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文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.机械设计课程《螺旋千斤顶》设计说明书学生姓名学院名称专业机械设计制造及其自动化学号2011年11月8日螺旋千斤顶作业任务书姓名专业年级09 班级一班设计完成日期2011年11 月18 日指导教师一、题目：螺旋千斤顶原始数据:最大起重量F（KN）：35最大起升高度H（mm）：180二、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目录一、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、设计要求一、螺杆的设计与计算……………………………………………………………4-61. 螺杆的牙型 (4)2. 螺杆的材料 (4)3. 螺纹的直径 (4)4. 自锁验算 (4)5. 螺杆的结构 (5)6. 螺杆的强度校核 (6)二、螺母的设计与计算 (6)1. 螺母的材料 (6)2. 螺纹圈数Z和螺母高度H’ (6)3. 螺母其它尺寸 (6)4. 螺母与底座的配合 (6)三、螺杆稳定性验算 (7)四、托杯的设计与计算 (7)五、手柄的设计于计算 (8)1. 手柄的材料 (8)2. 手柄长度L (8)p3. 手柄直径d (8)p4. 结构 (8)六、底座设计 (9)七、千斤顶的效率 (9)得tan ψ=0.07357。
ψ=4.20767︒——《机械原理与机械设计》 张策 P389由当量摩擦角arctan ρμ'=，在有润滑油情况下μ=0.1，得1-'ρ=4.7106。
得'ρψ≤——《机械原理与机械设计》 张策 P389验证结束，达到自锁条件。
5、螺杆的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，根据后续托杯计算可确定加大后的直径为24mm 。
螺旋千斤顶设计1.题目介绍：（1） 基本要求：● 设计一个螺旋千斤顶（如右图） （2） 工作参数： ● 最大起重量Fmax=26KN ● 最大起升距Hmax=220mm （3） 设计要求：● 根据最大起升重量选择材料 ● 确定螺纹尺寸 ● 满足耐磨性 ● 强度条件 ● 稳定性条件 ● 自锁条件 （4） 计算要求：● 螺旋传动的材料选择，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)。
（5） 绘制装配图和螺母零件图（确定全部结构形式和尺寸）。
2.千斤顶设计2.1螺旋传动设计2.1.1选择螺纹类型千斤顶是传力机构，常用于传力或传递运动的螺纹为矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
矩形螺纹效率高，但牙型精确制造困难，螺旋副磨损后间隙难以补偿，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹所代替；锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力；梯形螺纹的牙型角α=30°，牙根强度高，螺纹的工艺好，对中性好，不易松动。
综上，本设计选择用梯形单头螺纹。
由于千斤顶对精度的要求不高，而且属于中等旋合长度，因此，公差带选7e 。
A2.1.2选择螺旋副材料《机械设计教程》表2-38千斤顶最大起升重量为26KN ，最大起升距离为220mm ，由千斤顶工作条件可得：其工作转速低，而受力较大。
因此：螺杆材料选择45号钢，螺母材料选择ZCuAl10Fe3。
2.1.3 耐磨性设计根据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P 及其它尺寸。
耐磨性设计公式如下：[]p h FPπφ≥2d由于螺母为整体结构，故φ=1.2~2.5，这里取φ=1.7 梯形螺纹h/P=0.5螺杆材料为钢，螺母材料为青铜，滑动速度为低速时，许用压强为[p]=(18~25)MPa 。
机械设计大作业计算说明书螺旋千斤顶的设计设计要求：设计一人力驱动的螺旋千斤顶，其轴向承载能力为F=60000N,要求提升高度为h=150mm；要求耐磨性好，螺母材料为ZCuSn10-1，采用梯形螺纹。
摘要螺旋千斤顶主要是有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、托杯的零部件组装而成的。
在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设计与选材最为重要；并且重点运用了机械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘图工具AoutCAD、Solidworks等。
本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。
尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，对它进行了精确地计算。
由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价成本低，所以在日常生活中被广泛应用。
本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。
设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。
制造方法以及产品运行，使用和维修方法。
现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改进过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。
