哈工大机械设计大作业千斤顶
哈尔滨工业大学---螺旋起重器(千斤顶)课程设计说明书
拟定所选材料为 Q235, 查机械设计手机得: max [ ]b 225MPa ;所 以手柄的具体参数如下：材料 Q235 直径 d=25mm 。 10.底座设计 上表面校核 下表面校核
b1
F 4*40 KN 40.3MPa A1 *(632 522 )mm2 F 4*40 KN 2.7 MPa A2 *(1832 1202 )mm2
1*6 ) 3.53 *31
' arctan(0.09) 5.14
所以
' ,满足自锁性条件。
7.螺杆稳定性校核 千斤顶上升的最大限度高度为 H=200mm； L=200+H/2+50+h 退刀槽 =200+56/2+47+5=280mm
4 L d1
式中 螺杆的柔度； 螺杆长度系数； L 螺杆螺纹的中径，mm; 查机械设计表 5.11 得： =2.0
; 所以螺纹牙强度
满足要求。 6.螺纹自锁性校核 根据: ' , 式中:
' arctan( f ' )
为螺纹升角,度; ' 螺纹导程,mm; d2
当量摩擦角,度; n 螺纹线数; p 螺纹中径,mm; f ' 当量摩擦系数,
查机械设计表 5.10 得了 0.09;
arctan(
长度
L=450mm
b2
选 定 底 座 材 料 为 HT200 ； GB/T9439-1988
查 机 械 设 计 课 程 设 计 表 P104
得 b =195Mpa；
所以上下两表面均满足挤压要求。 显然底座稳定性无需校核。 11.参考文献 1 陈铁鸣主编.机械设计.第 3 版.哈尔滨：哈尔滨工 业大学出版社，2003 2 王连明，宋宝玉主编.机械设计课程设计.修订版. 哈尔滨：哈 尔滨工业大学出版社，2003 3 成大先主编.机械设计手册.第一版.化学工业出版社，2000
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螺旋起重器的设计
提供完整版的各专业毕业设计，哈尔滨工业大学机械设计大作业设计说明书题目：螺旋起重器的设计专业：学号：姓名：日期：题目:设计起重质量F Q =30kN ，最大起重高度为180mm 的千斤顶. 解:1. 选择螺杆、螺母材料螺杆由45#钢调质，由参考文献查得抗拉强度为600,355b s MPa MPa σσ==。
螺母材料用铝青铜ZCuAl 11Fe 3制作。
2. 耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl 11Fe 3，由参考文献查得[p ]=10~25MPa,查得人力驱动时[p ]值可加大20%，则[p ]=21.6~30MPa ，不妨取[p ]=25MPa.按照耐磨性条件设计螺纹中径d 2（文中出现的尺寸见附图）,选用梯形螺纹则2d ≥ 1.2~2.5ψ=，取2ψ=。
则有219.6d mm ≥== 式中：F Q ——轴向载荷，单位N ； d 2 ——螺纹中径，单位mm ； [p ]——许用压强，单位MPa 。
H dψ=查阅参考文献,取公称直径d =28 mm ，螺距P =3 mm ，中径d 2=26.5 mm ，小径d 3=24.5 mm ，内螺纹大径D 4=28.5 mm 。
3螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：[]e σσ=≤ 式中：F Q ——轴向载荷，单位N ； d 3 ——螺纹小径，单位mm ；T 1——螺纹副摩擦力矩，21tan('),2Q d T F ψρψ=+为螺旋升角，213arctanarctan 2.063726.5np d ψππ⨯===⨯； []σ——螺杆材料的许用应力，单位MPa 。
查参考文献得钢对青铜的当量摩擦系数'0.08~0.10f =，取'0.09f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.09 5.1427f ρ===。
把已知的值带入T 1的计算公式中，则得130000tan(2.0637 5.1427)28.50.554054T N mm =⨯︒+︒⨯⨯=⋅70.4e MPa σ==查参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力[]3~5sσσ=,355s MPa σ=,[]71~118MPa σ=,取[]95MPa σ=。
机械设计大作业千斤顶2
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）院系：机电学院班号：学号：姓名：日期：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：F 题号起重量F/kN最大起重高度H/mm3.1.350150表1螺旋起重器的示意图及已知数据目录一、选择螺杆、螺母的材料 (3)二、耐磨性计算 (3)三、梯形螺纹校核条件 (3)四、螺纹牙的强度校核 (4)五、自锁条件校核 (5)六、螺杆的稳定性校核 (5)七、螺母外径及凸缘设计 (6)八、手柄设计 (6)九、底座设计 (7)十、各部分尺寸及参数(不包括螺纹部分) (8)十一、参考资料 (8)一、螺杆、螺母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，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。
查参考资料[1]表10.2得MPa 600b =σ,MPa 355s =σ查参考资料[2]得5~3][sσσ=,取[]MPa 115=σ;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，故螺母采用铸铝青铜CuAl10Fe3Z 。
托盘和底座均采用铸铁材料。
二、耐磨性计算查参考资料[2]表8.11得[]MPa p 25~18=，取[]MPa p 22=。
按耐磨性条件选择螺纹中2d ，选用梯形螺纹。
由参考资料[2]查得5.2~2.1=ψ，取0.2=ψ。
由耐磨性条件公式：20.8[]Fd p ψ≥式中 2d ——螺纹中径，mm;F ——螺旋的轴向载荷，N ；ψ——引入系数，ψ=H/ ;[]p ——材料的许用压强，MPa;代入数值后有mm MPakNd 97.26220.2508.02=⨯≥。
