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【说明书】千斤顶课程设计

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千斤顶 设计说明书

院 系

班 级

学 号

设 计 人

指导教师

完成日期

螺旋千斤顶设计过程

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=20KN和最大提升高度H=.

螺旋千斤顶的设计步骤如下：

计算项目 计算及说明 计算结果

1.螺杆的设计与计算

1.1螺杆螺纹类型的选择

1.2选取螺杆的材料

1.3确定螺杆直径 螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，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/T5796.1—2005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。

因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹。

螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。

在此选用的是55钢。

按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t及其它尺寸。

计算过程：

滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。

][22phHdFPhudFAFp（文献：机械设计） 牙形角α=30º的单线梯形螺纹

螺杆材料：55钢

=1.9

[p]=10MPa 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 2 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. 由于2dH，所以有][2phFPd；（文献：机械设计）

对于等腰梯形螺纹，Ph5.0，有][8.02pFd，一般取1.2~3.5,所以此处取1.9

因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢，由查表可知，许用压力[p]取为10MPa。

计算项目 计算及说明 计算结果

1.4自锁验算

螺杆螺纹中径mmd955.25102.2200008.02，根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有：

(文献：机械设计手册)

公称直径mmd32，螺距mmP10，螺杆小径mmdd21111，螺杆中径mmmmdd955.252753252，螺母大径mmdD331321，螺母小径mmdD221032101，螺母中径mmdD2722，螺母高度mmdH3.51279.12，旋合圈数（圈）圈10)(613.5PHu。

自锁条件是≤v

式中：为螺纹中径处升角；v为当量摩擦角（当量摩擦角v=arctanv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°）。

ffarctancosarctan（文献机械设计）

f:当量摩擦系数；f：摩擦系数；：牙侧角，152/。 螺杆尺寸：

P=10mm

螺母尺寸：

符合自锁条件 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 3 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. 摩擦系数f由查表可知，17.0~11.0f，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0..17。26.72514.3101arctanarctan2dnP

至少为8，所以有98.988.7，符合自锁条件。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 4 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. 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。由后面的计算可知手柄的直径pd=25mm，所以mmdk8.268.026。

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。mmdd6.204.014。

退刀槽的宽度可取为1.5P=15mm。

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)mmHmmD5,45，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)166M固定在螺杆端部。 1.5P=15mm

计算项目 计算及说明 计算结果 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 5 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. 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(6.23)，其中扭矩2)tan(2dFT，式中为螺纹中径处升角，为当量摩擦角。

对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度：

][)(3)(32222TcaWTAF或][)4(31212dTFAca （文献机械设计）

F（N）螺杆所受的轴向压；A（2mm）：螺杆螺纹的危险截面面积； TW（2mm）：螺杆螺纹段的抗扭截面系数；1d（mm）螺杆螺纹小径；T（mmN•）；[](MPa)：螺杆材料的许用应力，由前面可知螺杆的材料是55号钢，查表得其屈服强度MPas900，所以其许用应力5~3][s，由于千斤顶的载荷是稳定的，许用应力取最大值有MPas30039003][。

计算：mmNdFT•57.83785227)98.926.7tan(200002)tan(2

则有：MPadTFAca802.206)4(31212

MPaMPaca300][802.206，符合强度计算的条件。 ][ca，符合强度计算的条件。

计算项目 计算及说明 计算结果 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 6 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. 1.7稳定性计算

2. 螺母设计与计算

2.1选取螺母材料 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。Fcr / F  2.5 ~ 4。螺杆的临界载荷Fcr与柔度λs有关，λs= l/i，为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l＝H+5P+(1.4~1.6)d，i为螺杆危险截面的惯性半径，若危险截面面积A=d12/4，则41dAIi(I为螺杆危险截面的轴惯性矩)，当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。计算时应注意正确确定。

临界载荷22)(lEIFcr，E（MPa）：螺杆材料的拉压弹性模量，MPaE51006.2;I（4mm）：螺杆危险截面的惯性矩，6441dI。

该千斤顶一螺母座位支承时，作不完全固定支承，另一端有径向和轴向约束，为固定支承，所以端部职称情况是一端固定，一端不完全固定。因此60.0。

mmPdHl248105325.11505)5.1(；

NFcr9146.278751)2486.0(64/211006.214.32452，

scrscSFFS4~5.29.13，所以经过计算螺杆稳定。

螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。该千斤顶螺母材料采用45号钢。 sscSS，所以螺杆稳定。

螺母材料：45钢

计算项目 计算及说明 计算结果

2.2确定螺母高度H及螺纹工作圈数u

2.3校核螺纹牙强度 螺母高度H=φd2，螺纹工作圈数PuH，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1.5(u应圆整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d。螺母高度由下式计算：H=

ut。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 7 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. mmdH5.67275.22，)(75.6105.67圈PHu，实际螺纹圈数)(925.85.175.65.1'圈uu，实际螺母高度mmPu90109H''。

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D3进行强度验算。

如图有：

螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度

低于螺杆，所以只需校核螺母的螺纹牙强度。

假设螺母每圈螺纹 所承受的平均压力为uF，并作用

再螺纹中径为直径的圆周上，则螺纹牙危险截面的剪切强

度条件为][DbuF，螺纹牙危险截面的弯曲强度

条件为][62buDbFl。式中：b（mm）：螺纹牙根部

的厚度，对于梯形螺纹mmPb5.61065.065.0;

l(mm):弯曲力臂，mmDDl32273322；][

（MPa）螺母材料的许用切应力，螺母材料为45号钢，

计算项目 计算及说明 计算结果 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

- 8 -文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. 查表可知：MPas998.7033556.05~36.0][6.0][；][b（MPa）：螺母材料的许用弯曲应力，查表可知：MPasb367.1445~32.1])[2.1~0.1(][。

