 线 （内容） （计算及说明） （结果） 1.材料、螺纹的选择 2.滑动螺旋副的耐磨性计算和自锁行校核一、螺杆和螺母的设计计算 1.1材料选择 螺杆材料：选45钢。
螺母材料：选用铸造铝青铜。
1.2螺纹类型选择 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。
1.3确定螺杆直径 按耐磨性条件确定中径2d 对于梯形螺纹，其设计公式为：(1)按国家标准取相应的公称直径d 螺母高度'H 螺纹的工作圈数u 及螺距p （2）自锁性校核 d 2≥[]p Q ψ8.0 mm 对于整体式螺母，=ψ 1.2～2.5; 钢对青铜，在人力驱动条件下，螺旋副许用压强宜取=][p 15～25MPa; 此处取 5.1=ψ,许用压力MPa P 20= 带入设计公式，得： mm d 1.92201.51025.58.032=⨯⨯≥ 按国家标准GB/T 5796.2-2005选择公称直径和螺距为： m m P m m d d m m d d m m d D 552.25.5 5.522.52832==-==-=== 1.4螺母的计算 螺母高度： mm d H 8.2535.255.12'=⨯==ψ 螺纹工作圈数： ；，取865.758.253'====u P H u 螺纹牙工作高度： 2.5mm 50.5=0.5P =h =⨯ 1.5自锁验算 自锁验算条件是v ρλ≤；钢对青铜时v f =0.08~0.09，取v f =0.08。
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。
