江苏大学螺旋千斤顶大作业解析
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。
(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 。
螺旋千斤顶大作业
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.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机械设计制造及其自动化学号2011年11月8日螺旋千斤顶作业任务书姓名专业年级09 班级一班设计完成日期2011年11 月18 日指导教师一、题目：螺旋千斤顶原始数据:最大起重量F（KN）：35最大起升高度H（mm）：180二、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目录一、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、设计要求一、螺杆的设计与计算……………………………………………………………4-61. 螺杆的牙型 (4)2. 螺杆的材料 (4)3. 螺纹的直径 (4)4. 自锁验算 (4)5. 螺杆的结构 (5)6. 螺杆的强度校核 (6)二、螺母的设计与计算 (6)1. 螺母的材料 (6)2. 螺纹圈数Z和螺母高度H’ (6)3. 螺母其它尺寸 (6)4. 螺母与底座的配合 (6)三、螺杆稳定性验算 (7)四、托杯的设计与计算 (7)五、手柄的设计于计算 (8)1. 手柄的材料 (8)2. 手柄长度L (8)p3. 手柄直径d (8)p4. 结构 (8)六、底座设计 (9)七、千斤顶的效率 (9)得tan ψ=0.07357。
ψ=4.20767︒——《机械原理与机械设计》 张策 P389由当量摩擦角arctan ρμ'=，在有润滑油情况下μ=0.1，得1-'ρ=4.7106。
得'ρψ≤——《机械原理与机械设计》 张策 P389验证结束，达到自锁条件。
5、螺杆的结构螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，根据后续托杯计算可确定加大后的直径为24mm 。
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。
(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 。
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。
螺旋千斤顶课程设计
《机械设计课程作业任务书》题目：螺旋千斤顶起重量Q= 27.5 KN 起重高度H= 180 mm 手柄操作力P= 250 N作业任务：1 、设计计算说明书一份2 、设计装配图一张（1:1 ）学院：班级：姓名：学号：完成日期：指导教师评分目录1、设计题目 ........................... 错.. 误!未定义书签。
2、螺旋千斤顶总功能 ................... 错. 误!未定义书签。
3、设计任务与要求 ..................... 错. 误!未定义书签。
4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图 ... 错误!未定义书签。
5、螺旋千斤顶结构尺寸设计 .............................. 2..5.1 螺杆的设计...................... 错. 误!未定义书签。
5.2 螺纹类型和精度的选择............ 错. 误!未定义书签。
5.3 螺旋千斤顶设计及计算............................. 3..5.3.1 螺杆和螺母的计算 .............................. 4..5.3.1.1 螺旋副的计算............................... 4..5.3.1.2 螺杆的计算6...5.3.1.3 螺母的计算7...5.3.2 托杯设计9...5.3.3 底座设计1..0.5.3.4 手柄的设计1..0.5.3.5 螺旋千斤顶的效率1..1参考文献机械原理与设计课程设计》1、设计题目设计螺旋千斤顶已知条件: 起重量Q=27.5KN ，起重高度H=180mm ，人手作用力P=250N2、螺旋千斤顶总功能按螺旋传动原理，利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动。
将回转运动转变为直运动，并传递运动和动力。
从而实现将一定重量的物体提升一定的高度的功能。
3、设计任务与要求设计任务1、千斤顶最大起重量为40KN2、工作行程L=200mm ，单臂操作3、作出结构原理、结构简图4、绘制系统装配图，画3#装配图一张5、编写设计说明书要求1、设计螺杆要求校核耐磨性、自锁性；校核螺纹工作圈数、螺杆强度和稳定性2、设计螺母要求校核螺母螺纹牙强度3、底座和托杯要求满足一定的强度4、机构应具有良好的传力性5、绘制系统装配图，画3#装配图一张4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图如左图为一螺旋千斤顶的结构型式，各零件的名称如图所示。
螺旋千斤顶设计实验结论
