螺旋千斤顶大作业
千斤顶大作业指导书
1. 螺旋千斤顶作业任务书学生班别学号成绩设计完成日期：年月日指导教师：一、题目：设计螺旋千斤顶原始数据二、工作要求：1. 总装配图一张。
2. 计算说明书一份。
螺旋千斤顶作业指导书一、作业目的1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法；2. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。
3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。
二、螺旋千斤顶的设计千斤顶一般由底座1，螺杆4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1—1）。
螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，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Q（KN）和最大提升高度l（mm）。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：1. 螺杆的设计与计算（1）螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩（方）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α=300，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GB5796.1—86的规定。
（2）选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
（3）确定螺杆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。
（4）自锁验算自锁条件是λ≤φv式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1f v，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。
即φv－λ≥l°（5）结构（见图1—2）螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。
手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp 决定，d k ≥dp 十0.5mm 。
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
(整理)螺旋千斤顶大作业任务书及设计指导书
姓名专业年级班级设计完成日期年月日指导教师一、题目：螺旋千斤顶二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。
（注：将任务书置于计算说明书首页）四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书螺旋千斤顶设计指导书一、设计目的1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理和设计与计算的方法；2、运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养学生独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识解决材料的选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等方面的问题；3、熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。
二、螺旋千斤顶的设计螺旋千斤顶装配图如图1所示，其主要零件有螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。
扳动手柄可使螺杆在固定螺母中旋转，从而将托杯上的重物举起或放落。
托杯手柄螺母螺杆底座图1设计时，某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，有些尺寸则是根据经验关系或制造工艺决定的。
附属零件多靠经验和手册决定，必要时才进行强度计算。
设计的原始数据是：最大起重量F（kN）和最大起升高度H（mm）。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：1、螺杆的设计与计算1）螺纹牙型螺纹的牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。
为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8～H11/h11。
螺纹的径向间隙很小，在强度计算时不予考虑。
2）材料 螺杆的材料常用Q255、35、45钢等3）螺纹直径 螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即][3.141σπFd ⨯≥式中][σ为螺杆许用压应力，可查阅教材或手册。
对于矩形螺纹，先根据经验公式求得螺距P 的近似值41dP ＝，然后参照梯形螺纹标准确定P 值。
螺纹牙高度2Ph ＝，故螺杆直径P d d +=1，d 圆整为整数后，取P d d －=1。
对于非矩形螺纹，直径d 与螺距P 应按标准选取。
4）自锁验算 理论上自锁条件为'ρψ≤，式中ψ为螺纹中径处升角；'ρ为当量摩擦角。
