螺旋起重器设计讲解

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机械设计作业——螺旋起重器的设计

机械设计作业——螺旋起重器的设计题目：螺旋起重器的设计一、概述螺旋起重器是一种利用螺旋结构实现起重和搬运功能的机械设备。

它具有结构简单、操作方便、起重量大等优点，广泛应用于建筑、物流、港口等领域。

本文将介绍一种新型的螺旋起重器设计，包括其工作原理、结构设计、材料选择、传动系统设计等内容。

二、工作原理螺旋起重器的工作原理主要是利用螺旋结构的特点，通过旋转螺旋来实现起重和搬运。

具体来说，当螺旋结构与物体的接触面产生摩擦力时，通过旋转螺旋可以使物体沿着螺旋轴向移动，从而实现物体的提升或下降。

此外，螺旋起重器还可以通过改变螺旋的旋转方向和速度来控制物体的运动方向和速度。

三、结构设计1.整体结构新型螺旋起重器的整体结构包括基座、螺旋轴、螺旋叶片、传动系统、控制系统等部分。

其中，基座是整个设备的支撑结构，螺旋轴和螺旋叶片组成了起重器的核心部分，传动系统为设备提供动力，控制系统则实现对设备的操作和控制。

2.螺旋轴和螺旋叶片设计螺旋轴是螺旋起重器的核心部件之一，其设计需要考虑到强度、刚度、耐磨性等因素。

根据实际需求，我们选用优质合金钢作为材料，经过精密加工和热处理工艺，确保了螺旋轴的高强度和耐磨性。

同时，我们在螺旋轴上设计了循环冷却系统，以降低设备运转时的温度。

螺旋叶片是直接与货物接触的部件，因此其设计需要考虑到强度、耐磨性、自重等因素。

我们选用高强度铝合金作为材料，设计了双层螺旋叶片结构，即内外两层叶片可以相对转动，以增加设备的承载能力。

同时，我们在叶片上设计了圆弧形凸起，以增加与货物的摩擦力，避免货物在提升过程中滑落。

3.传动系统设计传动系统是螺旋起重器的动力来源，其设计需要考虑到功率、效率、稳定性等因素。

我们选用交流电动机作为动力源，通过减速器和齿轮传动系统将动力传递到螺旋轴。

同时，我们还设计了软启动和软停车功能，以增加设备的平稳性和使用寿命。

此外，我们还设计了过载保护和短路保护等功能，以确保设备的安全运行。

(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

（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。

螺旋起重器课程设计讲解

螺旋起重器课程设计讲解螺旋起重器课程设计讲解一、引言起重器是工程中重要的设备，它广泛应用于各种建设工地、厂房和码头等场所。

螺旋起重器作为其中一种，具有结构简单、操作方便、占用面积小、价格低廉等优点，因此在工程建设中得到广泛应用。

本课程设计主要介绍螺旋起重器的设计，以期学生对起重器的设计、选型、使用和维护有一定的了解和掌握。

二、螺旋起重器的结构及工作原理1.结构螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋叶片、吊钩、制动器、减速器和电机等组成。