螺旋千斤顶设计实验结论螺旋千斤顶是一种常见的工具，用于举起重物或调整高度。
它由一个螺旋杆和一个移动的插头组成，通过旋转螺旋杆来实现升降的功能。
在这篇文章中，我们将设计一个实验来研究螺旋千斤顶的性能，并得出结论。
实验目的：通过实验，研究螺旋千斤顶举升高度与输入力的关系，探究其性能特点。
实验步骤：1. 准备一台螺旋千斤顶、一个量力器、一组不同重量的物体。
2. 将螺旋千斤顶固定在一个平稳的台面上。
3. 将量力器与螺旋千斤顶插头相连，并将其固定在一个固定点上。
4. 在螺旋杆上施加适当的力，使螺旋千斤顶开始举升。
5. 使用量力器测量螺旋千斤顶的举升高度。
6. 重复以上步骤，分别使用不同的输入力和不同的重量物体进行实验。
实验结果：通过实验测量，我们记录下了螺旋千斤顶在不同输入力和不同重量物体下的举升高度。
根据实验数据，我们绘制了举升高度与输入力之间的关系曲线。
实验结论：根据实验结果，我们得出以下结论：1. 螺旋千斤顶的举升高度与输入力呈线性关系，且满足力的平衡原理。
2. 随着输入力的增加，螺旋千斤顶的举升高度也相应增加，但增长速度逐渐减慢。
3. 在相同输入力下，螺旋千斤顶可以承受的重量越大，举升高度也越大。
4. 螺旋千斤顶的性能受到材料和结构的影响，设计合理的螺旋杆和插头可以提高其举升效率和稳定性。
实验分析：螺旋千斤顶的工作原理是利用螺旋杆的旋转运动将输入力转化为举升高度。
当我们施加力在螺旋杆上时，螺旋杆会沿着插头旋转，推动插头向上移动。
螺旋杆的螺旋结构使得插头每旋转一周，举升高度增加一个固定值。
通过实验我们可以观察到，螺旋千斤顶的举升高度与输入力成正比，这是因为螺旋千斤顶遵循了力的平衡原理。
根据牛顿第三定律，施加在螺旋杆上的力会产生相等大小的反作用力，这个反作用力使得插头向上移动。
我们还观察到随着输入力的增加，螺旋千斤顶的举升高度增加速度逐渐减慢。
这是因为螺旋千斤顶的举升高度与输入力之间存在一个限制关系，当输入力达到一定值时，螺旋千斤顶无法再提供更大的举升高度。
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 (6)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (6)12、螺旋千斤顶的效率 (6)13、参考资料 (6)1、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=200N 。
2、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σs=355MPa, σb =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ZCuAl10Fe3。
查参考文献得［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。
托杯和底座均采用HT250材料。
3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。
由参考文献查得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。
由耐磨性条件公式：2d ≥ 式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；ψ——引入系数，ψ=2.0 ;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有224.5d mm ≥。
查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P=8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。
螺母高度H '=ψd 2=51mm ，螺母的螺纹工作圈数u='H P=6.4≤10.螺纹牙的工作高度h=0.5P=4mm4、自锁性校核 4.73cos v farctgλψβ≤== 为保证自锁，取λ=2.5其中，由相关手册查得 0.08,15f β==5、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，根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：][)16(3)4(311221σππσ≤+=d T d F式中 1d —— 螺杆螺纹的小径22.5mm ；[]σ——螺杆材料的许用应力(MPa);F ——螺杆所受的轴向载荷(N)；T 1—— 螺杆所受转矩，对起重螺旋取T=T 1 将f =0.09代入数据计算得到：由21()2v d T Q tg λψ=⋅⋅+得1T =122561N ·mm ，代入公式2311221)16(3)4(d T d F ππσ+=得σ=87.7MPa ，显然符合条件。
螺旋千斤顶课程设计解析
