机械设计千斤顶设计
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：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 。
哈工大机械设计大作业一千斤顶
Harbin Institute of Technology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：Harbin Institute of Technology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：题号起重量Fq=30 kN最大起重高度H=180mm一 选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45#调制钢，由参考文献[2]表查得抗拉强度b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。
螺母材料用铝黄铜ZCuAl10Fe3。
二 耐磨性计算螺杆选用45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表 查得[]p =18~25MPa从表 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =~30MPa 取[]25MPa p = 。
按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则2d ≥由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数2ψ==—，取2ψ=。
则219.6d mm ≥==式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；2d －－－－－螺纹中径，mm ；[]p －－－－－许用压强，MPa ；查参考文献[2]表取公称直径28d =mm ，螺距3P =mm ，中径226.5d =mm ，小径324.5d =mm ，内螺纹大径428.5D =mm 。
三 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：221e 23334163[]Q F T d d σσππ⎛⎫⎛⎫=+≤ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(2) 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；3d －－－－－螺纹小径，mm ；1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，21tan(')2Q d T F ψρ=+(3)ψ为螺纹升角，ψ；[]σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。
查参考文献[1]表得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.08~arctan 0.10 4.5739~5.7106f ρ===，取' 5.7106ρ=（由表的注释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。
机械设计螺旋千斤顶设计
机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm工作原理图：1.螺杆的设计与计算1.1螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30o，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/T5796.1—2005的规定。
千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30o的单线梯形螺纹1.2螺杆的材料的选择螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是45钢。
1.3确定螺杆的直径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]。
令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得式中p──工作压强(MPa);Q──轴向工作载荷(N)；d2──螺纹中径(mm)；P ──螺距h──螺纹工作高度(mm)，对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P；u──旋合螺纹圈数；[p] ──螺旋副许用压强(MPa)。
?值选取：对整体式螺母，?=1.2～2.5，对剖分式和兼做支承螺母，?=2.5～3.5.此处 取1.5。
因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。
螺杆螺纹的中径：根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有：公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φd2=25.5*1.5=38.25, 螺旋圈数μ= ==7.65≈8圈1.4自锁验算自锁条件：ψψv式中：ψv──螺纹副当量摩擦角，ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ)ψ为螺纹升角摩擦系数f由查表可知，f= .11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。