查参考资料[1]表11.3,、11.4，试取公称直径d =32mm ，螺距p=6mm ，中径2d =29mm ，小径1d =25mm ，内螺纹大径大D =33mm ，内螺纹小径小D =26mm 。
三、螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F 和扭转力矩T 的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 。
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，21tan(')2Q d T F ψρ=+(3)ψ为螺纹升角，ψ=arctan npπd 2=arctan 1×3π×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===o ，取' 5.7106ρ=o （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）。
哈工大机械设计大作业千斤顶
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：螺纹传动设计设计题目：千斤顶班级：1202201设计者：设计时间：2014.10.20哈尔滨工业大学目录1任务书-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 2螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------2 3耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------------2 4螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------2 5螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------3 6螺纹副自锁条件校核---------------------------------------------------------------------------------------4 7螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 8螺母外径及凸缘设计---------------------------------------------------------------------------------------5 9手柄设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------5 10底座设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------6 11其余各部分尺寸及参数-----------------------------------------------------------------------------------6 12参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------------71、任务书2、螺杆、螺母选材本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。
机械设计大作业千斤顶尺寸确定
1． 选择螺纹类型本题目设计的是传力螺旋，故选择应用较广的梯形螺纹，30α=︒2． 选择滑动螺旋副的材料题目中要求起重重量50kN ，属于较高载荷，手动升降，属于低速，希望选择摩擦系数较小的材料以达到省力的目的，青铜是螺母比较理想的材料；需要支撑起比较大的重量，对于螺杆的抗压，稳定提出要求，故经过淬火处理的40Cr 钢是螺杆的理想材料；做出以下选择：3． 选择螺旋副的参数1） 从螺旋副的耐磨性出发，选择螺旋的中径2d2d ≥其中，50F kN =；由于选择了梯形螺纹，0.5h P =；对于整体结构的螺母，齿高系数 1.2~2.5φ=，对于兼做支承的螺母， 2.5~3.5φ=，本题中的螺母是整体结构的，但是也兼做支撑，择中选择2φ=左右；许用压力选择最小值10Mpa 以保证安全性，计算得到：240d mm ≥，查表选择标准螺母： 取旋合圈数10Z =，算得 1.667 2.5φ=<，所以其许用压力值提高20%，为12~15.6Mpa ，校核最大压力是不是在许用压力范围之内：[]min 28.28912Fp Mpa p Mpa Z d hπ==<=最大压力在许用压力之内，此选择是安全的。
2） 螺纹牙强度校验：剪切强度校核：[]min 5.77530FMpa Mpa Z Db ττπ==<=弯曲强度校核：()[]422min 316.65840b b F D D Mpa Mpa Db Zσσπ-==<= 由以上两式可以看出该螺母满足螺纹牙强度条件。
3） 螺杆稳定性校验：螺杆的柔度14ld μλ=，其中由于是两端固定支撑，0.5μ=，0.3l m =，1d 的选择考虑到加工时的退刀，所以13d d <，取10.04d m =，所以1560λ=<，根据课本中“优质碳素钢、合金钢的60λ<不必进行稳定性校核”可以保证该螺杆满足稳定性要求。
4） 自锁性校验：自锁发生的条件是：v γρ≤，其中2tan nPd γπ=，由于是单线螺纹，1n =， 3.037γ=︒；arctancos2v f ρα=，取0.07f =，得到 4.145v ρ=︒。
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。
螺旋传动千斤顶设计大作业2
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：设计时间：哈尔滨工业大学目录一. 设计任务书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1 二．千斤顶设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1 1材料选则∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1 2耐磨性计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1 3强度及稳定性校核∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙24螺母及手柄设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙45底座设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5 三.参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6一、设计任务书：设计一个起重器F Q =40KN ，最大起重高度H=200mm 的螺旋起重器。