螺旋千斤顶课程设计姓名：班别：学号：指导老师：1.题目要求 (1)2.螺杆的设计与计算 (2)2.1螺杆螺纹类型的选择 (2)2.2选取螺杆材料 (2)2.3确定螺纹直径 (2)2.4自锁验算 (3)2.5结构 (4)2.6螺杆强度计算 (5)2.7稳定性计算 (5)3. 螺母设计与计算 (6)3.1选取螺母材料 (6)3.2确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u (7)3.3校核螺纹牙强度 (7)3.4螺母与底座孔配合 (9)4. 托杯的设计与计算 (9)5. 手柄设计与计算 (10)5.1手柄材料 (10)5.2手柄长度L p (10)5.3手柄直径d p (11)5.4结构 (12)6. 底座设计 (12)1.题目要求一、选择方案数据方案数据项目设计方案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 最大起重量Q（KN）16 20 25 29 34 39 44 49 54 59 最大起升高度l（mm）150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 这里选择的是Q=34KN，l=190mm机构简图:2.螺杆的设计与计算2.1螺杆螺纹类型的选择2.2选取螺杆材料2.3确定螺纹直径螺纹有矩形、梯形和锯齿形，常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙形为等腰梯形，牙形角α=30°，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
这里选择梯形螺纹。
千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，所以选用45号钢。
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。
][22phHdFPhudFAFp≤===ππ,由于错误!未找到引用源。
，所以有错误!未找到引用源。
对于等腰梯形螺纹，Ph5.0=对于梯形螺纹，其设计公式为：由于螺旋千斤顶是工作在低速状态下，所以螺杆-螺母材料选择钢-青铜，查机械设计第九版97页，表5-12，取许用应力错误!未找到引用源。
Mpa,摩擦系数f=0.09。
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
螺旋千斤顶解读
③为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下
端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。 为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在
螺杆下端必须安置钢制挡圈，挡圈用
紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。
螺杆的设计与计算
6螺杆强度校核条件
螺杆工作时既受轴向力F，又受转矩T的作用，螺杆危险剖面上既
受压缩应力，又受剪切应力。根据第四强度条件进行校核。
螺母的设计与计算
螺母材料
螺 母 的 总 体 设 计 过 程
基本参数 螺母高度和 圈数 螺母 螺纹牙强度 校核 安装要求 相关尺寸
螺母的设计与计算
1螺母材料的选择 选用45钢
2确定螺母高度H’及螺纹工作圈数u’
螺母高度H=φ d2，螺纹工作圈数 ，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1.5(u应取整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于 10，否则应改选螺母材料或加大d。 经计算H’=90mm u’=9圈
设计要求： 承载重量F=21000N 举重高度h=195mm
设计总体流程图
螺杆设计与计算 螺母设计与计算
托杯设计与计算
底座设计与计算 传动效率计算
螺杆的设计与计算
螺纹类型选择
螺 杆 的 总 体 设 计 过 程
螺杆材料
螺杆直径
螺杆
自锁能力校核
结构
强度计算
稳定性校核
螺杆的设计与计算
1螺杆螺纹类型
螺纹类型有三角形、锯齿形、梯形、矩形等。本次千斤顶用到 的是螺旋传动，综合考虑矩形和梯形螺纹满足要求。梯形螺纹的内外
螺纹以锥面贴近不易松动，能够起到传动作用，故这里选用梯形螺纹。
2螺杆材料：45号钢 3螺杆直径：根据耐磨性条件计算出螺杆中径,查机械手册，得出公称
螺旋式千斤顶工作原理分析
螺旋式千斤顶工作原理分析学号102053姓名邓钰班级汽车一班任课教师王斌耀内容摘要：螺旋式千斤顶是一种常用来提升重物的机械装置。
当施加一个很小的外力时，它能举起很重的重物；而且撤去外力时，它能在原有位置保持平衡状态，不会下落。
本文就是对螺旋式千斤顶这种性质进行力学分析，解析其工作原理。
关键词：摩擦力，自锁现象，力矩。
右图是一个右旋千斤顶的简单模型，设OA的长为L，螺杆的平均半径为r，螺杆和螺母接触面之间的静滑动摩擦因数为fs，螺距为h。
首先我们来分析为什么千斤顶能在没有外力偶作用时保持平衡。
螺旋千斤顶的螺杆螺纹和支座螺纹间存在摩擦，当螺杆上无外力偶作用时保持平衡的原因就是由于其处于自锁状态。
先简单回顾一下自锁现象。
两个物体接触面之间存在着摩擦，如把木块放在粗糙水平面上，当给木块一个水平作用力时，桌面就会给木块静摩擦力，阻碍木块的运动；水平力越大，静摩擦力也越大以保持木块平衡。
木块平衡时，静滑动摩擦力Fs总小于或等于它的极限值Fmax。
如左图，当物体受到一个主动力时，设主动力P与法向的夹角为Φ，物体与地面的静滑动摩擦因数为fs ，法向约束反力大小为N，摩擦力大小为Fs。
