哈工大机械设计大作业一千斤顶
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……………………………………………………………………………………………
…6
11、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
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(
2
3
1
1221σπσ≤+=d T d F ca 2
223
4223/75][/0.60)25
2.010258.9(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'︒︒
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 mm
2
/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 h
p d F
z ][2π≥ 由[1]P120表6.5，查取2/15][mm N P =(滑动速度<2.4m/min)
哈工大机械设计大作业(可打印修改)
千斤顶大作业教案
max
4 3
Qmax
d
2 5
4
其他零部件的设计计算
6.螺母悬置段强度计算 求螺母外径
所有的载荷最终汇集到了 图中的A面上，A面承受着 拉应力和扭转应力，应该 用第四强度理论校核：
有了限位螺钉和过盈配合， 但是仍然采用原先的扭矩进 行计算，算得的结果增加了 安全系数，是保守的算法。
●●螺母悬置段强度计算 求螺母外径D3 ☆强度条件为：
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。
提示:由螺母中径d2选择标准的公称直径d、小径d1、螺距P
并求出螺母高度H 、工作圈数u等。
2.校核自锁性
☆自锁条件为: v
式中：ψv──螺纹副当量摩擦角， ψv = arctgfv =arctg(f/cosβ) ψ为螺纹升角
(D4-D3)/4
Q
b
M W
Q
1 4
(D4
D3a 2
D3 )
1.5Q(D4
D3a 2
D3 )
b
6
其他零部件的设计计算
限位螺钉直径： 限位螺钉主要承受剪应力，选择内六角锥端紧定螺钉 作为限位螺钉。按照没有过盈配合计算，偏安全。
百度文库
结 构 草 图
机械设计-螺旋千斤顶
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：
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。
哈工大机械设计课程授课老师赵小力讲课文档
静压螺旋传动简介
梯形螺纹牙两侧面中径处均布3-4个油腔，压力供油
第四十页，共五十七页。
5.8.5 静压螺旋传动简介
特点：摩擦系数小、效率高、启动力矩小、减振、承载能力大 、传动平稳、传动精度高，结构复杂，加工、安装及调整困难 ，不自锁，需供油装置
应用场合：精度高、定位准确和传动效率高的场合
第一个大作业存在的问题
4、紧定螺钉
第五十三页，共五十七页。
第一个大作业存在的问题
4、紧定螺钉
第五十四页，共五十七页。
• GB/T 71-1985
①长度系列（单位为mm）
为2、2.5、3、4、5、6～12 （2进位）、（14）、16、20 ～50（5进位）、（55）、 60。
第五十五页，共五十七页。
机床进给、分度机构、摩擦压力机和千斤顶等。
第十一页，共五十七页。
螺旋传动的类型和应用
滚动螺旋：滚动摩擦，工业应用，
一般或较高的精度要求
特点：
摩擦阻力小，低速不爬行，抗冲击性能较差，结构复杂，制 造困难。
应用场合： 机床、测试机械、仪器的传动和调整机构、转向机构等 。
第十二页，共五十七页。
螺旋传动的类型和应用
哈工大机械设计课程授课老师赵小力
第一页，共五十七页。
前言
原动机：机械设备完成其工作任务的动力来源； 例如各类电动机、柴油机、气缸、液压缸等
哈工大机械设计基础第十章 螺纹联接 (1)
可拆连接： 当拆开时无损于零件使用 性能的连接。如键、销和 螺纹连接。 不可拆连接: 拆开时必须将连接零件或 被连接零件破坏的连接。 如焊接、胶结、铆接。
教学演示
10-1 螺纹 一 、螺纹的分类
根据螺旋线的旋向可分为：右旋、左旋螺纹。 根据螺纹线的线数可分为：单线、多线螺纹。 根据母体形状可分为：圆柱螺纹、圆锥螺纹。
Cb F0 F F Cb C m
'
螺栓受的总拉力F0为预紧力与工作拉力的一 部分F 之和。
Cm F F F Cb Cm
'' '
工作拉力的另一部分使被连接件的压力由 '' 减小到 F 。
F
'
F0 F F
''
Cb 称为螺栓的相对刚度。 Cb C m
当工作载荷过大或预紧力过小时，结合面 会出现缝隙，导致连接失去紧密性，因此 '' 必须保证剩余预紧力 大于零。 F 对于紧固连接：静载时 变载时 对于气密连接：
Z---螺栓数目；
KS---可靠系数。
4F
d1
2
d2 F tan( v ) T 2 4 F tan( ) 2d 2 v 3 2 Wt d1 d1 d1 16
对于常用的M10~M68的普通螺栓
d 2 1.1d1
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)
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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：
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-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
机械设计教程大作业_螺旋千斤顶设计方案
机械设计教程大作业——螺旋千斤顶设计
一、要求条件
根据最大起升重量选择材料和螺纹尺寸，要求满足耐磨性条件、强度条件、稳定性条件和自锁条件。确定全部结构形式和尺寸，绘制装
配图和螺母零件图。设计计算部分包括螺旋传动
的材料选择，螺纹牙型的选择，工作能力计算和
自锁性计算，其它结构的工作能力计算（螺母许
用挤压应力[σp ]≈1.5 [σb ]）；地面承压能力计算，
确定下支承面尺寸(木材许用挤压应力[σp ]
=3MPa)；人手的操作能力计算，确定手柄的直径
和长度（人手最大操作力≈200N ）。
根据学号尾数为3，对应的最大起升重量为
F max =50kN ，最大升距为h max =300mm 。
二、设计及计算
1、 螺杆的设计及计算
1.1、螺杆螺纹类型选择
螺纹根据牙形，分为普通螺纹、矩形螺纹、
梯形螺纹、锯齿形螺纹。其中，本题选择梯形螺
纹，右旋单线，截面为等腰梯形，牙型角α=30º，
内外螺纹以锥面贴紧不易松动，基本牙型按照
GB/T5796.2-2005规定。
1.2、选材
由于螺旋千斤顶受力较大，转速较低且为传
力螺旋，由教材P98表2-38，选择45或50钢正
火。本设计采用45钢。
1.3、确定螺杆直径 由耐磨性及设计公式 d 2≥[]p h F πφP
依国家规定，∅=1.2~2.5，考虑到螺母为整体结构，取∅=1.2。又由于梯形螺纹，h =0.5P 。由于为重载低速场合，螺母取ZCuAl10Fe3材料，则螺杆螺母为钢-青铜材料，[p]=18~25Mpa 。由于∅<2.5，提高20%，故[p ]=21.6~30Mpa ，则取[p]=28Mpa ，取f=0.09。代入数据，如下计算得到d 2≥[]p h F πφP = 0.8]
千斤顶的设计毕业设计 精品
4.1.1螺母、螺杆的材料和许用应力.............................. .9
4.1.2螺母、螺杆的尺寸设计与校核...............................10
4.2底座的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．...13
第3章千斤顶的结构设计...................................... 7
3.1结构设计的意义........................................7
3.2千斤顶的结构.......................................... 7
