机械设计千斤顶设计
哈尔滨工业大学机械设计大作业_千斤顶
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：
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----------------------------------------------------------------------------------4
千斤顶的设计
螺旋千斤顶设计
起重量F=25KN
起重高度H=200mm
手柄操作力P=250N
设计任务：
1．设计计算说明书一份
2．设计装配图一张（1：1）
目录
螺旋千斤顶简介---------------------------------------------3 一螺杆螺母计算-------------------------------------------4
1 螺杆中径-------------------------------------------------4
2 螺母高度-------------------------------------------------5
3 螺母螺纹工作圈数-------------------------------------5
4 螺纹牙工作高度----------------------------------------5
5 自锁性校核----------------------------------------------5 二螺杆计算-------------------------------------------------6
1 螺杆强度计算-------------------------------------------6
2 螺杆稳定校核-------------------------------------------7 三螺母计算-------------------------------------------------8
千斤顶的设计范文
千斤顶的设计范文
千斤顶是一种工具，主要用于举升和稳定重物。它的设计取决于其使
用环境和要达到的目标。在这篇文章中，我们将探讨千斤顶的设计，以及
其原理和功能。
首先，让我们来看一下千斤顶的主体。主体通常由一种坚固的金属材
料制成，如钢。这种设计使得千斤顶能够承受重量并保持稳定。主体的形
状通常是圆柱形，这有助于均匀分配压力，并确保千斤顶不易倾斜。
升降杆是千斤顶的另一个重要组成部分。它是用于提升和降低重物的
零件。升降杆通常是一个可伸缩的杆，可以向上和向下移动。当升降杆上
施加力量时，液压系统将转化为垂直移动的力量。
液压系统是千斤顶的核心部分。它通过利用液体的性质来产生力量。
液压系统由液压油箱、油管和活塞组成。当液压柱上施加力量时，活塞将
向上移动，从而提升重物。液压系统的设计需要考虑到密封性能和流体动
力学，以确保千斤顶的正常工作。
底座是千斤顶的基础支撑。它通常是一个扁平的金属盘，用于稳定千
斤顶并分散重量。底座的形状和尺寸要根据千斤顶的工作条件来进行设计，以确保其能够提供足够的支撑力。
除了上述的主要组成部分之外，千斤顶的设计还需要考虑一些其他因素。例如，操作手柄的设计应该便于用户使用，并提供足够的力量来控制
千斤顶的运动。此外，千斤顶的承载能力和高度范围也需要根据具体应用
来确定。
总之，千斤顶的设计是一个复杂且关键的过程。它需要考虑到许多因素，如负荷能力、稳定性和安全性。一个好的设计能够确保千斤顶在各种环境下都能有效地工作，并提供所需的支持和稳定性。
机械设计课程设计螺旋千斤顶的设计
螺旋千斤顶的设计
千斤顶一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件所组成。螺杆在固定螺母中旋转，旋转，并上下升降，并上下升降，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。把托杯上的重物举起或放落。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F=30（kN kN）和最大提升高度）和最大提升高度H=170（mm mm）。）。
计 算 及 说 明 结 果
1、螺杆的设计与计算
1.11.1、螺杆螺纹类型的选择、螺杆螺纹类型的选择