其中，旋转轴和螺旋叶片是主要部分，吊钩用于吊装物品。

制动器用于停止或调节旋转速度，减速器则降低电机转速，提高扭矩，使得螺旋起重器能够顺利吊装重物。

2.工作原理螺旋起重器利用旋转轴和螺旋叶片的配合，通过电机驱动旋转轴，进而使螺旋叶片旋转，利用斜面提升重物。

具体来说，当螺旋叶片旋转时，重物的提升高度与螺旋线的长度成正比。

在吊装重物时，只需调节制动器，控制旋转速度和提升高度即可。

三、螺旋起重器的设计1.总体设计螺旋起重器的总体设计主要包括总体结构形式、布局、工作原理以及技术参数等方面。

在设计时，要根据工地的实际需求和使用环境选择合适的设备型号和技术参数。

比如设备的起吊重量、工作幅度和起吊高度等。

2.结构设计结构设计主要包括旋转轴的设计、螺旋叶片的设计以及吊钩、制动器和减速器的设计等。

在设计过程中，要考虑到重物的重量、提升高度等因素对设备强度的影响，同时还要考虑设备的制造和维修保养的方便性。

3.电气设计电气设计主要包括电机驱动和控制系统的设计。

在设计过程中，要考虑到电源的稳定性、电机的控制精度以及电机的过载保护等因素。

同时，还要考虑到设备的安全性，比如设置紧急停止按钮等。

四、螺旋起重器的应用和维护1.应用螺旋起重器的应用主要包括设备的安装、调试和使用。

在安装过程中，要保证设备的平稳性和安全性；在调试过程中，要测试设备的各项技术参数是否满足要求；在使用过程中，要严格按照操作规程进行，确保设备的安全性和稳定性。

毕业设计。螺旋千斤顶。全部过程及图纸

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:起重量Q=40KN,最大起重高度H=200mm 。

1.结构分析人工摇动手柄，手柄带动螺杆转动，螺母固定在基座上，螺杆通过螺旋传动上下运动。

托杯位于螺杆上方，与螺杆相连但不随着螺杆转动，托杯直接重物。

上挡圈防止托杯脱落，下挡圈防止螺杆由螺母脱落。

为了满足以上工作要求，螺杆和螺母以及整体结构必须保证具有足够的强度、耐磨性，能自锁，稳定性合格。

2.选择材料和许用应力千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动。

螺杆则采用45﹟钢，调质处理；查机械设计手册表得σs=360 MPa 查机械设计表5.9得 [σ]=σs/（3~5）手动可取[σ]=100MPa由于螺母与螺杆存在滑动磨损，故采用强度高、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为[τ] =35 MPa 许用弯曲应力为 [σ]b =50 MPa 紧定螺钉、六角螺母均采用标准件。

3.耐磨性计算螺纹耐磨性条件：梯形螺纹，h=0.5p,则式中2d 螺纹中径，mm;F 为螺旋的轴向载荷，N ；H 为螺母旋合高度，mm;ψ 为引入系数，H/2d ; [p]为材料的许用压强，MPa;注：查机械设计手册可得：ψ=1.8,h=0.5p,[p]=20MPa;2400.81.8*20KN d MPa≥=26.7mm 查机械设计课程设计表11.5由GB/T5796.3-1986得：取 d=34mm ，2d =31mm,1d =27mm,P=6mm;螺母高度H 1=ψd 2=1.8*31mm=55.8mm 螺纹圈数z= H 1/ P=55.8/6=9.3圈4.螺杆强度校核梯形螺纹校核条件：式中：1d 螺杆螺纹的小径，mm ；[]σ螺杆材料的许用应力,MPa; F 螺杆材料所受的轴向载荷，N ；14*1.25*40*100KN d MPaπ≥=25.2mm 校核通过； 5.螺纹牙强度校核式中τ 螺纹牙根所受的剪切力应力,MPa;b σ螺纹牙根所受的弯曲应力,MPa;F 螺纹牙所受的轴向载荷,N;'d 螺母螺纹大直径,mm;z 螺纹旋合圈数;b 螺纹牙根厚,梯形螺纹b=0.65p=3.9mm,h=0.5p=3mm;h 螺纹牙的工作高度,mm; []τ螺母材料的许用剪切应力,MPa;b σ螺母材料的许用剪切应力,MPa;;所以螺纹牙强度满足要求。

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。

螺旋起重器课程设计

目录一、设计已知条件 (2)二、设计任务和要求 (2)三、方案设计和材料选择 (2)四、设计计算主要内容 (3)一、方案设计及材料选择 (3)1、螺杆螺纹、螺旋副类型及其他的选择 (3)2、主要结构的材料选择 (3)二、螺杆的基本尺寸设计计算 (4)（1）螺杆中径 (4)（2）螺母高度 (4)（3）旋合圈数 (4)（4）螺纹的工作高度 (4)（5）验算自锁条件 (4)（6）验算螺杆强度 (5)（7）螺杆的稳定性计算 (6)三、螺母的相关计算 (7)（1）螺纹牙剪切强度 (7)（2）螺纹牙弯曲强度 (8)（3）螺母抗拉、扭强度计算 (8)（4）螺母凸缘强度核算 (9)1核算承托面的挤压强度 (9)2核算剪切强度 (9)3核算弯曲强度 (10)四、托杯的相关计算及说明 (10)五、手柄的设计相关计算 (11)六、底座的设计计算 (13)七、关于其他 (13)八、画装配图 (14)五、参考文献 (14)一、设计已知条件（1）最大起重量F=35KN；（2）最大起重高度h=180mm；（3）间歇工作，要求自锁性好，灵活轻便。