机械毕业设计1229千斤顶设计报告
螺旋千斤顶设计方案班级 A05机械（2）姓名学号指导老师目录一千斤顶设计任务分析 (3)1.1 千斤顶载荷Q及起重高度L (3)1.2 螺旋传动的特点、结构及材料..................................................... 错误！未定义书签。
1.3 千斤顶组成 (3)二千斤顶总体示意图 (4)三各部件参数设定及强度校核 (5)3.1 螺母材料、尺寸的选定及校核 (5)3.1.1 螺母材料及尺寸的基本参数 (5)3.1.2 螺纹牙的强度校核 (5)3.1.3 螺纹自锁性校核 (7)3.1.4 螺母其他尺寸设定 (6)3.1.5 螺母凸缘强度校核 (6)3.2 螺杆材料、尺寸的设定及强度校核 (7)3.2.1 螺杆材料选取及强度计算 (7)3.2.2 螺杆稳定性校核 (8)3.3 底座及机架材料的选定及校核 (9)3.3.1 底座及机架基本参数与结构的设定 (9)3.3.2 底座内外径的设定 (9)3.4 托杯的材料及尺寸的设定 (10)3.4.1材料及尺寸的设定 (10)3.4.2强度校核 (10)3.5 手柄材料及尺寸的设定 (11)3.5.1 手柄材料及长度的选定 (11)3.5.2 手柄直径的选定 (11)3.6 其他保险零件的选定 (12)3.6.1螺杆及手柄处挡圈及螺杆上端螺钉选取 (12)3.6.2 底座与螺母间紧定螺钉得选取 (12)四设计结果（主要参数列表） (13)五参考文献 (14)一千斤顶设计任务分析1.1 千斤顶载荷Q和重高度L已知条件：最大载荷Q=60000KG起重高度L=180mm手动分析已知可得：（1）Q=60KN（2）因为设计的千斤顶是手动，故对螺纹的精度要求不高。
可以采用9级梯形螺纹。
（3）可选用45钢作为千斤顶材料，调质HB=217～255,α=315(课本P362表15-1)(4)千斤顶的组成:A)螺纹B)螺母:为青铜或球墨铸铁C)底座:HT180灰铸铁E)手柄D)其他保险圈,螺钉等1.2材料选择因为设计的千斤顶是手动的，故对螺纹的精度要求不是很高。
机械设计大作业千斤顶
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。
机械设计千斤顶设计
则由柔度公式
所以螺杆的临界载荷
稳定性计算安全系数：
综上，满足稳定性的要求。
6、螺纹的自锁性验证
静摩擦时令
当量摩擦角
螺纹上升角：
可以看出 ，那么自锁性就得到了验证。
二、组成结构设计
1、推力轴ห้องสมุดไป่ตู้设计
在托杯下方与螺杆上方加入一个推力球轴承减小摩擦。
根据GB/T 301―1995选择内径 的型号52205的推力球轴承，外径 。
一、螺旋传动副设计
1、螺旋传动的选材
由教材提供的常用材料表
材料牌号
热处理
应用场合
螺杆
Q235，Q275
不热处理
受力不大、转速低的次要传动或调整螺旋
45，50
正火、调质
受力较大，转速低的传力或传导螺旋
40Cr，65Mn
淬火或调质
重载、转速较高的重要传动
20CrMnTi
渗碳淬火
重载、转速较高的重要传动
CrWMn
（2）螺母螺纹牙的强度
螺纹牙的主要失效形式，为剪切和挤压，螺母的危险截面暂且选为外螺纹的小径平面。
首先计算剪切强度条件：
其中对于青铜来说，切应力
对于梯形螺纹 。
下面代入数据：
另外还需计算挤压造成的弯曲应力
其中，
代入数据：
则螺纹牙的强度是满足使用要求的。
5、受压螺杆的稳定性校核
千斤顶的最大起升距离 =180mm；托杯的高度由后面设计给出，取为50mm,则进行稳定性计算的压杆长度：L=180mm+50mm=230mm
而封头的厚度，取为 。
封头危险截面为手柄孔径所在的水平面，待手柄尺寸定后校核封头。
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。
机械设计螺旋千斤顶设计
机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm工作原理图：1.螺杆的设计与计算1.1螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，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/T5796.1—2005的规定。
千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹1.2螺杆的材料的选择螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是45钢。
1.3确定螺杆的直径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]。
ℎ令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得ℎ∅式中p──工作压强(MPa);Q──轴向工作载荷(N)；d2──螺纹中径(mm)；P ──螺距h──螺纹工作高度(mm)，对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P；u──旋合螺纹圈数；[p] ──螺旋副许用压强(MPa)。
φ值选取：对整体式螺母，φ=1.2～2.5，对剖分式和兼做支承螺母，φ=2.5～3.5.此处φ取1.5。
因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。