二、设计千斤顶： 1.选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[1]查表10.2得600,355b s MPa MPa σσ==。
螺母材料用铝青铜ZCuA110Fe3（考虑速度低） 2.耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuA110Fe3，由参考文献[2]表8.11查得[p]=18~25MPa ，从注释中可以查得，人力驱动时[p]值可加大20%，则[p]=21.6~30MPa ，取[p]=25MPa 。
按耐磨性条件设计螺纹中径d 2，选用梯形螺纹，则2d ≥[2]查得，对于整体式螺母系数ψ=1.2 2.5，取ψ=2，则式中：F Q ——轴向载荷，N ； d 2——螺纹中径，mm ； [p]——许用压强，MPa 。
查参考文献[3]附表5取公称直径d=30mm ，螺距P=3mm ，中径d 2=28.5mm ，小径d 3=26.5mm ，内螺纹大径D 4=30.5mm22.6mm =2d ≥3.螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：式中：F Q ——轴向载荷，N ； d 3——螺纹小径，mm ；T 1——螺纹副摩擦力矩，21tan()2Q d T F ψρ'=+，ψ为螺纹升角，213arctanarctan 2.0637;26.5np d ψππ⨯===︒⨯ [σ]——螺纹材料的许用应力，MPa 。
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：目录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 (3)7、螺杆的稳定性校核 (4)8、螺母外径及凸缘设计 (5)9、手柄设计 (5)10、............................................................................底座设计611、................................................ 其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）612、.................................................................... 螺旋千斤顶的效率613、............................................................................参考资料71、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=200N2、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(T s=355MPa, d b=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ZCuAI10Fe3 查参考文献得[]=35MPa[ ]b=50MPa托杯和底座均采用HT250材料3、耐磨性计算选用梯形螺纹。
由参考文献查得 1.2 ~ 2.5，取=2.0。
哈工大机械设计大作业螺旋千斤顶共6页文档
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 3.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4 四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------5 五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------5 六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------6 七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------7 八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------8一、 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 。
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。
机械设计大作业——千斤顶
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--------------------------------------------------------------------------------------------------23.2 螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------33.3 螺纹牙强度校核------------------------------------------------------------------------------------------------33.4 螺纹副自锁条件校核-----------------------------------------------------------------------------------------------43.