二、设计任务和要求（1）设计说明书一份，主要内容：已知设计基本参数和条件，螺旋起重器受力分析、各主要零件设计计算；（2）螺旋起重器装配图一张。

三、方案设计和材料选择螺旋起重器是以手柄的往复运动，通过螺母与螺杆的相对运动，从而达到重物的上升和下降；主要是通过固定螺母旋转螺杆带动托杯的上下运动从而达到重物的起落。

螺旋起重器是一种简单的起重机械，运用比较广泛，体积小巧，方便携带，它的结构主要包括：底座、螺母、螺杆、手杆和托杯，螺旋起重器工作的一个重要特性指标为起重的最大重量。

螺旋起重机除了满足设计性能的要求下还应该从结构简单紧凑，经济实惠,降低成本等因数考虑。

即在满足螺旋起重机的最大起重重量与最大升距、材料性能，屈服应力、螺纹等性能设计，可以从螺旋副的设计动手考虑其便用材料最少，体积最小。

四、设计计算主要内容其中 σs =355MPa（7）螺杆的稳定性计算:当轴向力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性取B=60mm,则螺杆的工作长度mm HB L 65.26465.24601802l =++=++=螺杆危险面的惯性半径 mm 25.6mm 4254d i 1===螺杆的长度系数，按一端自由，一端固定考虑取2=μ，螺杆的柔度mm 69.84mm 25.665.2642s =⨯==i l μλ 因此螺杆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的，()()KN l EIc 13965.26426414.31006.214.3F 24522225=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==μπ0.435139Q F S c c ≈==满足稳定性要求。

螺旋起重机

螺旋起重器设计一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。

图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。

图中，螺杆7与螺母5组成螺旋副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺钉6提高了联接可靠性。

托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。

这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30％～40％），磨损快，寿命低，传动精度低。

螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。

螺母5作为起升时的支承件，常做成整体结构。

螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆7和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。

螺杆一般采用梯形牙、右旋、单线螺纹。

当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯1的下部安放一推力轴承。

二、螺杆和螺母材料螺杆材料要有足够的强度和耐磨性，一般用45钢，经调质处理，硬度220～250HBS。

螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦因数小和耐磨，可用ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2等。

三、滑动螺旋起重器的设计计算1. 耐磨性计算滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关，其中最主要的是螺纹工作表面上的压力，压力愈大，螺旋副间愈容易形成过度磨损。

因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作表面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。

计算时，一般假设：螺杆上的轴向载荷F作用于螺纹工作承压表面A上。

耐磨性条件校核计算式为：p ＝][22p hZd QPhH d Q ≤ππ＝ --------( 1 )式中，Q ──螺杆所受轴向载荷，/N ； d 2──螺纹中径，/mm ； h ──螺纹接触高度，/mm 。

