螺旋千斤顶设计参考要点
机械设计螺旋千斤顶设计说明
机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度 H=230mm工作原理图：1.螺杆的设计与计算1.1螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。
千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹1.2螺杆的材料的选择螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是45钢。
1.3确定螺杆的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。
计算过程：滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。
p=QPπd2ℎH<[p]令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得d2>=√QPπℎ∅[p]式中p──工作压强(MPa);Q──轴向工作载荷(N)；d2──螺纹中径(mm)；P ──螺距h──螺纹工作高度(mm)，对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P；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. 此处取1.5。
因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。
螺杆螺纹的中径：d2≥0.8√Q[]=0.8∗√20000=20.65根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有：公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φd2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈数μ=HP =365=7.65≈8≤10(圈)1.4自锁验算自锁条件：ψ≤ψv式中：ψv──螺纹副当量摩擦角，ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ)ψ为螺纹升角摩擦系数f由查表可知，f= .11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。
课程设计-螺旋千斤顶
论文题目：附图：结果设计要求：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。
2、螺旋传动的计算按照螺旋副摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋）、滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋）和静压滑动螺旋传动（简称静压螺旋）。
螺旋千斤顶设计计算说明书
螺旋千斤顶设计计算说明书一、 设计条件：1、最大起重量 Fmax=30 kN2、最大起升距离 hmax=180 mm二、 螺纹的设计与计算1. 选择螺纹类型梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹，其牙形为等腰梯形，牙型角α=30° 2. 选取螺杆和螺母材料螺杆材料选择常用的45号钢，查询可知σs =355 MPa ，σb = 600 MPa ；螺母选择青铜（ZCuAl10Fe3），查询可知σs =180 MPa ，σb = 490 MPa ；查询可知滑动螺旋副钢-青铜的许用压力[p]=15 MPa 。
3. 确定螺杆直径由耐磨性条件，螺杆中径d 2≥0.8√Fφ[p]由于螺母为整体结构，且磨损后不能调整，选取φ =2.0，又F=Fmax=30 kN 代入数据可得d 2≥0.8√300002.0×15=25.3 mm按GB/T 5796.2-2005选取公称直径d=28mm 的螺纹，螺距P=5mm ，线数n=1，螺旋副的摩擦系数f=0.09，螺旋角β=15°，查询可知其中径d 2=25.5mm ，满足要求。
4. 自锁性校核螺旋升角γ=arctan nP πd 2=3.57°；当量摩擦角ρv =arctan fcosβ=5.32°故ρv >γ，满足自锁性条件。
5. 螺杆强度校核螺杆所受扭矩T =Fd 22tan (γ+ρv )=59.8 N ∙m螺杆危险截面上既受拉压应力又受扭转切应力，应用第四强度理论，有：σca=√σ+3τ=√(4Fπd12)2+3(T0.2d13)<[σ]查询可知，螺纹小径d1=22.5 mm,代入数据可得σca=75.5 MPa;查询可知，取安全系数S=4，许用应力[σ]=σs4=3554=89 MPa;故σca<[σ],满足强度要求。
6.稳定性计算螺杆柔度λ=4μld1,其中长度系数μ=2，根据经验公式有效长度取l=hmax+1.5d+H2=247 mm，则λ=4×2×24722.5=87.8>80查表可知螺杆临界载荷F cr=π2EI a(μl)2 ,其中惯性半径I a=πd1264,查询可知45号钢E=210GPa，代入数据可得F cr=243.4 kN由稳定性校核公式：S C=F crF≥[S]取[S]=2.5-4,则S C=243.430=8.11>[S],满足稳定性要求。
机械设计螺旋千斤顶设计
机械设计螺旋千斤顶设计结构草图：载重：2t 行程：230 最大起重量F=20000N 最大起升高度H=230mm工作原理图：1.螺杆的设计与计算1.1螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。
