机械设计 课程 大作业 螺旋起重机的设计千斤顶

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 。

机械设计大作业螺旋千斤顶姓名：学号：专业班级：机制094 班按第四强度理论，压-扭组合校核][)2.0(3)4(2311221σπσ≤+=d T d F ca 22234223/75][/0.60)252.010258.9(3)3510254(mm N mm N ca =<=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=σπσ满足要求图1螺杆受力图 2.自锁性验证 自锁条件 v ϕψ<其中︒=77.3ψ ︒=55.10v ϕ故 v ϕψ<，可用034~4'︒︒<ψ，可靠3.螺杆机构（见图3.1.2） 螺杆上端直径mm d D 8.60~4.5432)9.1~7.1()9.1~7.1(2=⨯== 取 mm D 602=手柄孔径)1~5.0(+≈p k d d 试中：mm d p 28=（计算在后） 则 mm d k 29~5.28)1~5.0(28=+= 取 mm d k 29=,4.22~2.1932)7.0~6.0()7.0~6.0(mm d d =⨯==' 取mm d 22='退刀槽直径8.24~5.24)5.0~2.0(25)5.0~2.0(1=-=-=d d c mm2/0.60mm N ca =σ满足螺杆强度要求mm D 602=mm d k 29= mm d 25='图2 螺杆简图（二）螺母的设计计算螺母的材料选用铸铁HT300 1.确定螺纹旋合圈数Z 依[1]P120式（6-19），根据耐磨性计算螺纹旋合圈数Z ，即]['2p hH d FP P ≤=π hp d Fz ][2π≥ 由[1]P120表6.5，查取2/15][mm N P =(滑动速度<2.4m/min)10.63152910253=⨯⨯⨯⨯≥πz螺母实际圈数6.75.110.65.1'=+=+=z z取 8'=z ，则5.65.185.1'=-=-=z z螺母旋合长度（又叫工作高度） mm P z H 4868''=⨯=⋅=校核螺母的高径比，655.129/48/'2===Φd H ，查[1]P120，兼作支撑的螺母5.3~5.2=φ，不能满足要求。

机械设计课程大作业螺旋千斤顶设计说明书
千斤顶设计计算和说明
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。

退刀槽的宽度可取为1.5P。

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
在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB891-86)，挡圈用紧定
D=d+1=33mm
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，取材。

其结构尺寸见图。

为了使其与重物接触良好和防止与重物之
在托杯上表面制有切口的沟纹。

为了防止托杯从螺杆端
托杯和重物都不作相对转动。

因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。

[]p
≤
'35D mm = '5H mm = '10L mm = ' 6.6d mm = '1
3.2d mm = '1
13D mm = 1c mm = 616M ⨯
5. 底座设计
的斜度。

底座结构及尺寸如图 mm =125+20=145mm 八版 . 北京：高等教育出版社，2009 . 北京：化学工业出版社，2004
机械工程师. 3版 . 北京：机械工业出版社，朱辉，曹桄，画法几何及工程制图. 六版 .上海：上海科学技术出版。

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。

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： 1-'≤ρψ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30.5mm（4）螺母与底座的配合螺母压入底座上的孔内，圆柱面的配合采用H8/n7，为了方便安装，应在螺母下端和底座孔上端制出倒角，紧固螺钉的直径取M8。

3.螺杆稳定性验算计算螺杆柔度时，螺杆最大受压长度l 可按将重物举到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度计算，即：1.5d /2H l +'+=H式中d 为大径，d=34mm ，得l=230+56.25/2+1.5X34=309mm由稳定性验算公式22cr l EIF π=——《材料力学》 王世斌 亢一澜 P117、248查表得Q255的弹性模量E=200GPa ， 由惯性矩公式I=()212d d 64-π，得I=1.192510-⨯4m式中cr F 为满足条件的轴向压力将上述数据带入公式得，cr F =2.456KN 510⨯,满足条件，装置稳定。

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d1），D1=33mm。

螺旋千斤顶大作业院系机械工程专业年级车辆工程141设计者周六圆指导教师陈丰2016 年10 月 6 日..要求1、总体设计结构合理，操作方便（可自己设计结构如用侧面手柄上下往复式或脚踏式等）；2、设计要求：绘制千斤顶装配图，主要零件图两张（计算机绘图，二维图必须，三维图随便），完整的设计说明书；3、网上有类似内容（哈工大机械设计大作业），不得抄袭；4、大胆创新，发动脑筋，奇思妙想，功能和结构上创新；5、螺杆和螺母材料自定，原始数据不同，具体分配如下：根据学号1608140134尾数可得：起重量为35KN起重高度为200mm第一部分千斤顶的概述千斤顶又叫举重器、顶重机、顶升机等，是一种用比较小的力就能把重物顶升、下降或移位的简单起重机具，也可用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。