目录摘要 (II)1 起重机械的概述 (1)2 千斤顶的概述 (2)2.1 千斤顶的种类 (2)2.2 千斤顶的结构和技术规格 (3)2.3千斤顶的工作原理 (5)3 螺旋传动的设计与计算 (6)3.1螺旋传动的应用和类型 (6)3.2螺旋传动的结构和用途 (8)3.3螺旋传动的计算 (9)3.4螺旋传动的设计和选材 (10)3.5螺旋机构耐磨性的计算 (11)3.6螺母螺纹牙的计算 (12)3.7螺杆强度和稳定性的校核 (13)3.7.1强度的校核 (13)3.7.2稳定性的校核 (14)3.8自锁性的校核 (15)4千斤顶的设计 (16)4.1选择材料 (16)4.2耐磨性计算 (17)4.3螺母外部尺寸计算 (18)4.4手柄设计计算 (19)4.5螺杆稳定性校核 (20)5 螺旋千斤顶图形的绘制 (21)6 使用千斤顶的注意事项 (23)7 设计总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 起重机械的概述起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备。
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。
螺旋千斤顶设计计算说明书一、 设计条件：1、最大起重量 Fmax=30 kN2、最大起升距离 hmax=180 mm二、 螺纹的设计与计算1. 选择螺纹类型梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹，其牙形为等腰梯形，牙型角α=30° 2. 选取螺杆和螺母材料螺杆材料选择常用的45号钢，查询可知σs =355 MPa ，σb = 600 MPa ；螺母选择青铜（ZCuAl10Fe3），查询可知σs =180 MPa ，σb = 490 MPa ；查询可知滑动螺旋副钢-青铜的许用压力[p]=15 MPa 。
3. 确定螺杆直径由耐磨性条件，螺杆中径d 2≥0.8√Fφ[p]由于螺母为整体结构，且磨损后不能调整，选取φ =2.0，又F=Fmax=30 kN 代入数据可得d 2≥0.8√300002.0×15=25.3 mm按GB/T 5796.2-2005选取公称直径d=28mm 的螺纹，螺距P=5mm ，线数n=1，螺旋副的摩擦系数f=0.09，螺旋角β=15°，查询可知其中径d 2=25.5mm ，满足要求。
4. 自锁性校核螺旋升角γ=arctan nP πd 2=3.57°；当量摩擦角ρv =arctan fcosβ=5.32°故ρv >γ，满足自锁性条件。
5. 螺杆强度校核螺杆所受扭矩T =Fd 22tan (γ+ρv )=59.8 N ∙m螺杆危险截面上既受拉压应力又受扭转切应力，应用第四强度理论，有：σca=√σ+3τ=√(4Fπd12)2+3(T0.2d13)<[σ]查询可知，螺纹小径d1=22.5 mm,代入数据可得σca=75.5 MPa;查询可知，取安全系数S=4，许用应力[σ]=σs4=3554=89 MPa;故σca<[σ],满足强度要求。
6.稳定性计算螺杆柔度λ=4μld1,其中长度系数μ=2，根据经验公式有效长度取l=hmax+1.5d+H2=247 mm，则λ=4×2×24722.5=87.8>80查表可知螺杆临界载荷F cr=π2EI a(μl)2 ,其中惯性半径I a=πd1264,查询可知45号钢E=210GPa，代入数据可得F cr=243.4 kN由稳定性校核公式：S C=F crF≥[S]取[S]=2.5-4,则S C=243.430=8.11>[S],满足稳定性要求。
题目：螺旋千斤顶
起重量Q= 25 KN
起重高度H= 200 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）
班级
学号
姓名
完成日期2011年11月19日
指导教师评分
目录设计任务与设计说明
1、螺旋副的设计计算
、耐磨性的计算
、自锁性校核
2、螺杆的设计计算
、螺杆强度计算
、螺杆稳定性计算
3、螺旋副的计算
、螺杆的计算
、螺母的计算
4、拖杯设计计算
5、底座设计计算
6、手柄设计计算
手柄长度设计计算
手柄直径设计计算
7、螺旋千斤顶的效率计算
设计任务与设计说明
设计任务书：
设计一螺旋千斤顶，该千斤顶要求最大起重重量为25kN，最大起重高度为250mm，手柄操作力矩为200N，且要求工作安全可靠，成本不得过高。
设计简单说明：
该千斤顶采用螺旋传动的工作方式，最大起重高度为250mm，手柄操作力200N，工作稳定可靠，满足自锁条件，使用安全，选材合理、加工方便、生产成本较低。
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。
螺旋千斤顶设计说明书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 、最大起升高度H=210mm 。
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45钢（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： []σπF 2.5d 1≥式中螺杆的屈服极限σs =353MPa ，由于45钢是塑性材料，取安全因数n=4，得许用压应力[]σ=88.25MPa ，取整数[]σ=88MPa 。
将上述数据带入得螺杆的直径为d 1≥0.03067m ，取d 1=31mm 。
根据经验公式P=d 1/4，取P=8mm 。
参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高2P h ＝，得h=4mm 。
故螺杆直径d=d 1+P=31mm+8mm=39mm,d 1=d-P=(39-8)mm=31mm 。
（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式中ψ为螺纹中径处升角；'ρ为当量摩擦角；由tan ψ=np/(πd 2) 其中n=1，p=8mm ，d 2=2×d 1+ℎ2 =(2x31+8)/2=35mm得tan ψ=0.07276, ψ=4.162°当量摩擦角ρ′=tan −1μcos α2 ，在有润滑油情况下μ=0.1， 30=α， ∴ρ′=tan −1μcos α2=tan −10.1cos 15°=5.91°所以，4.162°<5.91°—1°=4.91°验证结束，达到自锁条件。
（5）结构手柄孔径d k 根据手柄直径d p 决定，d k ≈d p +0.5mm根据后面手柄部分的计算得到d p =23mm ，所以d k =23.5mm 。
