机械设计课程设计螺旋千斤顶设计说明书

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螺旋千斤顶设计分析说明书

机械设计课程螺旋千斤顶设计说明书

专业

学生姓名

学号

年月日

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

一、目的 (1)

二、题目与设计方案 (1)

三、装配简图 (1)

四、计算及说明 (1)

五、参考文献 (11)

一、目的

1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计计算方法；

2.学会运用所学过的知识,解决实际设计中遇到的问题,培养独立工作能

力,初步学会综运用所学知识解决材料选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等问题；

3.熟悉有关设计资料,学会查阅手册何用国家标准.

二、题目与设计方案

题目：螺旋千斤顶

四、计算及说明

计算及说明

结果 1、螺杆的设计与计算 1螺纹牙型

螺纹牙型有矩形、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.由于螺纹在径向的间隙很小,在强度校核时不予考虑. 2材料

螺杆的材料选用45钢,热处理采用调制处理T235.轴颈处可局部淬硬C42. 3螺纹直径

螺杆工作时,同时承受压力和扭矩的作用,所以根据紧螺栓链接强度计算公式,有式中[]σ为螺杆许用应力.

由参考文献得螺杆许用应力[]3~5

s σ

σ=,屈服强度极限

355MPa s σ=

故355

[]88.75MPa 4σ==,3164 1.3551032.0276mm 88.7510

d π⨯⨯⨯≥=⨯⨯ 矩形螺纹配合H8

/h8 材料45钢热处理 C42 螺距P=8mm 螺杆直径

40d mm = 中径

236d mm =

小径

螺旋千斤顶说明书

这里选用55#钢。
1.3
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]。
F(KN):作用域螺杆的轴向力A( )螺纹承压面积
（）螺纹的中径h（）螺纹的高度
P（）螺纹的螺距H（）螺母的高度
计算：
则有：
符合强度计算条件。
1.7
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/F2.5 ~ 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 (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。
手柄的实际长度是：
4.3
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp，其强度条件为:
dp≥
式中：[]F——手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215时，[]F=120Mpa
计算：
dp≥ =29.48
所以手柄直径为30mm。
手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环（图1―6），并用螺钉或铆合固定。因为手柄的精度要求不高，如图计算选用的螺钉为（GB/T68-2000） ,而挡环尺寸为D=38mm，厚H=5mm。

螺旋千斤顶设计说明书

题目：螺旋千斤顶

起重量Q= 15 KN

起重高度H= 100 mm

手柄操作力P= 200 N

作业任务：

1、任务说明书一份

2、设计装配图一（1：1）

班级机械（卓越）

学号

完成日期 2016年11月

指导教师朱长顺评分

螺旋千斤顶简介 (3)

螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算 (5)

1、材料选择 (5)

2、螺纹类型和精度的选择 (5)

3、螺旋千斤顶的设计计算 (5)

一、螺杆和螺母的计算 (7)

一、螺旋副的计算 (7)

二、螺杆的计算 (8)

三、螺母的计算 (10)

二、托杯设计 (13)

三、底座设计 (15)

四、手柄设计 (17)

五、螺旋千斤顶的效率 (19)

设计小结20

参考文献21

附：螺纹千斤顶装配图 (22)

螺旋千斤顶简介

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。

螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算

1、材料选择

螺杆和螺母的材料除应具有足够的强度外，还要求有较高的耐磨性和良好的工艺性。

螺杆材料：一般可选用Q235、Q275、40、45、50等钢。对于重载，要求耐磨性高，需要进行热处理的螺杆可选用T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi等钢种。本次千斤顶选用的螺杆材料为Q235。

螺母材料：除要求足够的强度外，还要求在与螺杆旋合时摩擦系数尽可能小和有较高的耐磨性。常选用铸造锡青铜ZCuSn10Pb1（10-1锡青铜），用于重载低速时，可选用高强度的铸造铝青铜ZCuAl10Fe3（10-3铝青铜）或铸造铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3（25-6-3-3铝黄铜）。