螺杆螺纹的中径：∅根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有：公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φd2=25.5*1.5=38.25, 螺旋圈数μ= ==7.65≈8圈1.4自锁验算自锁条件：ψψv式中：ψv──螺纹副当量摩擦角，ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ)ψ为螺纹升角摩擦系数f由查表可知，f= .11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。
机械设计千斤顶设计
机械设计千斤顶设计机械设计千斤顶设计千斤顶是一种常见的工具，用于提升重量或支撑负载。
如果需要进行更大力量的起重工作，就需要设计更大的千斤顶。
在机械设计和制造的领域中，千斤顶设计也是非常重要的一个方面。
设计一个千斤顶需要考虑许多不同的因素，这些因素涉及到材料、结构、工作原理和性能等方面。
下面介绍一些常见的千斤顶设计要点。
1. 工作原理千斤顶的工作原理是利用油压力来提高和降低物体的高度。
当油液从油箱流入千斤顶中的活塞时，它会受到一定的压力，从而向上推动活塞。
为了控制活塞的运动，需要通过调整流体压力来控制油液的流动和卸荷。
2. 力量和材料千斤顶需要承受大量的力量，因此需要制作出结构稳定、材料强度高的产品。
千斤顶通常使用的是耐腐蚀、耐高压和高强度的合金材料，如钢、铝、铜等金属材料。
有效的设计需要考虑到所有的应力和变形，因为任何一点的损坏都会影响整个千斤顶的工作效果。
3. 结构和形状每个千斤顶都有其固有的结构和形状，这些设计才能确保高效的工作效果。
一般来说，千斤顶的结构分为两种，一种是齿轮式千斤顶，一种是螺旋式千斤顶。
齿轮式千斤顶是通过开关齿轮实现提升和降低工作效果的。
螺旋式千斤顶是通过螺旋杆向上和向下移动来实现物体高度的变化。
设计师需要决定哪种千斤顶结构适合其需求。
4. 操作和控制操作和控制千斤顶也是设计师需要考虑的重要方面。
一些千斤顶使用手动泵操作，而另一些千斤顶需要使用液压泵等机械装置来操纵。
此外，千斤顶还需要一个控制锁，可以将其位置锁定到所需高度。
5. 应用千斤顶在经济、工业和家庭等领域都有相应的应用。
设计师需要考虑到千斤顶的应用领域，有哪些领域对材料、结构和大小有特殊要求。
6. 安全和可靠性安全和可靠性也是设计师需要重视的方面，千斤顶在使用过程中必须要稳定、可靠和高效。
为此，设计师需要考虑安全装置，检测器、适当的机械和电气组件等。
总之，千斤顶设计需要综合考虑许多因素，如材料、结构、工作原理和性能等方面，以便能够达到高效、便携式和耐用的目标。
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。
01.21.2、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螺母为整体式、磨损后间隙不能调整可得φ根据为梯形螺纹h=0.5p由螺纹副材料为钢对青铜，滑动速度为低速，根据表6.5根据公式（根据公式（6.206.206.20）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表3-7取标准公称直径d ，并检验螺距p 满足条件。
再根据手册的表3-8查的：（2）螺杆中径d2=d-2.5（3）螺杆小径d1=d-5.5 根据经验公式可知（4）手柄孔径d k 由手柄直径d p决定，决定，d d k ≥d p +0.5mm（5）螺纹退刀槽d4的直径比螺杆小径d1小约0.2~0.5mm（6）退刀槽宽度取1.5p（7）螺杆上支撑手柄的大径D13=1.8d（8）螺杆上支撑手柄的大径高度取1.5d（9）螺杆下端挡圈直径D=d+D=d+（（6~106~10））mm 再由设计手册的表5-3取标准件（1010）下端挡圈厚度）下端挡圈厚度H 由表5-3取标准件5mm（1111）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为0.25d（1212）螺杆总长度为）螺杆总长度为H1+H1+H ¢ （1313）螺杆上所有倒角根据手册表）螺杆上所有倒角根据手册表1-28可知（1414）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚3~4mm1.41.4、自锁验算、自锁验算（1）根据表6.76.7，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺纹副的当量摩擦系数m v（2）根据当量摩擦角定义可知r v =arctan m v（3）根据自锁条件y ≤r v ，且螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°，可得中径升角1.51.5、螺杆强度计算、螺杆强度计算（1）根据公式）根据公式（2）由手册表2-7知螺杆材料45钢的屈服强度δs（3）由表6.6可知螺杆许用应力可知螺杆许用应力[[δ]=δs /4（4）根据第四强度理论参考公式（6.236.23））可知螺杆受的应力δ= ,满足强度δ<[δ]。
机械设计千斤顶设计
机制081胡凯雷30806110095-11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150nmi 5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，=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，故取卩二2. 5,根据教材式(5-43)=18.5 nin )(4) 按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。
