1螺旋千斤顶大作业

1. 螺旋千斤顶作业任务书学生班别学号成绩设计完成日期：年月日指导教师：一、题目：设计螺旋千斤顶原始数据二、工作要求：1. 总装配图一张。

2. 计算说明书一份。

螺旋千斤顶作业指导书一、作业目的1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理，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Q（KN）和最大提升高度l（mm）。

螺旋千斤顶的设计步骤如下：1. 螺杆的设计与计算（1）螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩（方）形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=300，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GB5796.1—86的规定。

（2）选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。

（3）确定螺杆直径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。

（4）自锁验算自锁条件是λ≤φv式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1f v，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。

即φv－λ≥l°（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，d k ≥dp 十0.5mm 。

为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。

螺旋千斤顶计算说明书姓名班级机械设计制造及其自动化1班学号任课教师2013年10 月21 日螺旋千斤顶作业任务书姓名 ** 专业 机械设计制造及其自动化 年级 大三 班级 1 学号 30112010***设计完成日期 2013 年 10月 21日 指导教师 ***一、题目：螺旋千斤顶二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。

（注：将任务书置于计算说明书首页）四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书螺旋千斤顶计算说明书目录一、设计题目及数据┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2二、螺旋千斤顶的设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉21、螺杆的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉22、螺母的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉63、螺杆稳定性验算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉74、托杯的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉85、手柄的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉106、套管设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉127、底座设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉138、千斤顶的效率┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14三、总结与讨论┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14四、参考文献┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉145）结构螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，其结构见图1。

手柄孔径k d 根据手柄直径p d 确定，5.0+≈p k d d mm 。

为了便于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比1d 小约0.2~0.5mm ，退刀槽的宽度取为 1.5P 。

为了便于螺杆旋入螺母，螺杆端部应有倒角或制出稍小于1d 的圆柱形凸台。

为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆的下端必须安置钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部，尺寸见图1。

姓名专业年级班级设计完成日期年月日指导教师一、题目：螺旋千斤顶二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。

（注：将任务书置于计算说明书首页）四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书螺旋千斤顶设计指导书一、设计目的1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理和设计与计算的方法；2、运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养学生独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识解决材料的选择、强度和刚度计算、制造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、螺旋千斤顶的设计螺旋千斤顶装配图如图1所示，其主要零件有螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。

扳动手柄可使螺杆在固定螺母中旋转，从而将托杯上的重物举起或放落。

托杯手柄螺母螺杆底座图1设计时，某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，有些尺寸则是根据经验关系或制造工艺决定的。

附属零件多靠经验和手册决定，必要时才进行强度计算。

设计的原始数据是：最大起重量F（kN）和最大起升高度H（mm）。

螺旋千斤顶的设计步骤如下：1、螺杆的设计与计算1）螺纹牙型螺纹的牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。

为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8～H11/h11。

螺纹的径向间隙很小，在强度计算时不予考虑。

2）材料 螺杆的材料常用Q255、35、45钢等3）螺纹直径 螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即][3.141σπFd ⨯≥式中][σ为螺杆许用压应力，可查阅教材或手册。

对于矩形螺纹，先根据经验公式求得螺距P 的近似值41dP ＝，然后参照梯形螺纹标准确定P 值。

螺纹牙高度2Ph ＝，故螺杆直径P d d +=1，d 圆整为整数后，取P d d －=1。

对于非矩形螺纹，直径d 与螺距P 应按标准选取。

4）自锁验算 理论上自锁条件为'ρψ≤，式中ψ为螺纹中径处升角；'ρ为当量摩擦角。

螺旋千斤顶作业姓名 朱小龙 学号 10901131 一、题目：螺旋千斤顶 原始数据:二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。

四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书1目录一、螺杆的设计与计算 (3)1．螺纹的牙型 (3)2．螺杆的材料 (3)3．螺杆直径 (4)4．自锁验算 (4)5．螺杆结构 (4)6．螺杆的强度校核 (5)二、螺母的设计与计算 (5)1．材料 (5)2．螺纹圈数Z与高度H (5)3．螺母其它尺寸 (6)4．螺母与底座的配合 (7)三、螺杆稳定性验算 (7)四、托杯的设计与计算 (7)五、手柄设计与计算 (9)1．材料 (9)2．手柄长度L (9)p3．手柄直径d (9)p4．手柄结构 (9)六、底座设计 (10)七、千斤顶的效率 (11)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=50KN、最大升起高度H=200mm。