计算：][516..475.63114.320000MpaDbuF，符合剪切强度条件；

][505.1275.63114.33200006622bMPauDbFl，符合弯曲强度条件。 ][，符合剪切强度条件。

][b，符合弯曲强度条件。

计算项目 计算及说明 计算结果

2.4螺母与底螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用78rH紧定螺钉：106M

托杯材料：Q235

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螺旋千斤顶设计课程计算说明书

螺旋千斤顶设计课程计算说明书

1

机械设计课程大作业

螺旋千斤顶设计计算说明书

2

目录

1设计任务书 ................................................................. 3

2任务分析 ................................................................... 4

3螺旋传动设计 ............................................................... 4

3.1螺杆的设计与计算 ..................................................... 4

3.1.1螺杆材料 ....................................................... 4

3.1.2螺杆螺纹类型 ................................................... 4

3.1.3螺杆的直径 ..................................................... 4

3.1.4校核自锁条件 ................................................... 5

3.1.5螺杆的结构 ..................................................... 5

3.1.6螺杆强度校核 ................................................... 6

3.1.7螺杆稳定性校核 ................................................. 6

3.2螺母的设计与计算 ..................................................... 7

千斤顶设计说明书

千斤顶设计说明书

1

千

斤

顶

设

计

说

明

书

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螺旋千斤顶设计说明书

（一）设计目的：

1. 初步学习综合应用所学知识，培养独立解决实际问题的能力；

2. 了解和掌握零件设计、部件设计和简单装置设计的过程和方法；

3. 明确起重螺旋的设计方法和步骤，为课程设计打下基础。

（二）设计进行步骤及注意事项：

已知条件：

最大载荷 NF9800

最大升距 mmL200

起重螺旋为传力螺旋,主要特点是能承受较大的轴向力,并要求自锁,螺杆材料应具有较高的强度,较高的耐磨性,螺母材料出要求有较高的强度外,还应有较好的减磨性.因此螺旋副材料选取钢-青铜,螺杆选用45号钢。选用梯形螺纹，右旋单线。

根据螺旋副耐磨条件计算螺杆的直径：

2[]FPdhp

ph55.0，代入上式,得：

20.8[]Fdp

取5.2，对钢-青铜螺旋副MPaP20][，1.0~08.0f

代入数据得：mmd78.102，

根据梯形螺纹国家标准，选取螺纹为Tr225,其基本参数为：

mmd22，mmDd5.1922，mmd5.163，

mmD171，mmD5.224，mmp5。

计算螺母的螺纹圈数，并求出高度

mmdH75.485.195.22

NF9800

mmL200

mmd22

mmd5.192

mmD5.192

mmd5.163

mmD171

mmD5.224

mmp5

3 1075.9575.48pHn，取10n

mmpnH50510

1) 螺杆螺纹部分的强度计算：

此部分力矩由螺纹力矩1T和螺杆端面力矩2T组成。

30,6.4tanar2dp,

9.5)]2/cos(/arctan[arctanffvv,

mNdFTv882.172/)tan(21

千斤顶设计说明书-浙江大学

千斤顶设计说明书-浙江大学

螺旋起重器设计说明书

姓名： ***

学号： **********

班级： 汽车1001班

指导老师：*** 目录

第一章：设计题目以及要求…………………………………………2

1.1设计题目…………………………………………………………2

1.2设计要求…………………………………………………………2

1.3注意事项…………………………………………………………2

1.4千斤顶结构图……………………………………………………2

第二章：主要零件结构………………………………………………3

2.1零件名称及分析……………………………………………………3

2.2零件材料……………………………………………………………3

2.3零件受力分析………………………………………………………3

第三章：具体零件设计计算：…………………………………………4

3.1螺杆螺母的螺纹综合设计…………………………………………4

3.1.1耐磨性计算…………………………………………………4

3.1.2自锁性计算…………………………………………………5

3.1.3螺杆强度计算………………………………………………5

3.1.4螺母的螺纹强度计算………………………………………6

3.1.5螺杆稳定性计算……………………………………………6

3.1.6螺杆螺母其他参数计算与确定……………………………7

3.2手柄设计及强度校核………………………………………………8

3.3底座设计及强度校核………………………………………………9

3.4托杯设计及强度校核………………………………………………10

第四章：参考文献……………………………………………………11

4.1参考文献……………………………………………………………11

附录：

千斤顶装配图一张

1 第一章

1.1设计题目：

请设计一螺旋起重器

千斤顶毕业设计说明书

千斤顶毕业设计说明书

目录

第1章 千斤顶的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 1

1.1 千斤顶的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 1

1.1.1 千斤顶原理实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.．．．．．..... 1

1.2 千斤顶的介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 1

1.3 千斤顶的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．... 1

1.3.1按结构划分3种......................................... 2

1.3.2量具千斤顶............................................ 3

1.3.3其他分类.............................................. 4

1.4 千斤顶使用说明........................................ 4

第2章 千斤顶的设计任务..................................... 5

2.1 毕业设计方案选择...................................... 5

2.2 千斤顶的设计任务要求.................................. 5

2.2.1设计题目及任务要求..................................... 5

第3章 千斤顶的结构设计...................................... 7

3.1 结构设计的意义........................................ 7