螺纹有矩形、螺纹有矩形、梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。常用的是梯形螺纹。常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型梯形螺纹牙型
为等腰梯形，牙形角α=30º=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面，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GB/T5796.1GB/T5796.1——2005的规定。根
据螺旋千斤顶要较强的自锁性选择自锁性较好的梯形螺纹。0
1.21.2、螺杆材料的选取、螺杆材料的选取
螺杆材料常用Q235Q235、、Q275Q275、、40钢、钢、4545钢、钢、5555钢等。螺杆承受重
载，可初选螺杆的材料为45钢。最后根据强度条件来验证确定
最终材料。 1.31.3、确定螺杆基本尺寸、确定螺杆基本尺寸
（1）螺杆公称直径d ：
估计螺杆公称直径为30mm 左右，根据手册表3-7可知螺距p
液压千斤顶设计-毕业论文
目录
引言 (1)
1液压千斤顶的结构及组成 (3)
1.1液压千斤顶的结构图 (3)
1.2液压千斤顶的组成 (3)
1.2.1动力元件（油泵） (3)
1.2.2执行元件（油缸、液压马达） (3)
1.2.3控制元件 (3)
1.2.4 辅助元件 (4)
1.2.5工作介质 (4)
1.3 液压传动的优缺点 (4)
1.3.1液压传动的优点 (4)
1.3.2 液压传动的缺点 (4)
2液压千斤顶的原理 (4)
2.1 液压千斤顶原理图 (5)
2.2液压千斤顶的特点 (5)
3液压千斤顶结构设计 (6)
3.1内管设计 (6)
3.2外管设计 (7)
3.3活塞杆设计 (8)
3.4导向套的设计 (8)
3.5液压千斤顶活塞部位的密封 (10)
3.6液压千斤顶装配图 (12)
4液压千斤顶使用说明书 (13)
4.1用途 (13)
4.2使用方法 (13)
4.3注意事项 (14)
5液压千斤顶常见的故障与维修 (16)
结论 (18)
致谢 (19)
参考文献 (20)
引言
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
1、引言
本文档旨在提供一份详细的机械设计计算说明书，用于千斤顶的设计。千斤顶是一种常见的机械工具，用于举升重物。在本文档中，我们将介绍千斤顶的设计原理、材料选择、力学计算和安全性考虑等相关内容。
2、设计原理
2.1、工作原理：千斤顶利用手动或液压的方式，将力转化为一个能够举升重物的力。在操作过程中，通过控制手柄或液压泵的运动，使得活塞在主缸体内上下运动，从而实现重物的举升和下放。
2.2、原理图：包括主缸体、活塞、液压泵等组成的千斤顶原理图，详细标注各个组件的名称和功能。
3、材料选择
3.1、主缸体：使用高强度钢材料，以承受大的压力和重载。
3.2、活塞：采用钢材料，具有良好的耐磨和密封性能。
3.3、液压泵：选择合适的液压泵类型和材料，以确保泵的稳定性和工作效率。
4、力学计算
4.1、举升能力计算：根据设计需求和预期工作负荷，计算千斤顶的最大举升能力和承受重量。
4.2、压力计算：通过力学分析和压力平衡方程，计算千斤顶在不同工作条件下的压力大小。
4.3、强度计算：使用强度学原理，计算主缸体和活塞的最大应力，以确保结构的强度和可靠性。
4.4、传动效率计算：通过液压系统的分析和参数计算，评估千斤顶的传动效率和功率损失。
5、安全性考虑
5.1、载荷限制：根据设计和制造标准，确定千斤顶的额定工作载荷和最大承载能力，并进行标识。
5.2、安全阀：为防止过载和压力过高，安装安全阀以保护千斤顶和操作者的安全。
5.3、密封性能：确保千斤顶的密封性能良好，防止泄漏和波动导致的意外事故。
机械设计-千斤顶-设计计算说明书
机械设计-千斤顶-设计计算说明书
图1
计算及说明主要结果
4.3自锁性校核自锁性条件为V ?ψ≤。螺纹升角ο3.333
6
1arctan arctan
2≈??==ππψd nP 经查表，摩擦因数f 取0.08，螺纹牙侧角β取ο15，当量摩擦角
ο
ο
7.415
cos 08.0arctan cos arctan ≈==β?f V 。由于影响摩擦因数f 的因素很多，其值并不稳定，为保证螺旋起重器有可靠的自锁能力，可取ο1-≤V ?ψ。由上述计算可得
οοο17.43.3-≤，所以自锁性满足要求。
4.4强度校核
螺杆工作时，扭矩产生剪应力，轴向力产生正应力，升至最高位置时，载荷分布如图2所示。
图2
ο3.3=ψ
ο7.4=V ?