螺旋千斤顶大作业说明书
螺旋千斤顶作业姓名 朱小龙 学号 10901131 一、题目：螺旋千斤顶 原始数据:二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。
四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书1目录一、螺杆的设计与计算 (3)1．螺纹的牙型 (3)2．螺杆的材料 (3)3．螺杆直径 (4)4．自锁验算 (4)5．螺杆结构 (4)6．螺杆的强度校核 (5)二、螺母的设计与计算 (5)1．材料 (5)2．螺纹圈数Z与高度H (5)3．螺母其它尺寸 (6)4．螺母与底座的配合 (7)三、螺杆稳定性验算 (7)四、托杯的设计与计算 (7)五、手柄设计与计算 (9)1．材料 (9)2．手柄长度L (9)p3．手柄直径d (9)p4．手柄结构 (9)六、底座设计 (10)七、千斤顶的效率 (11)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=50KN、最大升起高度H=200mm。
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，螺纹的径向间隙很小，在计算强度时不考虑。
（2）螺杆的材料选用45号钢,查【1】表3-2。
原始数据F=50KN H=200mm配合选H8/h8螺杆材料选45号钢螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为：[]τπτ≤=ZFb d 1; 螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为：[]b 21b Z b d Fl6σπσ≤=;均符合条件。
Z 取8考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数为Z ’＝Z ＋1.5=9.5螺母高H ’＝Z ’P=76mm（3）螺母其它尺寸 螺母其它尺寸见图。
其中d D )8.1~6.1(==62.4~70.2mm,取D=65mm ；D D )4.1~3.1(1==84.5~91mm ，取1D =86mm ；3'H a ==25.33,取a=26mm.螺母高76mm其它尺寸如图口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板。
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：①螺母固定不动，如图(a)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(b)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(c)由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。
(整理)螺旋千斤顶作业机械设计课程设计大作业
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：[]σπF2.5d 1≥查式中螺杆的屈服极限σs=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d1≥0.02764m ，取d 1=30mm 。
根据经验公式4p d1=，得P=7.5mm 。
参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高h=2p，得h=3.75mm 。
d 圆整为整数后，取p d d1-==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30.5mm1-'≤ρψ由)(/np tan d 2πψ= n=1，p=7.5mm ，d 2=2h2d 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'=arctanμ，在有润滑油情况下μ=0.1，得1-'ρ=4.574验证结束，左边小于右边，达到自锁条件。
——《机械原理与机械设计》 张策 P71 （5）结构 手柄孔径dK根据手柄直径p d 决定，mm 5.0d d p k +≈。
根据后面手柄部分的计算得到p d =26mm ，所以k d =26.5mm 。
螺旋千斤顶设计大作业
螺旋千斤顶设计任务书学生姓名陈嵩专业年级10级车辆工程设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量F = 40 kN；2、最大升距H =190 mm。
设计工作量：1、绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；2、编写设计计算说明书一份。