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；它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。
千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。
因此选用的螺杆螺纹是牙形角α=30º的单线梯形螺纹1.2螺杆的材料的选择螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
在此选用的是45钢。
1.3确定螺杆的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。
计算过程：滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。
p=QPππ2ℎπ<[π]令φ=H /d2(H为螺母高度，且H=uP)，代入得π2>=√πππℎ∅[π]式中p──工作压强(MPa);Q──轴向工作载荷(N)；d2──螺纹中径(mm)；P ──螺距h──螺纹工作高度(mm)，对矩形、梯形螺纹，h=0.5P；对锯齿形螺纹，h=0.75P；u──旋合螺纹圈数；[p] ──螺旋副许用压强(MPa)。
φ值选取：对整体式螺母，φ=1.2～2.5，对剖分式和兼做支承螺母，φ=2.5～3.5.此处φ取1.5。
因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢-青铜需用应力取[p]=20MP。
螺杆螺纹的中径：π2≥0.8√π∅[π]=0.8∗√200001.5∗20=20.65根据求得的此螺纹中径，查表GB/T5796.2—2005和表GB/T5796.3—2005有：公称直径d=28,螺距P=5,中径d2=D2=25.50,螺杆小径d3=22.50,螺母小径D1=23.00，螺母大径D4=28.50，螺母高度H=Φd2=25.5*1.5=38.25,螺旋圈数μ=ππ=365=7.65≈8≤10(圈)1.4自锁验算自锁条件：ψ≤ψv式中：ψv──螺纹副当量摩擦角，ψv = arctgf v =arctg(f/cosβ)ψ为螺纹升角摩擦系数f由查表可知，f= .11~0.17，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时区最大值0.17。
千斤顶3机械设计螺旋千斤顶设计说明书
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F（kN）40 000N和最大提升高度H（mm）200mm。
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=30º，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GB/T5796.1—2005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ψ≤ρv式中：ψ为螺纹中径处升角；ρv为当量摩擦角（当量摩擦角ρv=arctanμv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。
（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d k 的大小根据手柄直径d p 决定，d k ≥d p 十0.5mm 。
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽的直径d 4应比螺杆小径d 1约小0.2~0.5mm 。
退刀槽的宽度可取为1.5t 。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d 1的圆柱体。
螺旋式千斤顶的设计
一、设计题目：螺旋式千斤顶二、设计要求：最大起重量：F max＝10kN最大升距：H max＝200mm三、设计过程：1、设计概述：螺旋传动分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型。
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。
螺旋式千斤顶的螺旋传动即属于该种类。
由于是受力螺旋传动，采用单头梯形螺纹。
2、选择材料和许用应力：2.1 螺杆材料选45钢，调制处理，s s = 360查表得：σp==120~72，手动可取σp=100①2.2 重载低速传动螺旋，螺母材料选ZCuAl10Fe3。
查表得：σbp=40~60,取50；τp=30~40，取35千斤顶系手动低速，查表得：Pp=18~25,取20②3、按耐磨性计算螺纹中径3.1 确定螺纹中径大小：③——许用压强：钢与青铜——，对于整体式螺母 ,可取1.5——螺纹工作高度，对于梯形螺纹①参考文献[1] 12-9 表12-1-10②参考文献[1] 12-9 表12-1-9③参考文献[2] P233 式（9-5）3.2 对计算得到的螺纹中径进行圆整，由GB/T5796.2-2005、GB/T5795.3-2005得：公称直径d=15，螺距P=2，中径d2=D2=15.00,大径D4=16.50 ①小径d3=13.50，小径D1=14.003.3 计算扣数：一般需要螺母螺纹的扣数小于10，即②故有显然其已经超出扣数要求，考虑稍微增大螺纹直径，选取中径为16，重新查表有：公称直径d=18，螺距P=4，中径d2=D2=16.00,大径D4=18.50小径d3=13.50，小径D1=14.00再次计算扣数有：达到要求。