根据第四强度理论，其强度条件为% =yjcr 2+3r 2 <[a]但对中小尺寸的螺杆，可认为r^0.5a,所以上式可简化为式中，A 为螺杆螺纹段的危险截面，A 二和% 〃和；S 为螺杆稳定性平安系数，对于传力螺纹,S=3. 5—5.0 ；对于传导螺旋，S=2. 5—4.0;对于精细螺杆或水平,S>4.本千斤顶取值S 二5.故/2OOOOVd 〉4xl.3xSxQ 3.14x3004x1.3x5x20000 — c ----------------------- =23. J mm(5)综合考虑，确定螺杆直径.比拟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4 = 24.5〃川；螺纹内径d2 = 18.5〃""；螺纹中径M()= 21.5mm；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，以防止事故.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a = 3O , 0 = # = 15。
，所以.nP , 70 = arctan ------ = arctan --------------- = 39叫 3.14x40.5£f0.09p Y = arctan r. = arctan ——— =arctan --------- =519cos p cos 15因,可以满足自锁要求.注意：假设自锁型缺乏，可增大螺杆直径或减小螺距进展调整.(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, 那么螺杆的工作长度/ = L + B + — = 150 + 40 + 25 = 215mm2螺杆危险截面的惯性半径i =—=空丄=4 4螺杆的长度系数:按一端自由，一端固定考虑，取螺杆的柔度：A= —= ^77^ = 93-48i 4.6因此本例螺杆40＜〈＜10(),为中柔度压杆，其失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得3.142X2.06X10'X3.14X18.5°Q == -------------- ---------------- = 613.29K(///)■(2x215)- S. =^= 613-29 = 30.66 ＞ 3.5 - 5.0£ Q 20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，其内孔浇注青铜或巴氏合金，次选青铜。
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。
5.4、操作规程：提供详细的操作规程和注意事项，包括保养、维修和安全操作等指导。
附件：- 图纸和设计图册- 强度计算报告- 结构分析报告- 材料选型数据表- 液压系统参数表法律名词及注释：1、《安全生产法》：指中华人民共和国国家安全生产法，该法规定了生产、经营单位的安全生产责任和相关要求。
机械设计基础 千斤顶大作业任务
机械设计作业任务书
题目:设计螺旋起重器(千斤顶)
设计原始数据：
起重量Q=40kN, 最大起重高度H=200mm,用力F在250N与500N之间.
说明
螺旋起重器的结构见图,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。
安全板3防止托杯脱落，安全板9防止螺
杆由螺母中全部脱出。
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。
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。
2.液压原理：液压原理是应用于流体力学和工程中的一种原理，通过液体的传递和传力来实现机械运动和工作的原理。
在千斤顶中，液压原理可以将施加的力通过液体传递到活塞上，并产生举升力。
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 ϕψ≤。
螺纹升角ο3.33361arctan arctan2≈⨯⨯==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οο7.415cos 08.0arctan cos arctan ≈==βϕf 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 ϕψ。
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2ο3.3=ψο7.4=V ϕ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[]43.613333102632≈⨯⨯⨯⨯=≥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183543==≈H a mm 。
螺母装入底座孔内，配合选取78r H 。
为防止螺母转动，设置紧定螺钉，其直径取M6。
图33=h mm5.7=z9'=z54=H mm6.66=D mm24.931=D mm18=a mm图4计算及说明主要结果图5八、底座的设计计算8.1材料底座材料常选用铸铁HT150、HT200，当起重量大时可选用铸钢。
此处我们选用HT150。
8.2底座结构底座铸件的厚度 不应小于8~10mm；为增加底座的稳定性，故需将外形制成1：10的斜度，如图6所示，图中底座选用HT150图6计算及说明主要结果。