h ＝0.5(d －D 1)，d 为螺杆大径，D 1为螺母小径；Z ──螺纹工作圈数，一般最大不宜超过10圈。

【精品】螺旋起重器的设计

【精品】螺旋起重器的设计螺旋起重器是一种常用的机械传动设备，其构造简单，使用方便，应用范围广泛。

其主要由电机、减速器、螺旋器和倾斜角度调节器等部分组成。

其中，螺旋器是起重机运行的关键部件之一，其设计和制造质量直接影响到起重机的性能和使用寿命。

因此，对螺旋起重器的设计和制造要求非常高，需要经过深入的研究和分析。

螺旋起重器的设计主要包括螺旋器的结构设计和参数计算，减速器的选型和传动布局等方面。

在螺旋器的结构设计中，需要考虑其稳定性、强度和耐久性等因素，同时还要结合实际使用情况确定螺旋器的尺寸、转速和转向等参数。

在减速器的选型和传动布局方面，需要综合考虑起重机的工作负荷、使用条件和能源消耗等因素，选择合适的减速器型号和传动方式。

对于螺旋起重器的设计，关键在于优化设计，实现结构简洁、重量轻、功耗小、效率高、噪声低等多个方面的要求。

在螺旋器的设计中，需要采用先进的计算方法和材料选择技术，确保其受力状态和寿命等性能指标符合要求。

对于减速器的设计，需要结合起重机的工作负荷和使用条件，选用合适的传动比例和传动布局，保证其牵引力和功率输出符合要求。

在螺旋起重器的制造过程中，需要注意材料的选择和处理、加工精度的控制、装配工艺的规范等问题。

特别是对于螺旋器的制造，需要采用高精度的数控机床加工，保证其表面光洁度和几何形状的精度达到要求。

此外，还需要对螺旋器进行热处理、表面处理等工艺处理，提高其强度、硬度和耐腐蚀性等性能。

总之，螺旋起重器的设计和制造是一个复杂且重要的过程，需要技术力量和生产工艺的支持。

只有通过对螺旋起重器性能和结构进行深入的分析和研究，才能实现其高质量、高效率、高可靠性的功能要求。

螺旋起重器设计要点

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，用手推动手柄即可升起重物。

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）结构与功能螺旋起重器结构示意图如右图所示。

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，当转动手柄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、设计题目设计起重量F = 50 000 Ｎ，最大起重高度Ｈ=150 mm的螺旋起重器（千斤顶）。

四、题目解答1.选择螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度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=1.2~1.5，取=2。

则代入数据，得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0 =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 。

查参考文献[4]表 11.5 取公称直径d =32 mm,螺距P =3 mm,中径2d =30.5 mm, 小径d 3（d 1）=28. 5 mm,内螺纹大径D 4=32.5 mm 。

3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe = ≤ [σe ]式中：F ──螺杆所受轴向载荷，F =50 000 N ；d 3（d 1）──螺纹小径，mm d 3（d 1）=28. 5 mm ；T 1──螺纹副摩擦力矩，T 1=F tan (+’ ), 为螺纹升角，=arctan =arctan =1.7942；[σe ]——螺杆材料的许用应力， MPa查参考文献[1]表 5.10 .得钢对青铜的当量摩擦因数f’=0.08~0.10,取f ’=0.09，螺纹副当量摩擦角’ = arctan f’= arctan0.09 = 5.1428。

螺旋起重器设计说明书讲解

重庆大学螺旋起重器设计计算说明书题目: 螺旋起重器学院: 机械工程学院班级: 机自04班姓名: xxx学号: xxxxxxxx题目:设计螺旋起重器设计原始数据：起重量30, 最大起重高度L=200mm。

F kN工作内容：1、详细设计计算（参考8.1.5节）；2、完成全部零件的3维实体建模和装配；3、绘制装配图一张。

目录第一章螺杆的设计与计算 (3)1-1 螺杆螺纹类型的选择 (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 (4)1-5 结构 (4)1-6 螺杆强度校核 (5)1-7 稳定性计算 (5)第二章螺母设计与计算 (7)2-1 选取螺母材料 (7)2-2 确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (8)2-3 校核螺纹牙强度 (8)2-4 安装要求 (9)第三章托杯的设计与计算 (9)3-1 托杯的尺寸计算 (9)第四章手柄设计与计算 (10)4-1手柄材料 (10)4-2 手柄长度L (11)pd (11)4-3 手柄直径p第五章底座设计 (12)5-1 底座设计与计算 (12)第一章螺杆的设计与计算1-1 螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角30α=，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。

矩形螺纹牙根强度低，锯齿形螺纹牙型不为等腰梯形，加工成本高。

从实用性考虑，故选梯形螺纹，它的基本牙型按GB5796.3—86的规定。

1-2 选取螺杆材料考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。

此处选最常用的45钢。

1-3 确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径2d 。

求出2d 后，按标准选取相应公称直径d 、螺距P 及其它尺寸。

根据规定，对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取ϕ=1.2~2.5，此处2φ=。

螺杆——螺母材料分别为钢——青铜，滑动速度为低速，得许用应力[]p 为18~25MPa 。

螺旋起重器设计说明书

机械设计设计说明书学院：机械工程学院学号： 15011227姓名：徐迎目录一、螺旋起重器的结构和功能 (1)二、设计目的 (1)三、设计内容 (2)四、设计要求 (2)五、材料选择 (2)六、设计计算 (2)1、螺旋副的耐磨性 (2)2、工作圈数校核 (2)4、螺杆的强度校核 (3)5、螺母螺纹牙强度校核 (3)6、螺杆稳定性校核 (4)七、结构设计 (5)1、螺杆设计 (5)2、螺母设计 (5)3、托杯设计 (6)4、设计手柄长度 (7)6、其他零件的选择 (8)八、螺旋起重器的效率计算 (9)参考资料 (10)螺旋起重器设计说明书一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。