计算及说明
主要结果
5.2螺纹牙工作圈数z
螺纹牙工作高度365.05.0=?==P h mm ，螺纹牙工作圈数
[]43.613
33310263
2≈=
≥ππp h d F z 。
考虑到螺纹牙工作圈数越多，载荷分布越不均匀，故螺纹牙工作圈数不宜大于10，故
1043.6≤≤z 。取5.7=z 。考虑到螺纹杆退刀槽的影响，螺母螺纹牙实际圈数应取95.1'=+=z z 。
5.3螺母的结构尺寸
螺母的结构如图3所示，螺母的高度5469'=?==P z H mm ；螺母外径6.66378.18.14=?==D D mm ；螺母的凸缘外径
24.936.664.14.11=?==D D mm ；螺母的凸缘厚度
183
543==≈
H a mm 。螺母装入底座孔内，配合选取7
8
r H 。为防止螺母转动，设置紧定螺钉，其直径取M6。
螺旋千斤顶机械设计课程设计
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
σ
s
=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
d
1
≥0.02764m ，取d 1=30mm 。
根据经验公式4
p d
1
=
，得P=7.5mm 。
参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高h=2
p
，得h=3.75mm 。 d 圆整为整数后，取
p d d
1
-==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 2
π
ψ= n=1，p=7.5mm ，d 2=
2
h
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
千斤顶开题报告
千斤顶开题报告
1. 引言
千斤顶是一种常用的机械装置，主要用于举起和支撑重物。在许多行业，如汽
车维修、建筑、物流等，千斤顶被广泛使用。然而，随着技术的进步和市场需求的增加，人们对千斤顶的功能和性能提出了更高的要求。本项目旨在设计和开发一种新型千斤顶，以满足这些要求，并提高工作效率和安全性。
2. 项目目标
本项目的目标是设计和开发一种新型千斤顶，具备以下特点：
•提高工作效率：通过优化千斤顶的结构和工作原理，提高举升速度和稳定性。
•提高安全性：加强千斤顶的结构强度和稳定性，减少意外事故的发生。
•提高使用便捷性：设计简单、易于操作和维护的千斤顶，降低使用门槛。
•具备适应性：适用于不同行业和工作环境中的重物举升和支撑任务。
3. 研究内容和方法
本项目的研究内容主要包括以下方面：
1.千斤顶的结构设计：通过对传统千斤顶的分析和研究，设计出新的千
斤顶结构，以提高工作效率和安全性。
2.千斤顶的工作原理研究：通过模拟和实验，研究千斤顶的工作原理和
力学特性，为优化设计提供理论依据。
3.千斤顶的材料选择：考虑千斤顶的使用环境和负载要求，选择适合的
材料，以提高结构强度和稳定性。
4.千斤顶的制造和装配：根据设计要求，进行千斤顶的制造和装配，确
保结构和功能的完整性。
5.千斤顶的性能测试：对设计的千斤顶进行性能测试，验证其工作效率、
安全性和使用便捷性。
6.千斤顶的优化改进：根据性能测试结果，对千斤顶进行优化改进，进
一步提高其性能和适应性。
研究方法主要包括理论分析、数值模拟、实验测试和系统集成等。通过综合运
用这些方法，可以全面深入地研究千斤顶的设计、制造和性能优化。
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
一、引言
本文档介绍了千斤顶的机械设计和计算。千斤顶作为一种用于举升和承重的装置，在工程应用中具有重要的作用。本文档将详细介绍千斤顶的设计原理、构造和计算方法，以便工程师和设计人员能够正确使用和设计千斤顶。
二、设计原理
千斤顶的设计基于杠杆原理和液压原理。通过施加力在活塞上产生压力，通过液体传递力量，从而实现举升和承重的目的。千斤顶通常包括活塞、液压油箱、液压油泵、液压油管等组成部分。
三、构造设计
1.活塞设计：活塞是千斤顶的核心部件，承受着巨大的力量。活塞的设计应考虑材料的强度和刚度，尺寸的合理选择，密封设计等因素。
2.液压油箱设计：液压油箱用于储存液压油，需要具备足够的容积和耐压能力。同时，在设计时还应考虑油箱的密封性和散热性能。
3.液压油泵设计：液压油泵是千斤顶的动力来源，需要根据需要的举升力和速度选择合适的泵型，并考虑泵的效率和可靠性。
4.液压油管设计：液压油管用于传递液压油，设计时需要考虑油管的耐压能力和密封性。
四、计算方法
1.千斤顶的举升力计算：根据活塞面积和液压力计算举升力。举升力 = 活塞面积 × 液压力。
2.千斤顶的自重计算：考虑千斤顶本身的重量对举升力的影响。自重计算需要考虑材料密度和千斤顶的几何形状。