指导教师签名：2012年月螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级2010级车辆工程设计者陈嵩指导教师李华英成绩2012年12月13日目录1．螺杆的设计与计算 (2)1.1螺杆螺纹类型的选择 (2)1.2选取螺杆材料 (2)1.3确定螺杆直径 (2)1.4自锁验算 (3)1.5结构 (3)1.6螺杆强度校核 (5)1.7螺杆的稳定性计算 (6)2. 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 (7)2.3校核螺纹牙强度 (8)2.4结构要求 (9)3. 托杯的设计与计算 (9)4. 手柄设计与计算 (11)4.1手柄材料 (11)4.2手柄长度Lp (11)4.3手柄直径dp (12)4.4结构 (12)5. 底座设计 (13)如图1-2，则有退刀槽宽度1.5P=10.5mmD13=(1.7~1.9)d=68~76mm，取D13=70mm (1.4~1.6)d=56~64mm，取1.5d即60mm H+H'=190+56=246mm(H'为后面计算得）螺钉外径0.25d=10mm挡圈外径d+(6~10)=46~50mm 1.5P=10.5mm D13=70mm 1.5d=60mm H+H'=246mm根据GB/T891-1986，选取挡圈GB/T891 B50， 公称直径D=50mm ，H=5mm根据GB/T68-2000，选取螺钉GB/T68 M6×16， 螺纹规格d =M6，公称长度l =16mm1.6 螺杆强度校核对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。
(整理)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][p F φ=0.8√500001.2×22×106=34.82mm 。
查询GB/T5796.2-2005，取d 2=36.5mm ，d=40mm ，P=7mm ，D 4=41mm ，d 3=32mm （即以下计算中的d 1），D 1=33mm 。
螺旋千斤顶大作业
姓名于方津专业机制年级13 班级3设计完成日期2015 年10 月11 日指导教师_________一、题目：螺旋千斤顶题目设计方案12345678910最大起重疑F(kN)20253035404550——006065最大起升高度H(mm)150160170180190200210220230240三、工作量］、总装酉I图一张；2、F算说明书一况(注：将任务书置于计算说明书首页)四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书螺旋千斤顶作业任务书机械设计大型作业编号08螺旋千斤顶设计说明书⑷自锁验算:当量摩擦角Q = arctan—-cos—2由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取“ = 0.10 (0.08 〜0」0)又因为矩形螺纹牙顶角a=0所以，p' = arctan °= 5.711COS —2d[ + d螺纹中径d： = ―；一 = 31°™螺纹中径升角I// = arctan =arctan ------------- °叫n x 31满足屮s pi因此，满足自锁条件，自锁可靠。
(5)螺杆结构：螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加大宜径,其结构见图1。
凸合结构图1d2 = -^mm屮二。
满足自锁条件手柄孔径心根据手柄直径决泄，”严心+0.5（后面给出）。
为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比/ 小0.5m/）i,宽度为二x 二9mm。
所以退刀槽尺寸为：9 x 027.5螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为C2。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱岀，在螺杆下端安垃了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。
挡圈直径为dg = d + 5 = 39mm挡圈厚度6~12mm 取8mm螺钉直径为=选取GB/T6S - 2000 M1 Ox 45开槽沉头螺钉。
（6）强度校核：螺杆工作时承受轴向压力F和转矩7的联合作用，根据第四强度理论求岀其危险截而的当量应力，令其满足%,=加+3卄=]（笛）'+3（丄丁）' < [er]V ncl； 0.2J,其中，T = F・dtan（0 + /?'）231=45 x y x t刖（3-525° + 5-711°）=113.42 （M ・ m）所以，_ L 4F T ,= （MPa）<[<T]=118N（P 因此，强度符合强度要求。
螺旋千斤顶设计大作业复习课程
螺旋千斤顶设计任务书学生姓名陈嵩专业年级10级车辆工程设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量F = 40 kN；2、最大升距H =190 mm。
设计工作量：1、绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表；2、编写设计计算说明书一份。
指导教师签名：2012年月螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级2010级车辆工程设计者陈嵩指导教师李华英成绩2012年12月13日目录1．螺杆的设计与计算 (2)1.1螺杆螺纹类型的选择 (2)1.2选取螺杆材料 (2)1.3确定螺杆直径 (2)1.4自锁验算 (3)1.5结构 (3)1.6螺杆强度校核 (5)1.7螺杆的稳定性计算 (6)2. 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 (7)2.3校核螺纹牙强度 (8)2.4结构要求 (9)3. 托杯的设计与计算 (9)4. 手柄设计与计算 (11)4.1手柄材料 (11)4.2手柄长度 Lp (11)4.3手柄直径 dp (12)4.4结构 (12)5. 底座设计 (13)如图1-2，则有退刀槽宽度1.5P=10.5mmD13=(1.7~1.9)d=68~76mm，取D13=70mm (1.4~1.6)d=56~64mm，取1.5d即60mm H+H'=190+56=246mm(H'为后面计算得）螺钉外径0.25d=10mm挡圈外径d+(6~10)=46~50mm 1.5P=10.5mm D13=70mm 1.5d=60mm H+H'=246mm根据GB/T891-1986，选取挡圈GB/T891 B50， 公称直径D=50mm ，H=5mm根据GB/T68-2000，选取螺钉GB/T68 M6×16， 螺纹规格d =M6，公称长度l =16mm1.6 螺杆强度校核对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。