机械设计千斤顶设计
机械设计千斤顶设计1. 引言千斤顶是一种常见的机械设备，用于提升重物或在机械维修中进行临时支撑。
设计一个高效可靠的千斤顶对于工程师来说是一个重要的任务。
本文将详细介绍机械设计千斤顶的步骤和注意事项。
2. 千斤顶设计的基本原理千斤顶的设计基于力学原理。
其基本原理是使用一个活塞在液体或气体的作用下产生的力来提升重物。
通常，千斤顶由以下几个关键组件组成：2.1 液压系统液压系统是千斤顶最重要的组件之一。
它包括一个液体（通常是油）的储存容器、一个液压泵和连接它们的管道。
当操作者操作液压泵时，液体被抽入储存容器，产生增大的压力。
2.2 活塞和活塞杆活塞是千斤顶中的关键部件，它是一个密封的圆柱形容器，可以在其中容纳液体。
活塞杆是连接活塞和重物的元件，在液压系统的作用下，可以提升重物。
2.3 支撑结构支撑结构是千斤顶的基础部分，用于提供稳定的支撑力。
支撑结构通常由坚固的材料制成，以确保千斤顶在使用过程中不会发生变形或破损。
3. 千斤顶设计的步骤3.1 确定千斤顶的使用条件在进行千斤顶的设计之前，首先需要明确其使用条件。
这包括所需承载能力、提升高度、操作力等。
根据这些需求，可以确定千斤顶的设计参数。
3.2 选择合适的液压系统根据所需承载能力和提升高度，选择合适的液压系统。
液压系统的工作原理和设计特点对千斤顶的性能影响很大，需要进行仔细的评估和选择。
3.3 设计活塞和活塞杆根据液压系统的选择，设计相应大小和形状的活塞和活塞杆。
活塞应具有密封性能，活塞杆应具有足够的强度和刚度来承受提升力。
3.4 设计支撑结构设计支撑结构以提供稳定的支撑力。
支撑结构应该能够承受千斤顶提升过程中产生的压力和力，并且能够保持稳定的位置。
3.5 评估和测试设计完成后，进行评估和测试。
评估包括评估千斤顶的性能和安全性。
测试是确保千斤顶在设计参数范围内正常工作的关键步骤。
4. 设计注意事项和常见问题4.1 材料选择在设计千斤顶时，正确选择材料非常重要。
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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<s λ<100,为中柔度压杆,其失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得
()()
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
常用Q235和Q215。
2、手柄长度L p
板动手柄的力矩：
K ·L p =T 1+T 2
1-2）
则K
T T L 2
1p += （式
式中：K ——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150～250N ，工作时间较长时为100～150N 。
T 1——螺旋副间的摩擦阻力矩，
=20×103tan(5.32°+3.15°) ×
318.5
102
-⨯ T 2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩，
T 2 = (D 12+D 11) f F /4。
(f 查手册取0.06)
=(40+16) ×0.06×20/4
则 K
T T L 2
1p +=
= 27.5516.8
230
+
手柄计算长度L p 是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上2
D 13+（50～150）mm 。
手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。
因此，手柄实际长度`p L =p L +2
72
+55
3、手柄直径d p。
2
)tan(2
1d F T v ⋅
+=ρψ
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径d p ，其强度条件为
3p
p F d
1.0KL =
σ ≤[]F （式1-3）
故 d p ≥
3
F
p ][1.0σKL
≥3
6
10
1201.0186
.1230⨯⨯⨯=28.33mm d p 取30mm
式中：[]F ——手柄材料许用弯曲应力， 当手柄材料为Q215和Q235时，[]F =120Mpa 。
5. 底座设计
底座材料常用铸铁（HT150及HT200），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm ，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。
底座结构及尺寸如图1―7
图中
H 1= 0H +（14～28）mm =150+20=170mm H-a=54-18=36mm D=d+1(查手册) =24+1
D 6=D 3+（5～10）mm =43+6
D 7=D 6+51
H =49+ 1705
D 8=
2
7p
D ][π4+σF =
2420000
833.142
⨯+⨯
式中：[]p ——底座下枕垫物的许用挤压应力。
对于木材，取[]p =2~2.5MPa 。
参考文献
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[2]维连,凤兰.工程材料[M].:中国农业大学,2006.
[3]于惠力.机械设计[M].科学,2007.
[4]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].:高等教育,2006
[5]濮良贵，机械设计第八版，高等教育。