3.千斤顶的稳定性计算：考虑千斤顶在举升过程中的稳定性问题，需要根据千斤顶的几何形状和负载情况来进行计算。
五、附件
本文档涉及的附件包括：设计图纸、材料表、力学计算表等。
六、法律名词及注释
1.杠杆原理：杠杆原理是物理学中的基本原理，指的是通过杠杆的作用，可以改变力的作用效果。在千斤顶中，通过杠杆原理可以实现力的放大或减小。
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
目录
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
哈工大机械设计大作业2-螺旋传动设计(千斤顶)
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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）。
哈工大-机械设计大作业-千斤顶(DOC)
哈工大-机械设计大作业-千斤顶(DOC)
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机械设计大作业
说明书
设计题目：设计螺旋起重器
院系：机电工程学院
班级：1308xxx
设计者：xxxxxx
学号：11308xxxxxxx
指导教师：xxxxxxx
设计时间：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
目录
任务书 (3)
一、选择螺杆、螺母的材料 (4)
二、耐磨性计算 (4)
三、螺杆强度校核 (4)
四、螺母螺纹牙的强度校核 (5)
五、自锁条件校核 (6)
六、螺杆的稳定性校核 (6)
七、螺母外径及凸缘设计 (7)
八、手柄设计 (7)
九、底座设计 (8)
十、托杯等其他结构的设计 (8)
十一、绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图 (8)
十二、参考文献 (9)
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：N F Q k 30=,H=180mm
题号 起重量F Q /kN 最大起重高度H/mm
3.1.1 30 180
一、选择螺杆、螺母的材料
螺杆采用45钢材质，由参考文献[1]表10.2查得抗拉刚度MPa 600b =σ，
MPa 355s =σ。
螺母材料采用铝青铜ZCuAl10Fe3（考虑速度低）。
二、耐磨性计算
Q
F
F
螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[2]表 5.8查得
MPa p 25~18][=,从表 5.8的注释中可以查得，人力驱动时][p 值可加大20%，则MPa p 30~6.21][=，取MPa p 25][=。按耐磨性条件设计螺纹中径2d ,选用梯形螺纹，则
哈工大机械设计大作业2——螺旋起重器
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 。
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
目录
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 =
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机制081 胡凯雷 3080611009
5—11 设计简单千斤顶的螺纹和螺母的主要尺寸。起重量为20000N ，起重高度为150mm ，材料自选。
解：1.、螺杆的设计与计算
（1）选用材料。
螺杆材料选用45号钢， s σ=300MPa 。查表确定需用[p]=15MPa 。 （2）确定螺纹牙型。
梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本设计采用梯形螺纹。
（3）按耐磨性计算初选螺纹的中径。
因选用梯形螺纹且螺母兼作支承,故取ϕ=2.5,根据教材式(5--43)得
218.5d ≥==mm (4)按螺杆抗压强度初选螺纹的径。
根据第四强度理论
,其强度条件为 []ca σσ=≤
但对中小尺寸的螺杆,可认为0.5τσ≈
,所以上式可简化为 1.31.3[]s ca Q
A S
σσσσ===
≤= 式中,A 为螺杆螺纹段的危险截面,A=
2
14
d mm π;S 为螺杆稳定性
安全系数,对于传力螺纹,S=3.5—5.0；对于传导螺旋,S=2.5—4.0;对于精密螺杆或水平,S>4.本千斤顶取值
S=5.故
123.5d ≥
==mm
(5) 综合考虑,确定螺杆直径.