精编螺旋千斤顶大作业任务书及设计指导书资料
姓名专业年级班级设计完成日期年月日指导教师一、题目：螺旋千斤顶二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。
（注：将任务书置于计算说明书首页）四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书螺旋千斤顶设计指导书一、设计目的1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理和设计与计算的方法；2、运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养学生独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识解决材料的选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等方面的问题；3、熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。
二、螺旋千斤顶的设计螺旋千斤顶装配图如图1所示，其主要零件有螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。
扳动手柄可使螺杆在固定螺母中旋转，从而将托杯上的重物举起或放落。
托杯手柄螺母螺杆底座图1设计时，某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，有些尺寸则是根据经验关系或制造工艺决定的。
附属零件多靠经验和手册决定，必要时才进行强度计算。
设计的原始数据是：最大起重量F（kN）和最大起升高度H（mm）。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：1、螺杆的设计与计算1）螺纹牙型螺纹的牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。
为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8～H11/h11。
螺纹的径向间隙很小，在强度计算时不予考虑。
2）材料 螺杆的材料常用Q255、35、45钢等3）螺纹直径 螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即][3.141σπFd ⨯≥式中][σ为螺杆许用压应力，可查阅教材或手册。
对于矩形螺纹，先根据经验公式求得螺距P 的近似值41dP ＝，然后参照梯形螺纹标准确定P 值。
螺纹牙高度2Ph ＝，故螺杆直径P d d +=1，d 圆整为整数后，取P d d －=1。
对于非矩形螺纹，直径d 与螺距P 应按标准选取。
4）自锁验算 理论上自锁条件为'ρψ≤，式中ψ为螺纹中径处升角；'ρ为当量摩擦角。
大作业——千斤顶
三.任务
装配图1张(1：1) 说明书1份
四.设计过程
(一)、结构分析 1.组成 2.工作原理 3.结构特点 采用螺母固定，螺杆转动并作上下直线运动 设置托杯，并开设沟槽 选用滑动螺旋、梯形螺纹 螺杆头部粗大，螺杆下部设挡圈
(二)、材料选用 材料要求： 螺杆螺母应具有足够强度、良好耐磨性及工艺性 螺杆：钢 螺母：青铜或铸铁
对青铜螺母取[σb]=40～60MPa。
L=(D-D2)/2
6.螺母悬置段强度计算 求螺母外径D3
强度条件为
ca 232 Q A23W T1T2
近似为
ca
(1.2~1.3)Q 4(D23 D2)
对直径D4：D4=(1.3~1.4 D3 凸缘高度a:a=H/3
Q
T1
7.螺母凸缘的强度计算 挤压强度条件
(三)、设计计算
1.螺纹副耐磨性计算 耐磨性条件为:
p
Q πd 2 hu
QP πd 2 hH
p
令φ=H/d2(H为螺母高度，且H=uP)， 代入上式可得
d2
QP πhφ[p]
式中 p──工作压强(MPa); Q──轴向工作载荷(N)； d2──螺纹中径(mm)；
h──螺纹工作高度(mm)， 对矩形、梯形螺纹， h=0.5P(P为螺距)； 对锯齿形螺纹，h=0.75P；
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)。 β牙恻角
3.螺杆强度校核
强度条件
ca 232 4d Q 1 2231d T 6 1 312
式中 [σ]——螺杆材料的许用应力(MPa)， 有[σ]= σs/3～5。
螺旋千斤顶大作业说明书
机械设计课程《螺旋千斤顶》设计说明书学生姓名学院名称专业学号年月日螺旋千斤顶作业任务书姓名 专业 年级 班级 设计完成日期 年 月 日 指导教师 一、题目：螺旋千斤顶 原始数据:二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。
