哈工大-机械设计大作业-千斤顶(DOC)
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 。
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。
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螺旋传动设计(千斤顶)(DOC)
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：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-----------------------------------------------------------------------------------712参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------------81、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：3.1.2起重量Q F =40KN ，最大起重高度H=200mm 。
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 。
机械设计千斤顶课程设计 机械设计设计大作业一
设计作业一
设计一种用于小型汽车、轿车的螺旋起重器（千斤
顶）。
已知起重量15kN，升程300mm。
工作量：装配图一张（A4），设计计算说明书一份。
结构方案设计参考图如图1，其它参考方案见专利
(申请号95105009)和专利(申请号98103186)。
检索项目：摘要
关键字：千斤顶
设计作业二
（1）轴与曲柄之间采用了图2所示的双销联接方式，所传递的力矩T＝35m
N⋅。
请设计该销联接，并写出销的标准代号。
已知轴的材料为Q275钢，曲柄的材料为HT200。
（2）另一轴与曲柄采用了图3所示的胶接联接，传递力矩T＝35m
N⋅，胶粘剂的剪切强度极限τB＝25MPa，安全系数S＝1.2，请设计该联接(求L)。
轴和曲柄的材料均为Q235。
（3）曲柄采用了图4所示方式直接焊接在轴端。
传递的力矩T＝100m
N⋅，焊缝的许用切应力[τ′]=59MPa。
请核算该焊缝的强度，轴和曲柄的材料均为Q235。
图1
图2 图3 L
3
图4。
《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。
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)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/mm3.1.1 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QFF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][8.02p F d Qψ≥。
由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数5.2~2.1=ψ，取2=ψ。
则mm mm p F d Q6.19252300008.0][8.02=⨯=≥ψ 式中：Q F ——轴向载荷，N; 2d ——螺纹中径，mm;][p ——许用压强，MPa 。
机械设计螺旋千斤顶说明书
哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目螺旋起重器（千斤顶）系别机电学院班号09XXXX姓名XXX日期2011/9/16哈尔滨工业大学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：已知条件：螺旋起重器起重量;最大起重高度。
设计要求：1. 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照比例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.撰写设计说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。
目录一、设计题目二、螺母、螺杆选材三、螺杆、螺母设计计算耐磨性计算螺杆强度校核螺纹牙强度校核螺纹副自锁条件校核螺杆稳定性校核四、螺母外径及凸缘设计五、手柄设计六、底座设计七、其余各部分尺寸及参数八、参考文献一、 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 。
二、 螺杆、螺母、托盘及底座选材工作特点：螺旋千斤顶一般为间歇性工作，每次工作时间较短、速度也不高、但是轴向力很大、需要自锁，但不追求高效率。
1.螺杆选材：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，需要足够的强度，且为小截面，故选用45#钢，调质处理。
查参考文献[2]得σs=355MPa, σb =600MPa 。
查机械设计课本表得5~3][s σσ=,取[σ]=110MPa 。
2：螺母选材：千斤顶属于低速重载的情况，且螺母材料除要求有足够的强度外，还要求与螺杆材料配副后摩擦因数小和耐磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸造青铜ZCuAl10Fe3，查表得螺母材料的许用切应力MPa 40~30][=τ,取][τ=35MPa ；许用弯曲应力 [σb ]=40~60MPa,故取[σb ]=50MPa 。
3：托盘和底座选材：托盘和底座均采用铸铁材料。
三、 螺杆、螺母设计计算耐磨性计算由耐磨性条件公式（限制螺纹工作表面的压强，按螺母材料计算）： ][2p Hh d p F A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π 对于梯形螺纹，有h=,那么耐磨性条件转化为：2d ≥式中 2d ——螺纹中径，mm;F ——螺旋的轴向载荷，N ；H ——螺母旋合高度，mm;ψ——引入系数，ψ=H/2d ;[p]——材料的许用压强，MPa;查机械设计表，得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa ，对于整体式螺母，5.2~2.1=ψ，取ψ=，那么有mm MPa KN d 3.2520*0.2408.02=≥。
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 。
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 mm, 小径d 3〔d 1〕=28. 5 mm,内螺纹大径D 4 mm 。
3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe =√(4F πd12)2+3(16T1πd13)2 ≤ [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 (φ+ρ’ )2d 2, ψ为螺纹升角，ψ=arctan npπ2d =arctan 1×3π×30.5=42°；[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 ’~,取f ’= 0.09，螺纹副当量摩擦角ρ’ = arctan f ’ = = °。
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 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：螺旋起重器的设计设计原始数据：题号起重量F Q/kN最大起重高度H/mm3.1. 130180F一，螺杆、螺母材料的选择螺杆采用45钢调质，参考GB/T 699知其抗拉强度=600MPa，屈服点=355MPa；考虑到速度低并且要求耐磨，参考GB/T 1176，螺母材料选用10-3铝青铜 ZCuAl10Fe3。
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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/mm3.1.1 30 180Q FF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][8.02p F d Qψ≥。
