螺旋千斤顶
设计计算说明书
院系工程技术学院
专业年级机械设计制造及其自动化
设计者
指导教师
成绩
2013年12月6 日
目录
1 螺旋千斤顶设计任务书 (3)
2 作业目的 (4)
3 螺旋千斤顶的设计 (4)
3.1 螺杆的设计与计算 (5)
3.2 螺母设计与计算 (8)
3.3 托杯的设计与计算 (10)
3.4 手柄设计与计算 (10)
3.5 底座设计 (11)
一、螺旋千斤顶设计任务书
学生姓名专业年级2011级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤顶
设计条件：
1、最大起重量F = 30 kN；
2、最大升距H =170 mm。
设计工作量：
1、绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；
2、编写设计计算说明书一份。
指导教师签名：年月日
二、螺旋千斤顶的设计
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=30kN和最大提升高度H=170mm。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：
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°。=⨯⨯==)28
14.35
1arctan(arctan 2d np πϕ3°
15'18″ ===12
cos 09
.0arctan cos arctan πβρf v 5°19'23″ ∴>-ϕρv 1° ∴满足自锁条件 1.5 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dk 的大小根据手柄直径dp 决定，dk ≥dp
十0.5mm 。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0.2~0.5mm 。退刀槽的宽度可取
为 1.5t 。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)，挡圈用紧定螺
钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。
1.6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(5.28)，其中扭矩 式中：ψ为螺纹中径处升角，v ρ为当量摩擦角。
"
18'153︒=ϕ
"
23'195︒=v ρ
。2
)tan(2
d F T v ⋅+=ρψ
整，故选mm H u 50'10
'==， 2.3校核螺纹牙强度
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D 3进行强度验算。
根据教材表5-13，对于青铜螺母MPa 40~30][=τ，这里取
MPa 30][=τ，根据教材式（5-48）得螺纹牙危险截面的剪切应力为
][0.51010
565.02814.330000τπτ<=⨯⨯⨯⨯==MPa Dbu F
∴满足要求
2.4 螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面间的配合常采用
7
8
r H 或7
8
n H 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）。
选取紧定螺钉规格：螺钉 GB/T 71 165⨯M
螺纹牙危险截面的剪切应力：
MPa 12.6=τ
紧定螺钉： 165⨯M
mm H D D .6935190.6555167=+=+= 底座下垫物为木材，许用挤压应力[]MPa p 5.2~2=σ []mm D F
D p 4.91666.93230000442782≈+⨯=+=πσπ 取mm D 1678=
mm D .6937=
mm D 1678=