下图为采用滑动螺旋的起重器结构。

图中，螺杆与螺母组成螺旋副，螺母与底座固定连接，紧定螺钉提高了连接可靠性。

托杯直接顶住重物，当转动手柄时，螺杆边转动边上下移动使托杯托起重物上下移动，达到起升重物的目的。

螺旋起重器结构图这种螺旋起重器结构简单，容易制造，易于自锁。

其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%～40%），磨损快，寿命低，传动精度低。

螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。

螺母作为起升时的支撑件，常做成整体结构。

螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任意一个位置而不会自行下降。

螺杆一般采用梯形牙，右旋，单线螺纹。

当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯的下部安放一个推力轴承。

二、设计目的1.明确螺旋起重器的设计方法与步骤；2.初步了解机械设计的一般方法与步骤；3.为课程设计打基础。

三、设计内容1. 根据强度和结构要求决定螺旋起重器的各部分尺寸；2. 绘制螺旋起重器的装配图；3. 整理设计计算说明书。

四、设计要求五、材料选择螺杆材料：55号钢螺母材料：ZCuAl10Fe3六、设计计算1、螺旋副的耐磨性[]p hud F σπσ===2A F p选取梯形螺纹：[]p Fd σϕ8.02≥F=70KN ϕ=1.5[]p σ=25Mpah=0.5P255.1700008.02⨯≥d =34.56mm根据表3-7、3-8选择的螺杆尺寸： d=44mm 2d =38mm 1d =31mm P=12 H=2d ⨯ϕ=1.5⨯38=57mm螺母尺寸：D=45mm 22d D ==38mm 1D =31mm 2、工作圈数校核P H u == 1257=4.75 ≈5（圈）＜10（圈） ∴校验合格3、螺旋副的自锁性校核自锁条件：v ϕφ≤3812arctan arctan 2⨯==ππφd P =5.73°F=70KNϕ=1.5[]p σ=25Mpah=0.5P 螺杆尺寸： d=44mm 2d =38mm 1d =31mm P=12螺母尺寸： D=45mm22d D ==38mm 1D =31mm H=57mm U=5（圈）工作圈数合格︒==15cos 1.0arctan cos arctanβϕf v =5.9° f =0.1 β=15°∵v ϕφ≤ ∴校核合格 4、螺杆的强度校核[]στσσ≤⎪⎭⎫⎝⎛+=+=21222ca d 4313T F A[]49005-3s==σσ=225Mpa A=21d 4π=4π()23-1031⨯⨯=4-1055.7⨯2mm ()()210389.573.5tan 700002d tan 3-2⨯⨯︒+︒⨯=+=ϕφF T=273N ﹒M224-ca 031.027343700001055.71⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=σ=123Mpaca σ＜⎥⎦⎤⎢⎣⎡σ ∴强度合格5、螺母螺纹牙强度校核（1）螺纹牙危险截面上的剪切强度条件：[]τπτ≤=DbuFb=0.65P=7.8 u=5[]τ=30-40Mpa58.74570000⨯⨯⨯=πτ=12.7Mpa[]ττ≤∴剪切强度合格f =0.1 β=15°︒=73.5φ︒=9.5v ϕ自锁性合格⎥⎦⎤⎢⎣⎡σ=225MpaT=273N ﹒Mca σ=123Mpa强度合格[]τ=30-40Mpaτ=12.7Mpa剪切强度合格（2）螺纹牙危险截面上的弯曲强度条件：[]b uDb Fl σπσ≤=262384522-=-=d D l =3.5mm []b σ=40-60Mpa58.7455.37000062⨯⨯⨯⨯⨯=πσ=34.2Mpa σ＜[]b σ∴弯曲强度合格 6、螺杆稳定性校核 B=1.4dl =B+L+2H =1.4d+200+257=290.1mm 43141===d A I i =7.75mm 75.71.2902⨯==i ul s λ=74.86＞40 ∴需要校核稳定性稳定性校核条件：S crsc S FF S ≥=S S 取3.5-5.0为合格 51006.2⨯=E Mpa 643164441⨯==ππd I =45333.234mm()2521.290223.453331006.2⨯⨯⨯=πcr F =273.8KN708.273==F F S cr SC =3.9 SC S 介于3.5-5.0之间，∴稳定性合格[]b σ=40-60Mpaσ=34.2Mpa弯曲强度合格l =290.1mmi =7.75mm51006.2⨯=E MpaI =45333.234mmcr F =273.8KNSC S =3.9稳定性合格七、结构设计1、螺杆设计2、螺母设计（1）外径设计：（2）螺母凸缘高度：[]Mpa 60~40b =σ[][]pa 8.49~2.3383.0b M ==σσ[]Mpa 5.41=σ22445.41470003.1D ≤+⨯⨯⨯πmm D 76.68≥mm D 70=mmHh 193==44mm=d mm l 5.2744625.01=⨯=287mm =30+57+200= 30+H +L =L'mm D 764802=-=mm D 283=mm D 804=()[]σπ≤-4d D 1.3Q22[]1σ[]p σ（3）螺母凸缘外径：（4）强度校核：<∴设计可行3、托杯设计()D D 4.1~3.11=mm D D 5.947035.135.11=⨯==[]()[]Mpa p 6.99~76.592~8.1==σσ[]()()Mpa D D Q 1.22705.944700004222211=-⨯⨯=-=ππσmmD mm D mm d mm h mm H 94704419571=====mm721085==托杯高mm D 托杯材料：Q235[]231952700004427p 62=+⨯=+=πσπD F D 木4、设计手柄长度（1）选取手柄材料为Q235 （2）手柄长度:螺旋副间的摩擦力矩:托杯与轴端支承面的摩擦力矩因为起重量为70KN ，所以取500N（3）手柄直径5、底座设计p p l F T ⋅=柄1T ()M N d F T ⋅=⋅+=2732tan 21ϕφ2T ()()M N FfD D T ⋅=⨯⨯+=+=1824701.076284232MN T T T T ⋅≥+≥45521柄柄p F mmF T l p p 910500182237=+==柄[]mmd mm d d d l F p p p b p p p 259.24120329102003233=≥⨯⨯≥≤≤⋅πσπmm D 2316=mmL L D D D 3072028720'mm11416982'mm 98mm 4'111=+=+==+=+=+=座δ6、其他零件的选择（1）紧定螺钉的选择GB/T 71-1985 M10*18 （2）螺杆下挡块设计mm5h mm495445d 1==+=+=下挡Dmm5h mm 491==下挡D mmD mm D mm L D D mm23195307mm 1142'mm98'86711====+==座δδ（3）螺杆顶部挡块设计八、螺旋起重器的效率计算3D D ＞顶mm 283=D mm D 34=顶%4.29%10085.285845522840127012S 2121=⨯==⨯===⨯===A A T A QS A ηππ柄mm 283=D mm D 34=顶参考资料[1]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计（第九版），高等教育出版社，2016.[2]吴宗泽,高志,罗生国,李威.机械设计课程设计手册（第四版），高等教育出版社，2013.[3]张惠云,范竞芳.机械制图,机械工业出版社,2015.。