目录
第1章千斤顶的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..1
1.1千斤顶的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..1
1.1.1千斤顶原理实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.．．．．．.....1
4.3.1手柄的材料选择.........................................15
4.3.2手柄的尺寸确定.........................................15
哈尔滨工业大学 机械设计 课程 大作业 螺旋起重机的设计 千斤顶 哈工大
哈尔滨工业大学机械设计课程大作业
螺旋起重机的设计
（最终版）
设计人：段泽军
学号： 1120810810
院系：机电工程学院
专业：机械设计制造及其自动化
班级： 1208108
目录
机械设计大作业任务书.................................. - 1 -一，螺杆、螺母材料的选择 .............................. - 2 -二，耐磨性设计........................................ - 2 -三，螺杆强度设计...................................... - 2 -四，螺母螺纹牙强度校核................................ - 2 -五，自锁条件校核...................................... - 3 -六，螺杆的稳定性校核.................................. - 3 -七，螺母外径及凸缘设计................................ - 4 -八，手柄设计.......................................... - 4 -九，底座设计.......................................... - 6 -十，其他配件设计...................................... - 7 -十一，参考文献........................................ - 7 -
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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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3.1.1
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10.2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 5.8 查得[]p =18~25MPa
从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa 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==1.2—2.5，取2ψ=。 则
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11.5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：
219.6d mm ≥==
e []σσ=≤ (2) 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；
3d －－－－－螺纹小径，mm ；
1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，2
1tan(')
2Q d T F ψρ=+
(3)
ψ为螺纹升角，ψ=arctan np
πd 2
=arctan 1×3
π×26.5=2.0637°；
[]σ－－－－－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'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5.10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）。把数据代入(3)式中，得
把数据代入(2)式中，得
由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力
s []4σ
σ=
（4）
其中s 355 MPa σ=，则
[]88.75a MP σ=
显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。
四 螺母螺牙强度校核
螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为
4[]Q F Z D b
ττπ=
≤ （5）
式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；
4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ；
126.5
30000tan(2.0637 5.1427)502612T N mm
=⨯︒+︒=
•70.4e MPa
σ==
Z －－－－－螺纹旋合圈数，取10Z =；
b －－－－－螺纹牙根部厚度，梯形螺纹0.650.65 3 mm 1.95 mm b p ==⨯=；
[]τ－－－－－螺母材料的许用切应力。
代入数据计算得
查参考文献[1]表5.9螺母材料的许用切应力[]30~40 MPa τ=，显然[]ττ<。 螺纹牙根部的弯曲强度条件为
b b 2
43[]Q F l
D Zb σσπ=
≤
（6）
式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；
l －－－－－弯曲力臂，
；
4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ；
Z －－－－－螺纹旋合圈数，取10Z =；
b －－－－－螺纹牙根部厚度，mm ；
b []σ－－－－－螺母材料的许用弯曲应力。
数据代入式（6）得
查参考文献[1]表5.9螺母材料的许用切应力b []40~60 MPa σ=。 显然b b []σσ<，即满足螺纹牙的强度条件。
五 自锁条件校核
因螺纹升角 2.0637ψ=︒，螺纹副当量摩擦角' 5.1427ρ=︒
'ψρ<
所以满足自锁条件。
六 螺母外径及凸缘设计
30000
17.21028.519.5MPa MPa
τπ=
=⨯⨯⨯4228.526.5
122D d l mm mm --=
==2
3300001
26.4351028.5 1.95b MPa MPa σπ⨯⨯=
=⨯⨯
由经验公式知，
螺纹外径2 1.5 1.52mm 42mm D d ≈=⨯=
螺纹凸缘外径3231.4 1.44258.8,D 60mm D D mm mm ≈=⨯==取。 螺纹凸缘厚b=(0.2～0.3)H=(0.2～0.3)×30=6～9mm ，取b=8mm 。
七 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F 为加在手柄上的力，L 为手柄长度，则
12FL T T =+
（7）
式中：1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，N mm ⋅；
2T －－－－－托杯支承面间的摩擦力矩，N mm ⋅。
其中 1T =59971N mm ⋅，
331222
1[(2~4)](2)1
3[(2~4)](2)
Q
D D T fF D D --+=--+ （8）
式中：f －－－－－托杯支承面间摩擦因数；
Q F －－－－－轴向载荷，N ；
(2~4)D -、1D 见下图。