比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果,可知本例螺杆直径的选定应以抗压强度计算的结果为准,按国家标准GB/T5796—1986选定螺杆尺寸参数:公称自径 d=24mm,螺纹外径124.5d mm =;螺纹径
218.5d mm =;螺纹中径021.5d mm =;螺纹线数n=1,螺距P=5mm.
(6) 校核螺旋的自锁能力。
对传力螺纹传动来说,一般应确保自锁性要求,以避免事故.本螺旋的材料为钢,螺母的材料为青铜,钢对青铜的摩擦系数f=0.09(查<<机械设计手册>>).因梯形螺纹牙型角α=30,152
α
β=
=,所以
27
arctan
arctan 393.1440.5
nP d ψπ⋅===⨯ 0.09
arctan arctan
arctan 519cos cos15
v v f f ρβ•==== 因v ψρ≤,可以满足自锁要求.
注意:若自锁型不足,可增大螺杆直径或减小螺距进行调整.
(7) 螺纹牙的强度计算.
由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度,因此只需要校核螺母螺纹的牙根强度.
(8)螺杆的稳定性计算.
当轴向压力大于某一临界值时,螺杆会发生测向弯曲,丧失稳定性.
取B=40mm, 则螺杆的工作长度 150********
H
l L B mm =++
=++=
螺杆危险截面的惯性半径 118.5 4.644
d i mm =
== 螺杆的长度系数:按一端自由,一端固定考虑,取 2μ= 螺杆的柔度: 2215
93.484.6
s l
i μλ⨯=
=
= 因此本例螺杆40
()()
234
2223.14 2.0610 3.1418.564613.292215c EI Q K l πμ⨯⨯⨯⨯===⨯
所以满足稳定性要求.
2、螺母的设计与计算
(1)选取螺母材料
螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其孔浇注青铜或巴氏合金,次选青铜。此螺母要兼作支撑，因选 2.5ϕ=,所以
2 2.521.553.8H d mm ϕ==⨯=
取为54mm.螺纹圈数计算: 54
10.85
H z P =
== 螺纹圈数最好不要超过10圈,因此宜作调整.
一般手段是在不影响自锁性要求的前提下,可适当增大螺距P,而本螺杆直径的选定以抗压强度计算结果为准,耐磨性已相当富裕,所
613.29
30.66 3.5 5.020
c c Q S Q =
==>-
以可适当减低螺母高度.
现取螺母高度H=50mm,则螺纹圈数z=10,满足要求.
(2) 螺纹牙的强度计算.
根据教材表5—13,对于青铜螺母[]τ=30—40MPa ，这里取
[]τ=30MPa ，由教材式(5--50)得螺纹牙危险截面得剪切应力为
[]20000
8.03.1424.50.65510
F MPa Dbu ττπ=
==≤⨯⨯⨯⨯ 满足要求.
螺母螺纹根部一般不会弯曲折断,通过可以不进行弯曲强度校核.
（3）安装要求
螺母压入底座上的孔，圆柱接触面问的配合常采用
78r H 或7
8n H
等配合。为了安装简便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm 。
螺母的相关尺寸计算 查手册D=d+1=25mm 螺纹小径D 1=d-7=17mm D 3= (1.6~1.8)D =1.7×25 D 4= (1.3~1.4)D 3 =1.3×43 H=54mm
a=H/3=54/3=18mm
3、托杯的设计与计算
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。
当螺杆转动时，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。
4
)
D D (2
11212-=
πF
p ≤[p ] （式1-1） 式中：[p ]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p ]的小者。 D 10=(2.4~2.5)d =2.45⨯24
D 11=(0.6~0.7）d=0.65⨯24 D 13=(1.7~1.9)d=1.8⨯24 D 12=D13-(2~4) 故 4
)
D D (2
11212-=
πF
p ≤[p ] =
()
22
20000
3.140.0400.0164
- 4、手柄设计与计算
.1、手柄材料