千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。

其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。

千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备，千斤顶的顶升高度一般为400mm，顶升速度一般为10-35mm/min，起重能力最大可达500t。

第二部分螺旋传动的设计与计算2.1螺旋传动的应用和类型螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。

它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。

它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点，在工业中获得了广泛应用。

（1）按螺杆与螺母的相对运动方式，螺旋传动可以有以下四种运动方式：①螺母固定不动，如图(a)螺杆转动并往复移动，这种结构以固定螺母为主要支承，结构简单，但占据空间大。

常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。

②螺母转动，如图(b)螺杆做直线移动，螺杆应设防转机构，螺母转动要设置轴承均使结构复杂，且螺杆行程占据尺寸故应用较少。

③螺母旋转并沿直线移动，如图(c)由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。

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 。

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。

螺旋千斤顶作业任务书姓名 专业 机械设计制造 年级 班级设计完成日期 2012 年 11 月 25 日 指导教师一、题目：螺旋千斤顶二、机构简图图1三、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目录1、选题及设计方案-----------------------------------------------------------------32、设计目的-----------------------------------------------------------------------------33、螺旋千斤顶计算说明书-----------------------------------------------------43.1螺杆的设计与计算----------------------------------------------------------43.2螺母的设计与计算----------------------------------------------------------63.3螺杆稳定性验算--------------------------------------------------------------83.4托杯的设计与计算----------------------------------------------------------83.5手柄设计与计算--------------------------------------------------------------93.6底座设计与计算-------------------------------------------------------------113.7千斤顶的效率----------------------------------------------------------------124、参考资料-----------------------------------------------------------------------------12选题及设计方案设计目的1、熟悉螺旋千斤顶的的工作原理与设计计算方法；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；螺旋千斤顶计算说明书根据手柄直径p d 确定， ≈p k d d 柄的设计与计算）。

《机械设计课程作业任务书》题目：螺旋千斤顶起重量Q= 27.5 KN 起重高度H= 180 mm 手柄操作力P= 250 N作业任务：1 、设计计算说明书一份2 、设计装配图一张（1:1 ）学院：班级：姓名：学号：完成日期：指导教师评分目录1、设计题目 ........................... 错.. 误!未定义书签。

2、螺旋千斤顶总功能 ................... 错. 误!未定义书签。

3、设计任务与要求 ..................... 错. 误!未定义书签。

4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图 ... 错误!未定义书签。

5、螺旋千斤顶结构尺寸设计 .............................. 2..5.1 螺杆的设计...................... 错. 误!未定义书签。

5.2 螺纹类型和精度的选择............ 错. 误!未定义书签。

5.3 螺旋千斤顶设计及计算............................. 3..5.3.1 螺杆和螺母的计算 .............................. 4..5.3.1.1 螺旋副的计算............................... 4..5.3.1.2 螺杆的计算6...5.3.1.3 螺母的计算7...5.3.2 托杯设计9...5.3.3 底座设计1..0.5.3.4 手柄的设计1..0.5.3.5 螺旋千斤顶的效率1..1参考文献机械原理与设计课程设计》1、设计题目设计螺旋千斤顶已知条件: 起重量Q=27.5KN ，起重高度H=180mm ，人手作用力P=250N2、螺旋千斤顶总功能按螺旋传动原理，利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动。

将回转运动转变为直运动，并传递运动和动力。

从而实现将一定重量的物体提升一定的高度的功能。

3、设计任务与要求设计任务1、千斤顶最大起重量为40KN2、工作行程L=200mm ，单臂操作3、作出结构原理、结构简图4、绘制系统装配图，画3#装配图一张5、编写设计说明书要求1、设计螺杆要求校核耐磨性、自锁性；校核螺纹工作圈数、螺杆强度和稳定性2、设计螺母要求校核螺母螺纹牙强度3、底座和托杯要求满足一定的强度4、机构应具有良好的传力性5、绘制系统装配图，画3#装配图一张4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图如左图为一螺旋千斤顶的结构型式，各零件的名称如图所示。