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------------4四、螺母外径及凸缘设计-------------------------------------------------------------------------------------------------5五、手柄设计-------------------------------------------------------------------------------------------------5六、底座设计------------------------------------------------------------------------------------------------6七、其余各部分尺寸及参数------------------------------------------------------------------------------------------------7八、参考资料------------------------------------------------------------------------------------------------7一、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F Q=50KN，最大起重高度H=150mm。
《机械设计》课程设计(千斤顶)
《机械设计》课程设计——螺旋千斤顶的设计设计要求：设计一个人力驱动的螺旋千斤顶，示意图如下：一、千斤顶的概述千斤顶是一种起重高度小(小于1ｍ)的最简单的起重设备。
它有机械式和液压式两种。
机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种。
千斤顶按工作原理分为：螺旋千斤顶、齿条千斤顶、油压千斤顶。
二、螺旋传动的设计和计算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：①螺母固定不动，如图螺杆转动并往复移动，这种结构以固定螺母为主要支承，结构简单，但占据空间大。
常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。
②螺母转动，如图螺杆做直线移动，螺杆应设防转机构，螺母转动要设置轴承均使结构复杂，且螺杆行程占据尺寸故应用较少。
③螺母旋转并沿直线移动，如图由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。
有些钻床工作台采用了这种方式。
④螺杆转动，如图螺母做直线运动，这种运动方式占据空间尺寸小，适用于长行程螺杆。
螺杆两端的轴承和螺母防转机构使其结构较复杂。
车床丝杠、刀架移动机构多采用这种运动方式。
本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图（a）的运动方式，即螺母固定不动。
（2）按照用途不同，螺旋传动分为三种类型。
①传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，工作速度较低，通常要求具有自锁能力。
如图：②传导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高，传动精度要求较高，如图：③调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般不经常转动，要求能自锁，有时也要求很高精度，如带传动张紧装置、机床卡盘和精密仪表微调机构的螺旋等。
本次设计的螺旋千斤顶就是运用了传力螺旋这种传动类型。
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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（二）
课程名称：机械设计
设计题目：螺旋起重器（千斤顶）
院系：机电学院
班级：1308103
设计者：王钤
学号：1130810320
指导教师：郝明辉
哈尔滨工业大学
一、 设计题目
螺旋起重机是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可起升重物。
它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件组成。
起重机的原始数据如下所
二、 设计内容
1、 选择螺杆、螺母的材料
螺杆采用45号钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度
b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。
螺母材料用铝青铜CuAl10Fe3Z （考虑速度低）。
2、 耐磨性计算
螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜CuAl10Fe3Z ，有参考文献[1]表8.11
查得[]p =18~25MPa ，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 1.2~2.5ψ=,取
1.5ψ=。
则
222.6d mm ≥==
式中，Q F －－－－－轴向载荷，N ；
2d －－－－－螺纹中径，mm ；
[]p －－－－－许用压强，MPa ；
F
查参考文献[2]表11.3、11.4取公称直径32d =mm ，螺距6P =mm ，中径
229d =mm ，小径325d =mm ，内螺纹大径433D =mm 。
3、 螺杆强度校核
螺杆危险截面的强度条件为：
e []σσ=≤ 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；
3d －－－－－螺纹小径，mm ；
1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，N mm ⋅，2
1tan(')
2
Q d T F ψρ=+，ψ为螺纹升角，216
arctan
arctan 3.767929
np d ψππ⨯===⨯ 。
[]σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。