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，螺纹的径向间隙很小，在计算强度时不考虑。

（2）螺杆的材料选用45号钢,查【1】表3-2。

原始数据F=50KN H=200mm配合选H8/h8螺杆材料选45号钢螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为：[]τπτ≤=ZFb d 1; 螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为：[]b 21b Z b d Fl6σπσ≤=;均符合条件。

Z 取8考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数为Z ’＝Z ＋1.5=9.5螺母高H ’＝Z ’P=76mm（3）螺母其它尺寸 螺母其它尺寸见图。

其中d D )8.1~6.1(==62.4~70.2mm,取D=65mm ；D D )4.1~3.1(1==84.5~91mm ，取1D =86mm ；3'H a ==25.33,取a=26mm.螺母高76mm其它尺寸如图口和沟纹。

为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板。

装订位置题目：螺旋千斤顶的设计和计算机械系机制专业 2011级（3）班设计者：吴胜 021*******指导教师：陈亮完成日期：2013.10.10装订位置目录一、目的 (3)二、题目及方案 (3)三、受力简图 (4)四、计算内容 (4)五、程序 (9)六、参考文献 (12)装订位置一、目的：1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理和设计方法；2、初步学会综合、运用所学过的知识，解决实际问题，培养独立工作能力；3、熟悉有关设计资料，学会查手册。

二、题目及方案：设计一个螺旋千斤顶，要求满足以下原始数据：最大起重量F（KN）52最大起重高度H’（mm）220手柄施加力Fp（N）200装订位置三、受力简图：Lp：手柄有效长度；T：施于手柄的力矩；T1：克服螺纹副中的摩擦力矩；T2：克服托杯和支承面间的摩擦力矩。

四、计算内容：T2h1H'HFFFpT1T轴力图扭矩图托杯Lp装订位置计算及说明结论1．选择螺杆和螺母的材料螺杆：45螺母：ZCuA19Fe4Ni4Mn2（铝青铜）2．螺杆的设计计算(1) 选择螺杆的牙型（梯形）(2) 按强度计算螺杆的小径d1）（][5.121σFd≥ssσσ=][，s=3～5，σs=355MPa，s=3，则[]=σ118.3MPad1≥1.25][σF=1.25×MPaKN3.11852=26.2mm取d1=29mm，则d=36mm，内螺纹大径D=37mm，螺纹中径2d=33mm，螺距P=6mm。

(3) 验算自锁性arctancosVfβψ≤Φ=；其中152==αβ,由表5-12得f=0.08～0.10，取f=0.09则有32.515cos09.0arctancosarctan===βΦνf，螺纹升角32.531.3arctan2=<==νΦπψdp，满足自锁条件。

螺杆小径:d1=29mm螺杆大径:d=36mm螺杆中径:d2=33mm螺纹大径:D=37mm螺距:P=6mm螺纹升角31.3=ψ小于32.5=Φν满足自锁条件。

目录一、目的 (3)二、题目及方案 (3)三、受力简图 (3)四、设计进行步骤 (4)五、参考文献 (6)一．目的1． 熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计方法；2． 初步学会综合、运用所学过的知识，解决实际问题，培养独立工作能力； 3． 熟悉有关设计资料，学会查手册。

二．题目螺旋千斤顶原始数据如下：(按学号尾数)项目设计方案 12 3 4 5 6 7 8 9 10 最大起重量F （KN ） 40 45 48 50 52 55 60 62 65 70 最大起重高度H ’（mm ） 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 手柄施加力Fp （N ）200200200200200200200200200200设计方案：最大起重量F=62KN最大起重高度H ’=250 mm 手柄施加力Fp=200N三．受力简图：Lp ：手柄有效长度； T ：施于手柄的力矩；T 1：克服螺纹副中的摩擦力矩；T 2：克服托杯与支承面间的摩擦力矩。

T 2h 1H'HFFT 1T 轴力图扭矩图托杯LpFp四．设计进行步骤及注意事项：已知条件：最大载荷 F=62KN 最大升距 H ’=250mm 手柄施加力 Fp=200N一． 选择螺杆和螺母的材料分析：起重螺旋为传力螺旋，主要特点是要承受较大的轴向力，传动速度较低。