由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数5.2~2.1=ψ，取2=ψ。
则mm mm p F d Q6.19252300008.0][8.02=⨯=≥ψ 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[3]表11.5取公称直径mm d 28=，螺距mm P 3=，中径mm d 5.262=，小径mm d 5.243=，内螺纹大径mm D 5.284=。
三、螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：][16342331223σππσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d T d F Q e 式中：Q F ——轴向载荷，N ； 3d ——螺纹小径，mm;1T ——螺纹副摩擦力矩，2)tan(21d F T Q ρψ'+=，ψ为螺纹升角，2arctan d np πψ== 0637.25.2631arctan=⨯⨯π；][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10.0~08.0='f ，取09.0='f ，螺纹副当量摩擦角 1427.509.0arctan arctan =='='f ρ。
把已知的值代入1T 的计算公式中，则得mm N T ·50261)1427.50637.2tan(25.26300001=+⨯= MPa 4.705.24502611635.243000042322=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=ππσe 由参考文献[1]表 5.9可以查得螺杆材料的许用应力5~3][sσσ=，MPa s 355=σ，=][p 71~118MPa ，取MPa 95][=σ。
显然，][σσ<e ，螺杆满足强度条件。
四、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][4τπτ≤=bD Z F Q式中：Q F ——轴向载荷，N ； 4D ——螺母螺纹大径，mm;Z ——螺纹旋合圈数，Z 取10；b ——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=0.65×3mm=1.95mm 。
代入数值计算得MPa MPa 2.1795.15.281030000=⨯⨯⨯=πτ查参考文献[1]表5.9螺母材料的许用剪应力MPa 40~30][=τ，显然][ττ<。
螺纹牙得弯曲强度条件为[]b Q b b D Z l F σπσ≤=243式中：l ——弯曲力臂，mm mm d D l 125.265.28224=-=-=。
其它参数同上。
代入数值计算得MPa MPa b 435.2695.15.281013000032=⨯⨯⨯⨯=πσ 查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用弯曲应力MPa b 60~40][=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 0637.2=ψ， 1427.5='ρ，因此ρψ'<满足自锁条件。
六、螺杆的稳定性校核 螺杆的柔度值14d lilμμλ==式中：l ——螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点的距离，则++=2180螺母H l 1h 退刀槽l +。
退刀槽l 指螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，退刀槽l =9mm 。
mm 30310=⨯==ZP H 螺母假设手柄直径为mm 20=手柄d ，由结构尺寸经验公式mm d h 40~36)2~8.1(1==手柄，取mm h 381=，则mm mm l 242)93815180(=+++=μ——长度系数，对千斤顶，可看做一端固定、一端自由，取μ=2。
代入以上数值得795.242422441=⨯⨯==d l μλ 对于45钢调质，当90<λ时：N d F c 8847145.247900013.01340400013.0134022212=⨯⨯+=+=ππλ 5.295.23000088471>==F F c 因此，满足稳定性要求。
七、螺母外径及凸缘设计螺母外径mm mm d D 42285.15.12=⨯=≈。
螺纹凸缘外径mm mm D D 8.58424.14.123=⨯=≈，取mm D 603=。
螺纹凸缘厚mm mm H b 9~630)3.0~2.0()3.0~2.0(=⨯=≈，取mm b 8=。
八、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的摩擦力矩。
设F 为加在手柄上的力，取F=200N ，L 为手柄长度，则21T T FL +=。
有mm N T ·502611=2123132)2()]4~2([)2()]4~2([31+--+--=D D D D fF T Q式中：Q F ——轴向载荷，N ； f ——摩擦因数；D =(1.6~1.8)d=(1.6~1.8)×28mm=44.8~50.4mm,取D=48mm 。
1D =(0.6~0.8)d=(0.6~0.8)×28mm=16.8~22.4mm,取1D =20mm 。
托杯选铸铁，手柄选Q215，摩擦因数f =0.12，则mm N T ⋅≈+--+--⨯⨯⨯=62669)220()]4~2(48[)220()]4~2(48[3000012.03122332mm F T T L 65.564200626695026121=+=+=，取L=200mm,加套筒长500mm 。
手柄直径3][1.0b FL d σ≥手柄，查教材可知：2~5.1][sb σσ=，查参考文献[2]表10.1，MPa s 205=σ，则MPa b 7.136~5.102][=σ，取MPa b 110][=σ。
代入数值计算得mm FL d b 7.21mm 1101.065.564200][1.033=⨯⨯=≥σ手柄取手柄直径d=24mm 。
九、底座设计螺杆下落到地面，在留20~30mm 空间，底座造起模斜度1：10，厚度10mm 。
5D 由结构设计确定，5D =104mm 。
mm 1464.154==D D 。
结构确定后校核地面的挤压应力：MPa 64.3)104146(430000)(4222524=-=-=ππσD D F Qp地面材料选择铸铁HT100，查表得铸件壁厚mm 50~30=δ时，MPa 80≥b σ，b p σσ)5.0~4.0(][==(0.4~0.5)×80MPa=(32~40)MPa 。
显然，][p p σσ<，满足设计要求。
铸造圆角取R=4mm 。
十、托杯等其他结构的设计 托杯结构设计：T D =(2.0~2.5)d=56~70mm ，取T D =60mm ，D 取48mm （见手柄设计），h=(0.8~1)D=38.4~48mm ，取h=40mm ；2h =(0.6~0.8)1D =12~16mm ，取2h =14mm ，a 取8mm ，t 取8mm 。
挡圈结构设计：上部：厚度上挡圈h =4mm ，外径上挡圈D =24mm ，内径上挡圈d =7mm ； 下部：厚度下挡圈h =6mm ，外径下挡圈D =32mm ，内径下挡圈d =7mm ； 挡圈紧固结构：螺栓M6×10 GB/T 5782-2000十一、绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图见A2图纸十二、参考文献[1] 王黎钦，陈铁鸣. 机械设计. 4版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2008.[2] 宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京：高等教育出版社,2006.[3] 王连明，宋宝玉. 机械设计课程设计.3版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2007.。