螺母高度：得H=1.5×16=24mm4、自锁性检验：自锁条件：ρ③P h—螺距；d2—中径；ρ--诱导摩擦角，；f—螺纹表面滑动摩擦系数；α—螺纹牙形半角；单头螺纹，导程等于螺距，即=4.55°④①参考文献[3] P605②参考文献[2] P233③参考文献[2] P237 式（9-21）④参考文献[2] P236 表9-5普通梯形螺纹牙形半角为15°，由于是钢对青铜，f=0.080.10,可取0.09，故诱导摩擦角：= arctan=5.323°①°γ＜ρv,故自锁可靠。
《螺旋千斤顶设计》课件
稳定性差
由于结构设计不合理或材料选择不当 ，螺旋千斤顶可能在操作过程中出现 晃动或倾斜，影响使用效果。
效率低下
传动系统设计不合理，导致千斤顶的 升降速度过慢，影响工作效率。
尺寸过大
设计时过于追求大尺寸，导致千斤顶 体积庞大，不便于运输和存储。
问题解决方案
负载能力不足的解决方案
稳定性差的解决方案
根据实际应用需求，重新评估和计算螺旋 千斤顶的负载能力，优化结构和材料选择 。
02
螺旋千斤顶设计基础
结构设计
螺旋千斤顶的结构设计应满足 稳定性和可靠性要求，确保在 承受负载时能够保持稳定。
结构设计应考虑到制造工艺的 可行性，以确保生产效率和质 量。
结构设计应考虑到使用环境和 使用寿命，以确保螺旋千斤顶 在各种工况下能够正常工作。
材料选择
材料的选择应考虑到强度、耐磨性、耐腐蚀性和经济性等因素。 根据螺旋千斤顶的工作负载和使用环境，选择合适的材料来保证其性能和寿命。
感谢观看
改进结构设计，增强支撑和稳定性，同时 选择适合的材料以确保整体结构的刚性和 稳定性。
效率低下的解决方案
尺寸过大的解决方案
优化传动系统设计，提高升降速度。例如 ，通过改进传动比或采用更高效的传动方 式来提高效率。
在满足功能需求的前提下，尽可能减小螺 旋千斤顶的尺寸，使其更加紧凑和便于运 输。
设计经验与教训
螺旋千斤顶设计
目录
• 螺旋千斤顶简介 • 螺旋千斤顶设计基础 • 螺旋千斤顶设计流程 • 螺旋千斤顶设计实例 • 螺旋千斤顶设计中的问题与解决方案 • 螺旋千斤顶的发展趋势与未来展望
01
螺旋千斤顶简介
定义与用途
定义
螺旋千斤顶是一种手动起升设备，通过旋转顶部螺杆来提升 或降低重物。
机械设计课程设计螺旋千斤顶的设计
螺旋千斤顶的设计千斤顶一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件所组成。
螺杆在固定螺母中旋转，旋转，并上下升降，并上下升降，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。
把托杯上的重物举起或放落。
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F=30（kN kN）和最大提升高度）和最大提升高度H=170（mm mm）。
）。
计 算 及 说 明 结 果1、螺杆的设计与计算1.11.1、螺杆螺纹类型的选择、螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、螺纹有矩形、梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。
常用的是梯形螺纹。
常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面，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GB/T5796.1GB/T5796.1——2005的规定。
根据螺旋千斤顶要较强的自锁性选择自锁性较好的梯形螺纹。
01.21.2、螺杆材料的选取、螺杆材料的选取螺杆材料常用Q235Q235、、Q275Q275、、40钢、钢、4545钢、钢、5555钢等。
螺杆承受重载，可初选螺杆的材料为45钢。
最后根据强度条件来验证确定最终材料。
1.31.3、确定螺杆基本尺寸、确定螺杆基本尺寸（1）螺杆公称直径d ：估计螺杆公称直径为30mm 左右，根据手册表3-7可知螺距p螺母为整体式、磨损后间隙不能调整可得φ根据为梯形螺纹h=0.5p由螺纹副材料为钢对青铜，滑动速度为低速，根据表6.5根据公式（根据公式（6.206.206.20）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表3-7取标准公称直径d ，并检验螺距p 满足条件。
再根据手册的表3-8查的：（2）螺杆中径d2=d-2.5（3）螺杆小径d1=d-5.5 根据经验公式可知（4）手柄孔径d k 由手柄直径d p决定，决定，d d k ≥d p +0.5mm（5）螺纹退刀槽d4的直径比螺杆小径d1小约0.2~0.5mm（6）退刀槽宽度取1.5p（7）螺杆上支撑手柄的大径D13=1.8d（8）螺杆上支撑手柄的大径高度取1.5d（9）螺杆下端挡圈直径D=d+D=d+（（6~106~10））mm 再由设计手册的表5-3取标准件（1010）下端挡圈厚度）下端挡圈厚度H 由表5-3取标准件5mm（1111）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为0.25d（1212）螺杆总长度为）螺杆总长度为H1+H1+H ¢ （1313）螺杆上所有倒角根据手册表）螺杆上所有倒角根据手册表1-28可知（1414）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚3~4mm1.41.4、自锁验算、自锁验算（1）根据表6.76.7，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺纹副的当量摩擦系数m v（2）根据当量摩擦角定义可知r v =arctan m v（3）根据自锁条件y ≤r v ，且螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°，可得中径升角1.51.5、螺杆强度计算、螺杆强度计算（1）根据公式）根据公式（2）由手册表2-7知螺杆材料45钢的屈服强度δs（3）由表6.6可知螺杆许用应力可知螺杆许用应力[[δ]=δs /4（4）根据第四强度理论参考公式（6.236.23））可知螺杆受的应力δ= ,满足强度δ<[δ]。