查参考文献[1]表11.3得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，取
'0.09f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.09 5.1427f ρ=== 。
把已知值代入1T
计算式中，得：
129
30000tan(3.7679 5.1427)682022
T N mm =⨯
︒+︒=⋅
72.2e MPa σ==
由参考文献[1]表8.12可以查得螺杆材料的许用应力s
[]3~5
σσ=
，其中
s 355 MPa σ=，则[]71~118 MPa σ=，取[]σ=100MPa 。
显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。
4、 螺母螺纹牙的强度校核
螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为
4[]Q F Z D b
ττπ=
≤
式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；
4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ；
Z －－－－－螺纹旋合圈数，取8Z =；
b －－－－－螺纹牙根部厚度，梯形螺纹0.650.656mm 3.9 mm b p ==⨯=；
[]τ－－－－－螺母材料的许用切应力。
代入数据计算得
30000
9.27833 3.9
MPa τπ=
=⨯⨯⨯
查参考文献[1]表8.12知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=
≤
式中：l －－－－－弯曲力臂，42
3329
22
2
D d l mm --==
= ，其它参数同上。
代入数据计算得
2
3300002
14.27833 3.9b MPa σπ⨯⨯=
=⨯⨯⨯
查参考文献[1]表8.12知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。
5、 自锁条件校核
因 3.7679ψ=︒， ' 5.1427ρ=︒，因此'ψρ<，所以满足自锁条件。
6、 螺杆的稳定性校核
螺杆的柔度值
3
4l
l
i
d μμλ=
=
式中：l －－－－－螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点间的距离，则
11802
H l h l =+
++螺母
退刀槽 l 退刀槽指螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，9mm l =退刀槽。
=8648H ZP mm mm =⨯=螺母
手柄直径25mm d =手柄，由结构尺寸经验公式1(1.8~2)45~50 mm h d ==手柄，
取148 mm h =，则
(18024489)mm 261mm l =+++=
μ－－－－－长度系数，对千斤顶，可看作一端固定、一端自由，取2μ=；
3d －－－－－螺纹小径，mm ；
带入以上数值得
3442261
83.529025
l d μλ⨯⨯=
==< 对于45号调质钢，当90λ<时：
22
3c 2234034025F 8752610.00013410.0001383.524d N ππλ⨯==⨯=++⨯
87526 2.92 2.530000
c Q F F ==> 因此，满足稳定性要求。
7、 螺母外径及凸缘设计
螺纹外径2 1.5 1.532mm 48mm D d ≈=⨯=
螺纹凸缘外径3231.4 1.44867.2,D 68mm D D mm mm ≈=⨯==取。
螺纹凸缘厚b=(0.2~0.3)H (0.2~0.3)48mm 9.6~14.4mm b 12mm ⨯===，取。
8、 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 =+。
168202N.mm T =
331222
1[(2~4)](2)1
3[(2~4)](2)
Q
D D T fF D D --+=--+ 式中：f －－－－－托杯支承面间摩擦因数；
(1.6~1.8)(1.6~1.8)32 mm=51.2~57.6 mm mm D d ==⨯，取54。
1(0.6~0.8)(0.6~0.8)32 mm 19.2~25.6 mm 22mm D d ==⨯=，取。
(0.8~1)(0.8~1)54mm 43.2~54mm mm h D ==⨯=，取50。
21(0.6~0.8)(0.6~0.8)22 mm 13.2~17.6mm 15mm h D ==⨯=，取。
T (2.0~2.5)(2.0~2.5)32 mm 64~80mm 72mm D d ==⨯=，取。
110 mm δ=，8 mm a =，8 mm t =。
Q2150.12f =托杯选铸铁，手柄，摩擦因数
331222
1[(2~4)](2)170416N mm 3[(2~4)](2)
Q D D T fF D D --+=≈⋅--+ 设250 N F =，则126820270416
mm 554.5 mm 250
T T L F ++=
==，取200mm L =，加套筒长400 mm 。
手柄直径d ≥
手柄s [] 1.5~2b σσ=，查查参考文献[2]知
s 205 MPa σ=，则[]102.5~136.7MPa b σ=，取[]110MPa b σ=。
代入数据计算得得
23.3mm d ≥=手柄
取手柄直径25 mm d =手柄。
9、 底座设计
螺杆下落到底面，再留20~30 mm 空间，底座铸造起模斜度1:10，厚度为10 mm δ=。
5D 由结构设计确定，5110 mm D =。
451.4 1.4110mm 154 mm D D ==⨯=。
校核底面的挤压应力：
4P 2
22
2
5
30000
2.03 MPa ()
(154110)
4
4
Q
F D D σπ
π
=
=
=--
底面材料选择铸铁HT100，铸件壁厚=30~50 mm δ时，b 80 MPa σ≥，
P b [](0.4~0.5)(0.4~0.5)80 MPa (32~40)MPa σσ==⨯=。
显然，P P []σσ<，满足设计要求。
参考文献
[1] 宋宝玉,王黎钦.机械设计。
北京:高等教育出版社 [2] 宋宝玉.机械设计课程设计指导书. 北京:高等教育出版社。