螺旋千斤顶设计说明书

螺旋千斤顶作业任务书姓名 XX 专业XXXXX 年级 2010 班级 1

设计完成日期 2012 年 11 月 25 日指导教师 XXX

一、题目：螺旋千斤顶

原始数据:（请在指定的设计方案编号后划√）

题目设计方案

1 2 3√ 4 5 6 7 8 9 10 最大起重量F （kN ） 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 最大起升高度H

（mm ）

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

二、机构简图

标注最小尺寸

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

机械设计大型作业

编号

一、设计题目 (4)

二、螺杆的设计与计算

2.1 螺纹的牙型 (3)

2.2螺杆的材料 (3)

2.3螺纹直径 (3)

2.4自锁验算 (4)

2.5其他结构设计 (5)

2.6螺杆的强度校核 (5)

三、螺母的设计与计算

3.1材料 (6)

3.2螺纹圈数Z与高度H (6)

3.3螺母其他尺寸 (6)

3.4螺母与底座的配合 (7)

四、螺杆稳定性验算 (7)

五、托杯的设计与计算 (8)

六、手柄设计与计算 (8)

6.1材料 (9)

6.2手柄长度 (9)

6.3手柄直径 (9)

6.4其他结构 (10)

七、底座设计11

八、千斤顶的效率12

计算及说明结果一、设计题目

螺旋千斤顶主要零件：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。

设计的原始数据：最大起重F=30KN 、最大升起高度H=170mm 。

螺旋千斤顶设计说明书

图1-1 螺杆受力图

，可用，且'

4430ψ<- ，可靠

图1-3 螺母简图

托杯的设计计算

验算接触面间的压力强度：螺旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度，

图1-4 托杯简图

手柄的设计计算

选材：手柄的材料选取Q235 ）作用于手柄上的力矩12T T =+P T=KL ，从而可得

为搬动手柄的臂力，起取值为K =150250N ，取5

2 3.5310N m m =⨯

图1-5 手柄简图

机械设计大作业

作业题目：千斤顶的设计

专业：机械设计制造及其自动化班级：04级4班学号：08104110 姓名：徐伟

设计原始参数：螺旋千斤顶的最大起重重量5

6510F N =⨯，最大起升高度H=190mm

千斤顶设计说明书

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 N F 9800= 最大升距 mm L 200=

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[]FP

d h p πφ≥

p h 55.0=，代入上式,得： 20.8

[]F d p φ≥

取5.2=φ，对钢-青铜螺旋副MPa P 20][=，1.0~08.0=f 代入数据得：mm d 78.102≥，

根据梯形螺纹国家标准，选取螺纹为Tr22⨯5,其基本参数为：

mm d 22=，mm D d 5.1922==，mm d 5.163=，

mm D 171=，mm D 5.224=，mm p 5=。

计算螺母的螺纹圈数，并求出高度

mm d H 75.485.195.22=⨯==φ

N F 9800=

mm L 200=

mm d 22=

mm d 5.192=

mm D 5.192=

mm d 5.163=

mm D 171=

mm D 5.224=

mm p 5=

1075.95

75.48≤===

p H n ，取10=n mm p n H 50510=⨯=⨯=

机械设计课程设计---螺旋千斤顶计算说明书

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：

[]

σπF

2.5d 1≥

查式中螺杆的屈服极限

=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

≥0.02764m ，取d 1=30mm 。

根据经验公式4

p d

，得P=7.5mm 。

参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高h=2

，得h=3.75mm 。 d 圆整为整数后，取

p d d

-==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30.5mm

1-'≤ρψ

由)(/np tan d 2π

ψ= n=1，p=7.5mm ，d 2=

2d 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'=arctan

螺旋千斤顶说明书

螺旋千斤顶

设计计算说明书

院系工程技术学院

专业年级机械设计制造及其自动化2009级2班

设计者王刚

指导教师杨玲

成绩

2011 年 11 月 28 日

螺旋千斤顶设计任务书

学生姓名王刚专业年级机械设计制造及其自动化2009级设计题目：设计螺旋千斤顶

设计条件：

1、最大起重量F = 65 kN；

2、最大升距H =240 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： 20 年月日

1螺杆的设计与计算 (3)

1.1螺杆螺纹类型选择 (3)