约束限制了物体沿法向的运动，P cosΦ=N，主动力沿切向分量满足下面关系P sinΦ= P cosΦtanΦ= N tanΦ≤N tanθm =N fs=Fmax 其中θm称为摩擦角，fs = tanθm，物体处于平衡状态。
当主动力作用线落在摩擦锥之内时，则无论主动力有多大，都不能使物体运动。
这种现象就叫做自锁现象。
用自锁现象来解释螺旋千斤顶的平衡。
如图a截取一小段螺杆螺纹进行分析。
螺杆螺纹所受的是千斤顶支座螺纹对它们作用的法向约束力Ni和摩擦力Fi。
螺纹被展开后为一斜面如图b。
法向约束力Ni沿斜面的垂线方向，摩擦力Fi沿斜面方向。
千斤顶通过螺纹分散了重物的重量，可以认为螺纹受到了竖直向下的分布力的作用，结合螺纹斜面示意图，斜面的倾角为Φ，tanΦ=h/2πr。
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题目：螺旋千斤顶起重量Q= 27.5KN起重高度H= 200mm手柄操作力P= 250N班级机械（卓越）1301学号 3130301121姓名王梦宇完成日期 2015年10月指导教师朱长顺评分目录序言：设计的简单介绍--------------------------------------4 1螺杆和螺母的设计计算-------------------------------------5 1.1螺旋副的计算------------------------------------------5 1.1.1螺杆螺纹类型的选择---------------------------------5 1.1.2选取螺杆材料---------------------------------------5 1.1.3计算-----------------------------------------------5 1.1.4自锁验算 ------------------------------------------6 1.2螺杆的计算--------------------------------------------7 1.2.1螺杆强度-------------------------------------------7 1.2.2稳定性计算-----------------------------------------8 1.3 螺母的计算-------------------------------------------9 1.3.1螺母的基本参数------------------------------------10 1.3.2螺纹牙强度----------------------------------------11 1.3.3螺母体强度----------------------------------------11 2托杯设计------------------------------------------------12 3底座设计------------------------------------------------13 4 手柄设计与计算-----------------------------------------14 4.1手柄材料---------------------------------------------144.2手柄长度---------------------------------------------155 螺旋千斤顶的效率---------------------------------------166 课程小结-----------------------------------------------177参考资料-----------------------------------------------18简单介绍千斤顶一般由底座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。
设计计算内容计算及说明结果1.1螺旋副的计算1.1.1螺杆螺纹类型的选择1.1.2选取螺杆材料一、螺杆和螺母的设计计算1.1螺旋副的计算螺杆材料：一般采用Q235、Q275、40、45、50等钢。
选45钢。
螺母材料：选用铸造铝青铜。
螺纹有矩形、梯形与锯齿形，选择的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
故选梯形螺纹。
属于一般传动螺旋一般用途，精度选择中等。
螺杆材料：45钢螺母材料：铸造铝青铜梯形螺纹中等精度1.1.3计算由[1]表1得计算公式：d2≥[]phFPϕπmm（a）国家规定ϕ=1.2~2.5，取ϕ=1.4（梯形螺纹）（d ）所以λ=76.3<Ѱv -1°，所以满足自锁条件根据第四强度理论对其强度进行校核。
1.2.1螺杆强度1.2螺杆的计算[]σππσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=231221ca 1634 d T d F（a ）螺杆所受的扭矩注：λ为螺纹升角，Ѱv 为当量摩擦角。
