哈工大机械设计大作业螺旋千斤顶

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 。

（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。

螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。

二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。

2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。

3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。

4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。

5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。

三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。

旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。

螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。

电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。

2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。

因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。

此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。

3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。

我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。

螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。

4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。

我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。

此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。

5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。

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 。

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课程设计说明书（论文）课程名称：机械设计设计题目：螺旋起重器设计院系：机电工程学院班级：XXXXX设计者：XXXXX学号：XXXXX指导教师：XXXXX设计时间：XXXXX哈尔滨工业大学题目：设计起重量40,000N ，最大起重高度H=200mm 的螺旋起重器（千斤顶）。

1.选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45钢，有参考文献【2】续表10.2查得抗拉强度MPa b 600=σ，MPa s 355=σ。

螺母材料用铝青铜ZCUAL10Fe3（考虑速度低） 2.耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCUAL10Fe3，有参考文献【1】表8.11查得 【p 】=18~25MPa,从表表8.11的相关文献中可以查得，人力驱动时【p 】值可加大20%，则【p 】=21.6~30MPa ，取【p 】=21.6MPa 。

按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则][8.02p F d Qψ≥。

有参考文献【1】查得，对于整体时螺母系数5.2~2.1=ψ，取0.2=ψ。

则mm mm p F d Q 3.246.210.2400008.0][8.02=⨯=ψ≥、 式中：Q F ---------轴向载荷，N;2d ----------螺纹中径，mm; [p]----------许用应力，MPa 。

2/d H =ψ差参考文献【3】表11.5取公称直径d 可能取值32、36，这里取公称直径mm d 32=，螺距mm P 3=，中径mm d 5.302=，小径mm d 5.281=，内螺纹大径5.324=D 。

说明：此处如果取公称直径mm d 36=，螺距mm P 3=，中径mm d 5.342=，小径mm d 5.321=，内螺纹大径5.364=D ，螺杆强度校核不满足要求。

3.螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：21121321634⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d T d F Q e ππσ 式中：Q F ---------轴向载荷，N; 3d ----------螺纹中径，mm;1T ----------螺纹副摩擦力矩，()2tan 2'1d F T Q ρ+ψ=，ψ为螺纹升角，7942.15.3031arctan arctan2=⨯⨯==ψππd np [σ]--------螺杆材料的许用应力，MPa 。

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。

一、 设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F Q =40KN ，最大起重高度H=200mm 。

二、 螺杆、螺母选材本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。

由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。

查参考文献[2]得σs=355MPa,查机械设计表 5.9得5~3][sσσ=,取[σ]=110MPa; σb =600MPa 。

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，查表5.9得螺母材料的许用切应力MPa 40~30][=τ,取][τ=35MPa ；许用弯曲应力[σb ]=40~60MPa, 取[σb ]=50MPa 。

托盘和底座均采用铸铁材料。

三、 螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算由耐磨性条件公式：][2p Hh d p F A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π 对于梯形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为：2d ≥式中 2d ——螺纹中径，mm;F ——螺旋的轴向载荷，N ； H ——螺母旋合高度，mm;ψ ——引入系数，ψ=H/2d ;[p]——材料的许用压强，MPa;查机械设计表 5.8，得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa ，对于整体式螺母，5.2~2.1=ψ，取ψ=2.0，那么有mm MPaKNd 3.2520*0.2408.02=≥。

查参考文献[4]表H.5,试取公称直径d=32mm,螺距p=6mm,中径d 2=29mm,小径d 1=25mm,内螺纹大径D 4=33mm 。

那么螺母高度mm d H 5829*0.22==⋅=ψ，螺纹圈数7.9658===p H z ，α=2β=30°。

3.2 螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F 和扭转力矩T 1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 1。

根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为][)16(3)4(311221σππσ≤+=d T d F 对于梯形螺纹该式可化为1d式中 1d ——螺杆螺纹的小径(mm)； []σ——螺杆材料的许用应力(MPa);F —— 螺杆所受的轴向载荷(N)；T 1——螺杆所受转矩(N ·mm),2)'tan(21d F T ρψ+=。

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课程设计说明书（论文）课程名称：机械设计设计题目：螺旋起重器（千斤顶）院系：能源学院班级：1302201设计者：吴有训学号：1130220129指导教师：张锋设计时间：2015年10月17日哈尔滨工业大学目录设计任务书 (1)一．设计题目 (3)二．材料选取 (3)三．耐磨性计算 (3)四．螺杆强度校核 (4)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 (6)八．螺母外径及凸缘设计 (6)九．手柄设计 (7)十．底座设计 (8)十一．部分参数 (8)十二．参考文献 (9)哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：专业：班号：任务起至日期：年月日至年月日课程设计题目：已知技术参数和设计要求：工作量：工作计划安排：同组设计者及分工：指导教师签字___________________年月日教研室主任意见：教研室主任签字___________________年月日*注：此任务书由课程设计指导教师填写。

一．设计题目设计起重量F Q =50KN ，最大起重高度H=150mm 的螺旋起重器（千斤顶）。

二．材料选取考虑梯形螺纹有标准化（参见GB/T 13576.3-1992），易于加工生产，且具有较好的自锁性能，故本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。

由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。

查参考文献[2]表10.2得抗拉强度s σ=355MPa, b σ=600MPa 。

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ZCuAl 10Fe 3。

托盘和底座性能要求不高，均采用可铸性能较好的铸铁材料。

三．耐磨性计算螺杆采用45#钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl 10Fe 3，查参考文献[1]表5.8得MPa p 25~18][=，从表5.8的注释中可以查得，人力驱动时[p]值可增大20%，则MPa p 30~6.21][=。

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。

哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目：设计螺旋起重器系别：机械设计制造及其自动化班号：姓名：日期：哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：设计螺旋起重器设计原始数据：螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可提升重物。

它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄、或扳手等零件所组成。

已知数据：起重量：50kN 最大起重高度：150mm。

目录一、设计题目-----------------------------------------------------------------------------------------------------2二、螺母、螺杆选材-------------------------------------------------------------------------------------------2三、螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------2 3.2 螺杆强度校核--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------3 3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------43.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------5五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------5六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------6七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------7八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------8一、 设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F Q =50KN ，最大起重高度H=150mm 。