通常要求自锁，采用滑动螺旋，螺杆材料应具有较高的耐磨性，螺母本身作为支撑，所以螺母材料除要求较高的强度外，还应有较好的减磨性和耐磨性。

因此螺杆材料选45钢，螺母材料选用锡青铜，材料 牌号：ZCuSn10Pb1 。

二． 螺杆的设计计算（1） 螺杆材料选用45钢，螺纹类型选择梯形，右旋单线。

（2） 螺杆的小径d1d 1≥1.25][Fσ 由教材表5-8取45号钢的屈服极限s σ=480MPa取安全系数S=4 许用应力[σ] = Ss σ=120MPa F=62KN 代入得d1≥ 28.41mm10.7441.2841===d P参考梯形螺纹标准，取P=7mm（3）选择标准螺距P 及公称直径（螺杆大径）d 、螺杆小径1d 、中径22D d =内螺纹大径（螺母）4D 、内螺纹小径（螺母）1D<查附表得（机械制图p365 附表4 梯形螺纹）：>螺杆螺距 7=p mm公称直径（螺杆大径） 40=d mm （51.351=+=p d d ，圆整后本应取38，但经验算螺杆的稳定性后，d 要取40mm ）螺杆小径 321=d mm中径 5.3622==D d mm内螺纹大径（螺母） 414=D mm内螺纹小径（螺母） 331=D mmF=62KN H ’=250mm Fp=200N螺杆材料选45钢 P= 7mm d=40mm1d =32mm 2d =36.5mm（螺母： 4D =41mm 1D =33mm ）（4）、验算自锁性：Ψ≤Φv （Ψ—螺纹升角；Φv —当量摩擦角） 由教材p97 表5-12查得钢-青铜摩擦系数f=0.08~0.10，取值f=0.08β=2α=230︒=︒15 ψ=arctan(d2Pπ)=︒7.3 (教材P64式5-1) Φv=arctan βcos f=︒1.5 (教材P97式5-46) 因为︒7.3<︒1.5 即Ψ≤Φv 故满足自锁条件（5）、验算螺杆的稳定性I =64d 41π=64324⨯πmm 4=51472mm 4h 1=2p d =2⨯29mm=58mml=h 1+H ’+H/2=58+250+47/2=331.5mm F cr =22)l (EI μπ=252)5.3312(514721006.2⨯⨯⨯⨯π=237.9KN F cr /F=3.8 因为3.5<3.8，故满足稳定性要求。

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 。

螺旋千斤顶设计任务书学生姓名陈嵩专业年级10级车辆工程设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量F = 40 kN；2、最大升距H =190 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：2012年月螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级2010级车辆工程设计者陈嵩指导教师李华英成绩2012年12月13日目录1．螺杆的设计与计算 (2)1.1螺杆螺纹类型的选择 (2)1.2选取螺杆材料 (2)1.3确定螺杆直径 (2)1.4自锁验算 (3)1.5结构 (3)1.6螺杆强度校核 (5)1.7螺杆的稳定性计算 (6)2. 螺母设计与计算 (7)2.1选取螺母材料 (7)2.2确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u (7)2.3校核螺纹牙强度 (8)2.4结构要求 (9)3. 托杯的设计与计算 (9)4. 手柄设计与计算 (11)4.1手柄材料 (11)4.2手柄长度Lp (11)4.3手柄直径dp (12)4.4结构 (12)5. 底座设计 (13)如图1-2，则有退刀槽宽度1.5P=10.5mmD13=(1.7~1.9)d=68~76mm，取D13=70mm (1.4~1.6)d=56~64mm，取1.5d即60mm H+H'=190+56=246mm(H'为后面计算得）螺钉外径0.25d=10mm挡圈外径d+(6~10)=46~50mm 1.5P=10.5mm D13=70mm 1.5d=60mm H+H'=246mm根据GB/T891-1986，选取挡圈GB/T891 B50， 公称直径D=50mm ，H=5mm根据GB/T68-2000，选取螺钉GB/T68 M6×16， 螺纹规格d =M6，公称长度l =16mm1.6 螺杆强度校核对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。