四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书选题说明：最大起重量F （20KN ） 最大起升高度H （150mm ）目录一、螺杆的设计与计算------------------------------------------11、螺杆螺纹类型的选择------------------------------------------12、选取螺杆材料 -----------------------------------------------13、确定螺杆直径------------------------------------------------14、自锁验算----------------------------------------------------15、结构--------------------------------------------------------26、螺杆的强度校核 ---------------------------------------------2二、螺母设计与计算------------------------------------------21、选取螺母材料------------------------------------------------22、确定螺母高度H ’及螺纹工作圈数Z-----------------------------33、螺母其它尺寸------------------------------------------------34、螺母与底座的配合--------------------------------------------3三、螺杆稳定性验算--------------------------------------------4 四、托杯的设计与计算-----------------------------------------4 五、手柄设计与计算--------------------------------------------51、材料--------------------------------------------------------52、手柄长度p L-------------------------------------------------53、手柄直径p d-------------------------------------------------6 4、手柄结构 ---------------------------------------------------6六、底座设计---------------------------------------------------6 七、千斤顶的效率---------------------------------------------7得tan ψ=0.07490当量摩擦角ρ'=arctan μ，在有润滑油情况下μ=0.1， 得1-'ρ=4.711验证结束，左边小于右边，达到自锁条件。
螺旋千斤顶大作业任务书和指导书.doc
螺旋千斤顶大作业任务书和指导书一.题目螺旋千斤顶原始数据如下：(按学号尾数)项目设计方案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10最大起重量F (KN) 40 45 48 50 52 55 60 62 65 70 最大起重高度H' (mm) 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 手柄施加力Fp (N) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 受力简图:Lp：手柄有效长度；T：施于手柄的力矩；T,：克服螺纹副中的摩擦力矩；T2：克服托杯与支承面间的摩擦力矩。
二.设计工作量1.总装配图一张(A2图纸计算机1： 1绘图，参考《图册》93页(1)图);2.计算说明书一份(包插源程序、数据输入与输出)。
封而格式：目录格式：说明书格式：目录计算及说明结论三•计算内容1. 选择螺杆和螺母的材料2. 螺杆的设计计算(1) 选择螺杆的牙型(梯形)(2) 按强度计算螺杆的小径山(d&1.25」邑) \[O]梯形螺纹参数数组A (I, J)(mm)(3) 定螺距P,查出标准螺距P 及螺杆螺纹小径山、中径(12、大径d 、螺母螺纹大径D (4) 验算自锁性：屮冬①v7T 2EI(5) 验算螺杆的稳定性：Fc 「/F$3.5〜5 (临界载荷珂尸丝送;,其中螺杆的工作长度(山)「1 二h]+H'+H/2,长度系数 U=2)3. 螺母的设计计算FP(1) 根据耐磨性定出螺母的高度H (H3 ----------------- ，収整)，求旋合圈数u(uW10,不必収Kd 2h[p]整)，校核 e=H/d2二 1.2〜2.5F(2) 校核螺纹牙的剪切强度(工二 ----- D 为螺母螺纹大径,b=0.634 P )和弯曲兀Dbu 强度(O b= ■ c o bl, h=o.5 P)错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
兀 Db 「u 4. 手柄的设计计算(1)选择材料(一般用Q235,35)装 订 位 買⑵计算手柄的总长度L(L二Lp+D/2,取整。
螺旋千斤顶大作业
螺杆稳定性条件为
式中， 为螺杆稳定性计算安全因数； 为螺杆稳定性安全因数（ ）, 为螺杆的临界载荷。
先计算螺杆的长细比
其中，长度系数
螺杆最大受压长度
螺杆危险截面惯性半径
所以，
对于 淬火钢
进而可得
由于 螺杆稳定性安全因数 =2.5~4
所以螺杆稳定性合格。
4.托杯的设计与计算：
（1）材料：选用Q235碳钢,模锻制造。