螺旋起重器设计

螺旋起重器设计计算说明书院系机电工程学院专业年级机自11班设计者学号指导教师201年12月 01日目录一螺旋起重器设计任务书 (3)二螺旋起重器的结构和功能 (4)三螺旋起重器设计计算和说明 (5)1.螺杆的设计与计算 (5)2. 螺母设计与计算 (6)3.手柄设计与计算 (8)4. 螺杆稳定性计算 (9)5.托杯的设计与计算 (10)6.其它结构尺寸 (10)7.螺钉螺栓选择设计 (11)8. 底座设计 (11)参考图1 (12)参考文献 (12)一螺旋起重器设计任务书学生专业年级设计题目：设计螺旋起重器设计条件：1、最大起重量F = 20kN；2、最大升距H =220 mm。

设计工作：（一）螺旋副设计1．材料及牙型选择：参考主教材，要求选择梯形牙。

2．设计计算：参考主教材。

（二）壳体设计参考图1推荐的经验公式。

（三）各个螺钉选择设计参考现有结构进行选择，以大小协调并符合标准为原则。

指导教师签名：二螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。

图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。

图中，螺杆7与螺母5组成螺旋副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺钉6提高了联接可靠性。

托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。

这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30％～40％），磨损快，寿命低，传动精度低。

螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。

螺母5作为起升时的支承件，常做成整体结构。

螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆7和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。

螺杆一般采用梯形牙、右旋、单线螺纹。

当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯1的下部安放一推力轴承。

三螺旋起重器设计计算和说明计算及说明结果1.螺杆的设计与计算1.1 螺杆螺纹类型的选择螺纹用梯形螺纹。

设计螺旋起重器(千斤顶)