1.2选取螺杆材料 (3)

1.3确定螺杆直径 (3)

1.4自锁验算 (3)

1.5结构 (4)

1.6螺杆强度计算·····································

········································································

1.7稳定性计算 (5)

1.7.1计算柔度 (6)

1.7.2计算稳定性 (6)

2螺母设计与计算 (6)

2.1选取螺母材料 (6)

2.2确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u (6)

2.2.1求螺母高度H¢································································································

2.2.2螺纹工作圈数u (7)

2.2.3螺母实际高度H¢ (7)

2.3校核螺纹牙强度 (7)

机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)

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：

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：

[]

20.8

p Q

d ≥ψ

式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；

螺旋千斤顶设计说明书

b = 2.568 MPa。
对于青铜，查表可知：人力传动时，钢对青铜的[p]=18~25MPa，取最小值 [p]=18MPa；许用弯曲应力 [σ b ] = 50 MPa ；许用剪切应力 [τ ] = 35MPa 。
3.2 按螺杆耐磨性初选螺纹规格
螺母材料为青铜，螺杆的材料为 45#，在相对运动过程中，螺母承受的许用应力较小，应优先满足螺母的耐磨性，我们选取螺距 P=5mm 的梯形螺纹，则查表可得，梯形螺纹 ϕ = 0.5 ， ψ = 1.2 ，所以可以根据耐磨性要求选择合理的螺纹中径 d2:
机械设计（甲）课程设计说明书
设计题目分院：班级：学号：设计者：指导老师：
螺旋千斤顶设计说明书机械工程学院
2013 年 10 月 16 日
目录
1 设计要求................................................................................................................................... - 1 2 螺旋千斤顶简介....................................................................................................................... - 1 3 螺杆与螺母............................................................................................................................... - 1 3.1 材料与牙型选择............................................................................................................ - 2 3.2 按螺杆耐磨性初选螺纹规格 ........................................................................................ - 2 3.3 精确校核螺杆强度 ........................................................................................................ - 2 3.4 螺母高度计算及工作螺纹牙数校核 ............................................................................ - 3 3.5 螺母牙根强度校核 ........................................................................................................ - 4 3.6 螺母体尺寸设计............................................................................................................ - 4 3.7 螺母强度校核................................................................................................................ - 5 3.8 螺杆稳定性校核............................................................................................................ - 5 3.9 自锁性检验.................................................................................................................... - 6 4 手柄的设计............................................................................................................................... - 6 4.1 手柄材料........................................................................................................................ - 6 4.2 手柄长度设计................................................................................................................ - 7 4.3 手柄直径选择................................................................................................................ - 7 5 底座的设计............................................................................................................................... - 7 5.1 材料选择........................................................................................................................ - 7 5.2 底座身架设计................................................................................................................ - 8 5.3 底座底部直径选择 ........................................................................................................ - 8 6 托杯的设计............................................................................................................................... - 9 7 注意事项................................................................................................................................... - 9 8 参考文献................................................................................................................................... - 9 -

哈工大机械设计大作业螺旋传动设计(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：机械设计大作业

设计题目：螺旋传动设计

班级：

设计者：

学号：

指导教师：宋宝玉

设计时间：2014·10·03

哈尔滨工业大学

1设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------3 3耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 4螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------3 5螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 6螺纹副自锁条件校核---------------------------------------------------------------------------------------5 7螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------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各部分尺寸及参数-----------------------------------------------------------------------------------7

螺旋千斤顶设计计算说明书

院系：能源工程学系

专业：机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)

班级：汽车1101班

设计者：韩开韦甘庆良

2013年10月28日

一．概要................................................. 错误!未定义书签。

1.工作原理............................................ 错误!未定义书签。

2.创新背景............................................ 错误!未定义书签。

3.创新设计............................................ 错误!未定义书签。二．螺杆的设计与计算 .................................... 错误!未定义书签。

1.选取螺杆材料........................................ 错误!未定义书签。

2.确定螺杆直径........................................ 错误!未定义书签。

3.自锁验算............................................ 错误!未定义书签。

4.螺杆强度计算........................................ 错误!未定义书签。

5.螺杆稳定性计算...................................... 错误!未定义书签。三．螺母的设计与计算 ..................................... 错误!未定义书签。