（b ）45钢的s σ=355MPa[]MPa ss75.88355====σσσ()mN d F T •≈⨯⨯︒+︒=+=-44.621022914.576.3tan 275002)tan(32ϕλmN T •≈44.621.3.1螺母的基本参数1.3螺母的计算螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度mmDD1.56337.1)8.1~6.1(3=⨯==mmDD54.781.564.1)4.1~3.1(34=⨯==mmHa53.1336.403'≈==（a）内螺纹大径mmD1.563=mmD54.784=mma53.15≈1）首先校核螺母外径2）计算螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度3）计算螺母凸缘根部的弯曲强度（a）螺母材料的许用拉伸应力[]σ，取[][]MPab8.49~2.3383.0==σσ，选取40MPa（b）螺母外径（校核）[]()mmDD50.28033.0104014.327500)2.58.4(Q)2.58.4(2623=+⨯⨯⨯-=+-≥σπ（c）螺母材料的许用挤压应力[][]MPabp80506.1)7.1~5.1(=⨯==σσ（d）螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度()()[][]ppMPaDDσπσ≤=⨯-⨯⨯=-=--59.11101.561054.784105.27)(4Q232332324π所以满足条件（e）螺母凸缘根部的弯曲强度()()[]bbMPaaDDDWMσπσ≤=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=-==---91.151053.13101.56101.5654.78275005.1)(Q5.123333342π所以满足条件[]MPa40=σmmD50.283≥[]MPap80=σMPap59.11=σMPab78.21=σ以螺杆螺纹外径为依据，设计出托杯的各个合理尺寸，并进行接触面比压的校核二、托杯设计托杯用来承托重物，一般用铸钢或铸钢材料。
托杯各部分尺寸见图4。
为了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托盘表现制有切口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应安有挡圈。
由于托杯在起重时不转动，因此，托杯底部与螺杆接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面要加注润滑剂，另一方面还需限制接触面间比压[]pp≤，许用压力[]p可取15~202/mmNmmdD4.783245.2)5.2~4.2(6=⨯==mmdD8.203265.0)7.0~6.0(5=⨯==mmD4.786=mmD8.205=mmD6.572=()mm d D 6.57328.19.1~7.12=⨯== ()m m 6.5436.574~220=-=-=D D[]p 14.124)0208.00576.0(14.3105.274)D D (Q2232522≤=-⨯=-=MPa p π 满足条件mmD 4.786=MPap14.12=三、底座设计底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于8~12mm ，为稳定起见，可以制成1/10~1/12的斜度，所以壁厚（δ）选择12mm 。
底面尺寸可以按照支撑材料的挤压强度决定。
H 1=H+（14～28）mm =200+20=220mm D 6=D 3+（5～10）mm =56.1+8=64.1mmH 1=220mmD 6=64.1mm机械设计课程作业任务书D7=D6+51H=78.4+5220=122.4mm()mm27.180104.12210214.3105.274D][πQ4D236327p8≈⨯+⨯⨯⨯⨯=+=-σ式中：[σ]p——联接结合面材料的许用挤压应力。
当联接结合面材料为木头时，取[σ]p=2MPa。
D7=122.4mmmm27.180D8≈=4.1手柄材料4.2手柄长度四、手柄设计与计算常用碳素结构钢制造，如Q235和Q275。
（a）螺旋副间的摩擦阻力矩设计小结通过此次机械设计的螺纹千斤顶大作业，我初步掌握了有关机械设计的一些基本步骤和流程。
作业是检验学习成果的必要手段，在此次大作业中，我能够将各方面零碎的知识点通过设计整合在一起。
在设计千斤顶的过程中，我不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
在稳定性条件校核时，我发现我的数据始终不能满足要求。
最后我回归第一步，在Ѱ和[p]不变的基础上，查表增加了螺纹中径的取值。
最后使计算结果满足要求。
设计一个千斤顶难就难在，后续校核时发生错误必须调头去修改最初的数据，这样的结果往往是整个数据都必须重头到尾地计算一遍。
在今后学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功。
装配图方面，发现螺钉的选择也是要按标准来的，于是又改掉重新画了一遍。
工图标准马虎不得。
千斤顶设计让我感触很深。
使我对机械设计有了具体的认识。
通过这次大作业，我熟悉了机械原理与设计的知识。
我认为，这是一个很棒的体验。
参考文献[1]马履中.机械原理与设计（下册）.北京: 机械工业出版社,2009.2[2]江苏大学机械设计课程组.机械设计课程大作业指导书,2011.8[3]王之栎.机械设计综合课程设计[M].北京:机械工业出版社,2007.8。