哈尔滨工业大学机械设计作业设计说明书题目：设计螺旋起重器（千斤顶）姓名：柳成林系别：机电工程学院班号：0608109学号：1060810928日期：2009年10月5日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(千斤顶)设计原始数据：起重量Q=50kN, 最大起重高度H=150mm,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。

目录一、强度校核- 3 -1.耐磨性计算-3-2.螺杆强度校核-3-3.螺纹牙的强度校核-4-4.自锁条件校核-5-5.螺杆的稳定性校核-5-6.螺母外径及凸缘设计-6-7.手柄设计-6-8.底座设计-7-二、主要部件尺寸- 8 -三、设计总结- 8 -参考文献- 9 -一、强度校核1.耐磨性计算螺杆选用45号钢正火，螺母选用铸造铝青铜ZCUAl10Fe3，选用梯形螺纹，0.5h p=228.3d m m ≥==式中2d ——梯形螺纹的中径（mm ） F——起重载荷（N ）ψ——系数，整体式螺母，取2ψ=[]p ——螺旋副的许用压强（MPa ），由参考文献[1]表5.8，钢对青铜，人力驱动，取[]20p MPa =2.螺杆强度校核[]σσ=≤对于梯形螺纹122.3d m m ≥==1d ——螺杆螺纹小径（mm ）[]σ——螺杆材料的需用应力（MPa ），这里取[]1603sM P a σσ==F——螺杆所受轴向力（N ）综合1、2的计算结果，保守考虑，由参考文献[2]表11.5得到，选用第二系列127d m m =，231d m m =，34d m m =，6p mm = 又由2tan npd ψπ=式中 n ——线数，这里1n =p——螺距得到16tan 0.0616313.525ψπψ⨯==⨯=3.螺纹牙的强度校核a)螺纹牙危险截面处的剪切强度式：[]Fd bzττπ=≤'式中F——轴向载荷(N)'d——螺母螺纹大径(mm)z——螺纹旋合圈数H z p=，其中262H d m m ψ== ，则62106z ==b——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.9mm ⨯[]τ—螺母材料的许用剪应力，由参考文献[1]查表5.9得到MPa 35][=τ5011.66035 3.910kM P aτπ==⨯⨯⨯显然满足][ττ≤ b)弯曲强度条件式：23[]b bF hd zbσσπ=≤'式中h——螺纹牙的工作高度(mm)，梯形螺纹0.50.563h p mm ==⨯= []bσ—螺母材料的许用弯曲应力，由参考文献[1]查表 5.9得到[]60b M P a σ=其它如上2350326.9073510 3.9b k M P aσπ⨯⨯==⨯⨯⨯显然满足[]b bσσ≤综上所述，螺纹牙的强度满足条件4.自锁条件校核由参考文献[1]表5.10得到当量摩擦系数，钢对青铜：0.08~0.10f =(运转时~启动时)得到4.574'5.710ρ≤≤而3.525ψ=显然满足ψρ'≤，故满足自锁条件5.螺杆的稳定性校核受压螺杆的稳定性条件式为2.5~4c F F≥式中c F ——螺杆稳定的临界载荷(N)螺杆的柔度值14l d μλ=式中 μ——螺杆长度系数，由参考文献[1]查表5.11得到2μ=l ——螺杆最大工作长度，取l 为螺母中部到另一支点间的距离11502H l h l =+++退刀槽初选手柄直径为26d m m =手柄，1(1.8~2)46.8~52h d m m ==手柄，取147h m m =、62m mH =，查参考文献[2]表11.25得7.5m m l =退刀槽，则62150477.5235.52l m m=+++=1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有1442235.569.825l d μλ⨯⨯===对于淬火钢螺杆85λ<21249010.00024c d F πλ=+式中 λ——螺杆的柔度值1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有2249027142.110.000269.84c F kN π==+142.1 2.8450c F F ==满足稳定性条件6.螺母外径及凸缘设计2321.5 1.534511.4 1.44871.4(0.2~0.3)(0.2~0.3)6212.4~18.6D d m m D D m mb H m m≈=⨯=≈=⨯===⨯=取15b m m =7.手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩设s F 为加在手柄上的力，取250s F N =，'L 为手柄长度。