螺旋千斤顶设计说明书

螺旋千斤顶

设计计算说明书

院系工程技术学院

专业年级2006级机制１班

设计者XXXXX

指导教师XXXXX

成绩

2009年4月1日

螺旋千斤顶设计任务书

学生姓名XXX 专业年级2006级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤顶

设计条件：

1、最大起重量F = 65 kN；

2、最大升距H =240 mm。

设计工作量：

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；

编写设计计算说明书一份。

指导教师签名：2009年3月15日

1 螺杆的设计与计算 (3)

1.1 螺杆螺纹类型

择 (3)

1.2 选取螺杆材料 (3)

1.3 确定螺杆直径 (4)

1.4 自锁验算···················································································································

(4)

1.5 千斤顶结构···················································································································

1.6 螺杆强度计算 (5)

1.7 稳定性计算···················································································································

机械设计螺旋千斤顶说明书

哈尔滨工业大学

机械设计作业设计计算说明书

题目螺旋起重器（千斤顶）系别机电学院

班号09XXXX

姓名XXX

日期2011/9/16

哈尔滨工业大学

机械设计作业任务书

题目螺旋起重器（千斤顶）

设计原始数据：

已知条件：螺旋起重器起重量

;最大起重高度

。

设计要求：

1. 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照比例装配图要求标

注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏、编写技术要求。

2.撰写设计说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，对螺杆

和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。

一、设计题目

二、螺母、螺杆选材

三、螺杆、螺母设计计算

耐磨性计算

螺杆强度校核

螺纹牙强度校核

螺纹副自锁条件校核

螺杆稳定性校核

四、螺母外径及凸缘设计

五、手柄设计

六、底座设计

七、其余各部分尺寸及参数

八、参考文献

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、托盘及底座选材

工作特点：螺旋千斤顶一般为间歇性工作，每次工作时间较短、速度也不高、但是轴向力很大、需要自锁，但不追求高效率。

1.螺杆选材：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，需要足够的强度，且为小截面，故选用45#钢，调质处理。查参考文献[2]得σs=355MPa, σb =600MPa 。查机械设计课本表得

~3][s σσ=,取[σ]=110MPa 。 2：螺母选材：千斤顶属于低速重载的情况，且螺母材料除要求有足够的强度外，还要求与螺杆材料配副后摩擦因数小和耐磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸造青铜ZCuAl10Fe3，查表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,故取[σb ]=50MPa 。

千斤顶设计计算说明书.

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（千斤顶）

系别：

班号：

姓名：

日期：2014.10.12

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：

起重量：F Q=30KN

最大起重高度：H=180mm

1.选择螺杆、螺母的材料 (3)

2.耐磨性计算 (3)

3.螺杆强度校核 (4)

4.螺母螺纹牙的强度校核 (4)

5.自锁条件校核 (5)

6.螺杆的稳定性校核 (5)

7.螺母外径及凸缘设计 (6)

8.手柄设计 (6)

9.底座设计 (7)

10.其他零件设计 (8)

11.绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图 (8)

12.参考文献 (8)

1.选择螺杆、螺母的材料

考虑到螺杆承受重载，需要有足够的强度，因此选用45钢，需要调质处理。由参考文献[3]表10.2查得45钢的抗拉强度σb =600MPa ，屈服强度

σs =355MPa 。

螺母是在重载低速的工况下使用的，并且要求与螺杆材料配合时的摩擦系数小、耐磨，因此，螺母的材料选择铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。

2.耐磨性计算

螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表5.8查得，钢对青铜的许用压强[p]=18~25MPa ，由表5.8注释查得，人力驱动时，[p]值可提高约20%，即[p]=21.6~30MPa ,取[p]=25MPa 。由参考文献[1]表5.8查得，对于整体式螺母，系数ψ=1.2~2.5，取ψ=2.5。

按照耐磨性条件设计螺杆螺纹中径d 2，选用梯形螺纹，则螺纹的耐磨性条件为

p s =