4 托杯的设计计算·····················································10 4.1 材料······················································10 4.2 托杯的结构尺寸············································10 4.3 托杯的强度校核············································11
a =0.25 mm
2钢
2.2 螺杆结构
零件材料
螺杆上端需用于支承托杯和插装手柄，故此处需加大直 底座：HT150
径，其结构如图 2.1 所示，图中 L 为最大起重高度，H 为螺母 螺杆：45 钢
高度，d 为手柄孔径，一般取 > + 0.5 mm。为便于切制螺 螺母：ZCuAl10Fe3
i= =
= =4.625mm
l 2 210
90.81 85 ~ 90
i 4.625
临界轴向载荷 可根据欧拉公式计算
2EI Fcr ( l)2
I d34 5749.85mm4 64
E 210GPa
2EI 2 210109 5749.851012
Fcr ( l)2
(2 210 103 )2
机械设计(基础)课程设计
设计题目:
螺旋起重器(千斤顶)的设计
内 装： 1. 设计任务书 1 份 2. 设计计算说明书 1 份 3. 装配工作图 1 张
学院 专业 学号 设计者 指导教师 完成日期 成绩
机自学院 机械工程 13120699 雷志刚 刘丽兰
3
机械设计大作业任务书

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：12设计者：学号：112指导教师：张锋设计时间：2014.9.30哈尔滨工业大学目录设计任务书 (1)设计过程 (2)一、设计题目 (2)二、选择螺杆、螺母的材料 (2)三、耐磨性计算 (2)四、螺杆强度校核 (3)五、螺母螺纹牙的强度校核 (4)六、自锁条件校核 (5)七、螺杆的稳定性校核 (5)八、螺纹外径及凸缘设计 (6)九、手柄设计 (6)十、底座设计 (7)十一、各部分尺寸及参数 (8)1.梯形螺纹 (8)2.六角头螺栓 (8)3.开槽锥端紧定螺钉 (8)4.手柄 (8)5.螺杆 (8)6.螺母 (8)7.结构尺寸 (9)参考文献 (9)设计任务书题目：设计螺旋起重器(千斤顶)设计原始数据：起重量F Q=40kN，最大起重高度H=200mm。

说明：螺旋起重器的结构见右图，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。

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。

设计过程一、设计题目设计起重量F Q =40kN ，最大起重高度H =200mm 的螺旋起重器（千斤顶）。

二、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb =600MPa ，σs =355MPa 。

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螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3。

螺杆 FP= d= d1= H= f=( 2 tan 2 d FTV⋅+=ϕψ2 124 31⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=d T F Acaσ2dnP π=ψψ≥=βϕcos f Vl=i=E=螺母b=0.65*PD=d+0.56441d I π=2l EI F cr μπ=D 10=(2.4~2.5d D 11=(0.6~0.7d D 13=(1.7~1.9d D 12= D13-(2~4 h=(1.5~1.8D手柄底座2 7 84D FDp+ =σπ梯形螺纹材料起重力螺纹升角螺杆中径许用压力螺距公称直径小径螺母高度摩擦系数中径处升角当量摩擦角螺钉公称直径螺钉型号螺杆所受扭矩计算应力许用应力长度系数高度螺杆危险界面惯性半径柔度惯性矩拉压弹性模量临界载荷材料螺纹工作圈数实际螺母高度螺纹牙危险截面的剪切强度条件螺纹牙危险界面的弯曲强度条件螺纹牙跟处厚度内螺纹大径弯曲力臂螺母外径螺母大外径压力强度材料工人的臂力手柄长度托杯与轴端支撑面的摩擦力矩实际手柄长度手柄直径手柄材料需用弯曲应力螺旋千斤顶高度不加套管长度材料斜度壁厚底座上直径底座下直径底座接地直径底座下枕垫物的许用挤压应力α=30度 4525KN 4.25度 21.5mm 18MPa 5mm 24mm 18.5mm 53.75mm 0.094.25度5.34度 2.56mmM6*12 45407N.mm 83.32MPa 333.28 2218.6~223.4mm219mm 4.625mm 189.4》40 5746.94200~220GPa52.89*1000>2.5青铜10.75取10 50mm9.999MPa<30~40MPa27.69MPa<40~60MPa3.25mm24.5mm1.5mm39.2~44.1mm取40mm 52~56mm取54mm57.6~60 14.4~16.8 40.8~45.6 41~43 36~43.2 19.6MPa<20MPa Q235 150~250N 520.22mm 45407.41N.mm 32625N.mm 592.71~692.71mm 32.92mm 120MPa272.75mm 240mm 取60mm 取15mm 取45mm 取43mm 取40mm 150N 取600mmHT200 1:10 大于8~12mm 174~188mm 45~50mm 86mm 146.86mm 2.5MPa 8mm 180mm 50mm。

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。