螺旋举重器的设计

螺旋举重器的设计螺旋举重器的设计是一项涉及到多个领域的复杂任务，包括材料科学、机械设计、制造工艺等多个方面。

下面我们将详细阐述设计一款螺旋举重器的基本步骤。

一、明确设计需求首先，我们需要明确设计需求。

螺旋举重器的设计需求包括提升重量、提升高度、旋转速度、承受压力等。

这些需求会决定我们接下来设计时所需考虑的各种参数，例如螺旋的直径、螺距、旋转速度等。

二、选择合适的材料选择合适的材料是设计过程中的一个重要环节。

考虑到螺旋举重器的工作特性，我们需要选择具有高强度、耐腐蚀、轻质等优点的材料。

常用的材料包括铝合金、钛合金、高强度钢等。

根据设计需求，选择适合的材料及相应的强度等级。

三、设计螺旋结构在设计螺旋结构时，我们需要考虑以下几个因素：1.螺旋直径：螺旋的直径越大，其承受压力的能力就越强，但同时也会增加设备的重量和成本。

因此，我们需要根据实际需求选择合适的直径。

2.螺距：螺距的大小会影响设备的提升速度和旋转速度。

较大的螺距可以加快提升速度，但同时也会降低设备的稳定性。

较小的螺距可以提高设备的稳定性，但同时也会降低提升速度。

因此，我们需要根据实际需求选择合适的螺距。

3.螺旋长度：螺旋的长度决定了设备的提升高度。

在满足提升高度需求的前提下，我们应尽量选择较短的螺旋长度，以减少设备的重量和成本。

四、设计驱动系统驱动系统是螺旋举重器的核心部分，它决定了设备的旋转速度和提升能力。

通常，我们可以通过电动机、液压马达、气动马达等设备来实现驱动。

在设计驱动系统时，我们需要考虑到设备的功率、转速、稳定性等因素。

同时，我们还需要考虑到驱动系统与螺旋结构的配合，保证设备运行的平稳性和可靠性。

五、设计控制系统控制系统是实现螺旋举重器智能化操作的重要组成部分，它可以控制设备的启动、停止、旋转方向等。

在设计控制系统时，我们需要考虑到设备的操作方便性和安全性。

可以通过设计控制面板、安装控制开关、连接传感器等方式来实现控制系统的智能化操作。

螺旋起重机设计说明

机械设计大作业设计题目：螺旋起重机机械与自动控制院（系）机械设计制造及其自动化专业班级：学号：学生姓名：指导教师：目录1. 设计条件12. 螺旋起重器的工作原理及其结构13. 螺杆螺纹类型的选择24. 螺杆和螺母材料25. 螺杆设计与计算35.1 确定螺杆直径35.2 自锁验算35.3 螺杆强度计算45.4 稳定性计算46. 螺母设计与计算56.1 选取螺母材料56.2 确定螺母高度及螺纹工作圈数56.3 校核螺纹牙强度66.4 螺母外径计算76.5 螺母凸缘设计77. 手柄设计与计算77.1 手柄材料77.2 手柄长度77.3 手柄直径88. 托杯设计89. 底座设计9参考文献101.设计条件=30kN起重量FQ最大起重高度H=180mm2.螺旋起重器的工作原理及其结构螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。

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，并上下升降，将托杯上的重物举起或放落。

图 21螺旋起重器结构3.螺杆螺纹类型的选择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。

4.螺杆和螺母材料螺杆材料要有足够的强度和耐磨性，一般用45钢，再经调质处理。

查【2】，GB/T699-1999标准规定s σ =355 MPa ，由[]()3~5sσσ=，得[]35588.754s MPa MPa Sσσ===。

螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨，故选用ZCuSn10Pb1。

因螺杆—螺母材料为钢—青铜,查表 41和表 42得，滑动螺旋副的摩擦系数ƒ=0.08~0.10，选用09.0=f ；许用压力[]11~18p MPa =，选用[]18p MPa =。

表 41滑动螺旋副材料的许用压力[]p螺杆—螺母的材料滑动速度许用压力钢—青铜低速 1825 ≤3.0 1118 612 710 >15 1 2 淬火钢—青铜 612 1013 钢—铸铁<2.4 1318 61247表 42 滑动螺旋副材料的摩擦系数螺杆—螺母的材料摩擦系数f钢—青铜 0.08~0.10 淬火钢—青铜 0.06~0.08 钢—钢 0.11~0.17 钢—铸铁0.12~0.155.螺杆设计与计算5.1确定螺杆直径滑动螺旋的磨损与许多因素有关，其中最主要的是螺纹工作表面上的压力，压力愈大，螺旋副间越容易形成过度磨损。