底部与螺杆的接触面间有相对滑动。为了避免过快磨损，一方面需
要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，取其许用压力为
由此可确定托杯直径
=60.57(mm)
取 mm
5.手柄的设计与计算:
(1) 材料：Q235碳钢
(2)手柄长度 ：扳动手柄的转矩 必须克服螺纹副的螺纹力矩 和螺杆与托杯间的摩擦力矩 ，即
则
式中，K为施加于手柄上的臂力 ，为满足大多数人的使用，设计中取K取 。
=131.04( )
式中， 。
所以，手柄计算长度满足
=966.45mm
考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为
=1096.95mm
不应超过千斤顶的最小高度，所以所以将手柄实际长度改为 ，另外加套筒，套筒长800mm。
（3）手柄直径：
式中， 为材料的许用弯曲应力，对于Q235的手柄，
所以，
取
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45钢
（3）螺杆的直径
螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即
千斤顶大作业教案
b
结 构 草 图
螺杆结构
插手柄 底部轴端挡圈 退刀槽 螺杆开孔处的强度校核
Qmax 2M t d6
max
4 Qmax 3 d 52 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：
希望选择耐磨性好，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，故经过淬火处理的钢是螺杆的理想材料；
传动系统结构设计
选 择 螺 旋 副 的 参 数
●●螺纹副耐磨性计算
☆耐磨性条件为：
Q p πd 2 hu QP p πd 2 hH
ca
(1.2 ~ 1.3)Q 4 (D D )
2 3 2
●●对直径D4：D4=(1.3~1.4 D3
凸缘高度a:a=H /3
7.螺母凸缘的强度计算
☆接触面挤压强度计算
πD3
ca
Q
2 2 ( D 4 D3 ) 4
p
D3
(D4-D3)/4
☆凸缘根部弯曲强度计算
3.机器结构初步设计——绘制草图
4.主要传动和运动参数设计计算 5.传动系统结构设计
6.其他零部件的设计计算
千斤顶
工作原理
结 构 草 图
传动系统结构设计
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。
2.选择滑动螺旋副的材料
题目中要求起重重量，属于较高载荷，手动升降， 属于低速，
i
u 2 确定
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
螺旋千斤顶作业任务书 姓名 于方津 专业 机制 年级 13 班级 5
设计完成日期 2015 年 10 月 11 日 指导教师 一、题目：螺旋千斤顶
原始数据:（请在指定的设计方案编号后划√）
题目 设计方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 最大起重量F （kN ） 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 最大起升高度H
（mm ）
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
二、机构简图 三、工作量
1、总装配图一张；
2、计算说明书一份。
（注：将任务书置于计算说明书首页） 四、参考资料
螺旋千斤顶设计指导书
螺旋千斤顶设计说明书
设计及说明
结果
机械设计 大型作业
编号
08
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：最大起重量F=55KN 、最大升起高度H=220mm 。
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45钢
（3）螺杆的直径
螺杆工作时，同时受压力和转矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺栓连接的计算公式求出螺纹内径，即 其中：螺杆许用应力 S
S
σσ=][
查阅资料得：45号钢屈服极限 取安全系数 于是，
螺纹内径满足：
=27.78mm
螺距
mm
参考矩形螺纹标准，取P=6mm 进而确定螺纹的工作高度 32
==
P
h mm 螺纹大径 mm
圆整后，取 d=34mm
因此， mm (4) 自锁验算： 当量摩擦角 2
cos
arctan
'αμ
ρ=
由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取 又因为矩形螺纹牙顶角 0α= 所以， 0.10
'arctan
5.7110cos
2
ρ== 螺纹中径
mm
原始数据 F=55KN H=220mm 配合选H8/h8 螺杆材料选45钢 P=6mm h =3mm d=34mm mm mm ψ=3.525° 满足自锁条件 挡圈厚度8mm 挡圈螺钉： 满足强度要求 材料：锡青铜 Z=8 a =17mm
D=55mm
=1D 72mm
紧定螺钉 螺杆稳定性合格 材料：Q235碳钢 托杯高58mm
材料：Q235碳钢 材料：HT100铸铁
螺纹中径升角 =ψarctan 2
d np
π=arctan =3.525°
满足 1'-≤
ρψ
因此，满足自锁条件，自锁可靠。
(5) 螺杆结构：
螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，其结构见图1。
图1
手柄孔径k d 根据手柄直径p d 决定，0.5k p d d ≈+（后面给出）。
为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比1d 小0.5mm ，宽度为1.5P=1.5⨯6=9mm 。
所以退刀槽尺寸为：
螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为2C 。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端安置了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。
挡圈直径为 mm 挡圈厚度 6~12mm 取8mm
螺钉直径为 0.25d=8.5mm
选取200068/-T GB 4510⨯M 开槽沉头螺钉。
（6)强度校核:
螺杆工作时承受轴向压力F 和转矩T 的联合作用，根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力,令其满足 其中， 2
tan(')2
d T F ψρ=⋅
+
（ ） 所以，
2223
11
4()3()0.2v F T d d σπ=+
=99.90(MPa)<[σ]=118MP 因此，强度符合强度要求。
2.螺母的设计与计算：
（1）材料：锡青铜 牌号：ZCuSn10Pb1
η 效率符合要求
（2）螺纹圈数： ]
[2p h d F
Z π≥
其中螺纹中径 ，螺纹牙高度h=3mm ，螺纹牙表面许用压强][p 取25(18~25)MPa MPa 。
代入上式，得
因此，取 Z=8
考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数 5.1'+=Z Z =9.5 螺母高 （3）螺纹其它尺寸：见图2
图2
取 D=55mm 取=1D 72mm (4) 螺母与底座的配合：
螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用8/7H n 。
螺母下端和底座孔上端均加工出倒角，倒角尺寸为2C 。
同时安置紧定螺钉防止螺母转动，紧定螺钉选用GB/T65 的开槽圆头螺钉。
3.螺杆稳定性计算： 螺杆稳定性条件为
式中，sc S 为螺杆稳定性计算安全因数；s S 为螺杆稳定性安全因数
（4~5.2=s S ）,cr F 为螺杆的临界载荷。
先计算螺杆的长细比λ
其中，长度系数 2=μ 螺杆最大受压长度
螺杆危险截面惯性半径
所以，
对于85<λ淬火钢
进而可得
=2.65
由于 螺杆稳定性安全因数s S =2.5~4
所以螺杆稳定性合格。
4.托杯的设计与计算：
（1）材料：选用Q235碳钢,模锻制造。
（2）托杯结构，见图3.
取壁厚 mm 10=δ 托杯高（1.5~1.8d ）,
所以托杯高=1.6d=51.2mm 取52mm
直径 取 取
图 3
为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出切口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板尺寸3063φφ⨯⨯，螺钉选用/57832000525GB T M -⨯开槽圆角头螺钉。
直径2D 的配合为11/11a H 。
当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。
因此，在起重时，托杯 底部与螺杆的接触面间有相对滑动。
为了避免过快磨损，一方面需 要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，取其许用压力为 由此可确定托杯直径 =62.79(mm) 取
5.手柄的设计与计算:
(1) 材料：Q235碳钢
(2) 手柄长度p L ：扳动手柄的转矩p KL 必须克服螺纹副的 螺纹力矩1M 和螺杆与托杯间的摩擦力矩2M ，即 则 ()K M M L p 21+≥
式中，K 为施加于手柄上的臂力(150~250)N ，为满足大多数人
的使用，设计中取K 取200N 。
=138.62(m ⋅N )
=69.3(N ） 式中，0.06(0.05~0.08)μ=。
所以，手柄计算长度满足
K M M L p /)(21+≥=1039.6mm 考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为
1005.04w ++=D L L p =1171.1mm
w L 不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为352mm ，
另外加套筒，套筒长800mm 。
（3）手柄直径：
式中，b ][σ为材料的许用弯曲应力，对于Q235的手柄， 所以，
=25.88mm 取
则螺杆孔径
（4）手柄结构：手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中
滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉固定，其结构见图4。
图 4
固定螺钉选用200068/-T GB 208⨯M 开槽沉头螺钉。
6.底座的设计与计算：
（1）材料：HT100铸铁 （2）尺寸设计：见图5，取壁厚mm 10=δ，锥度按照5:1设计。
各部分尺寸为：
图 5
式中，
p ][σ为底座下枕垫物的许用挤压应力。
以下枕垫物为木材考虑， MPa p 5.2][=σ。
因为 18D D ≥
所以，取
7、千斤顶的效率：
)
(221T T FP
+πη＝
（一般η＜0.3）
因此， 设计效率符合要求。