螺旋千斤顶设计
在优化改进后，完成螺旋千斤顶 的最终图纸，准备进行生产制造。
04
螺旋千斤顶设计实例
轻型螺旋千斤顶设计
轻便易携带
轻型螺旋千斤顶通常采用轻质材料制成，体积小 巧，便于携带和存放。
适合小负载
适用于负载较小的场合，如家庭维修、小型设备 提升等。
操作简单
轻型螺旋千斤顶结构简单，操作方便，一般人员 经过简单培训即可掌握使用方法。
确定总体结构
根据需求分析和技术参数， 初步确定螺旋千斤顶的总 体结构形式和尺寸。
选择材料和规格
根据承载能力和使用环境， 选择合适的材料和规格， 确保螺旋千斤顶的强度和 稳定性。
绘制初步图纸
根据初步确定的总体结构 和尺寸，绘制螺旋千斤顶 的初步图纸。
详细设计
细化结构设计
对螺旋千斤顶的各个部件进行详细的结构设计，确保 其稳定性和可靠性。
重型螺旋千斤顶设计
高承载能力
重型螺旋千斤顶采用高强度材料和结构设计，具有较高的承载能 力，能够承受较大的重量。
稳定性好
重型螺旋千斤顶具有较好的稳定性和可靠性，适用于重型设备、车 辆等的升降和支撑。
适合专业操作
由于其高承载能力和稳定性要求，重型螺旋千斤顶通常需要专业人 员进行操作和维护。
高空作业螺旋千斤顶设计
03
螺旋千斤顶设计流程
设计需求分析
01
02
03
明确设计目标
确定螺旋千斤顶的功能需 求，如起升高度、承载能 力、使用环境等。
收集相关资料
收集同类产品资料，了解 市场趋势和用户需求，为 设计提供参考。
确定技术参数
根据设计目标，确定螺旋 千斤顶的主要技术参数， 如起升扭矩、起升速度、 承载能力等。
螺旋起重器设计要点
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，用手推动手柄即可升起重物。
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）结构与功能螺旋起重器结构示意图如右图所示。
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，当转动手柄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、设计题目设计起重量F = 50 000 Ｎ，最大起重高度Ｈ=150 mm的螺旋起重器（千斤顶）。
四、题目解答1.选择螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度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=1.2~1.5，取=2。
则代入数据，得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0 =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 =30.5 mm, 小径d 3（d 1）=28. 5 mm,内螺纹大径D 4=32.5 mm 。
3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe = ≤ [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 (+’ ), 为螺纹升角，=arctan =arctan =1.7942；[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’=0.08~0.10,取f ’=0.09，螺纹副当量摩擦角’ = arctan f’= arctan0.09 = 5.1428。
螺旋千斤顶2
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2012年11 月日螺旋千斤顶作业任务书姓名专业年级2010级班级 1设计完成日期2012 年11 月日指导教师王喆一、题目：螺旋千斤顶原始数据:二、机构简图«Skip Record If...»三、工作量一、总装配图一张；二、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、目的 (1)二、题目与设计方案 (1)三、装配简图 (1)四、计算及说明 (1)五、参考文献 (11)一、目的1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计计算方式；2. 学会运用所学过的知识，解决实际设计中碰到的问题，培育独立工作能力，初步学会综运用所学知识解决材料选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等问题；3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册何用国家标准。
二、题目与设计方案题目：螺旋千斤顶 方案编号 8 最大起重量F （kN ） 55 最大起升高度H （mm ）220三、装配简图四、计算及说明计 算 及 说 明结 果1、螺杆的设计与计算 1)螺纹牙型 螺纹牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形矩形螺纹 配合H9/h9图1托杯 手柄螺母 螺杆底座图2手柄孔径«Skip Record If...»根据手柄直径«Skip Record If...»确定，«Skip Record If...»。
为了便于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比«Skip Record If...»小约~0.5mm，取退刀槽直径«Skip Record If...»。
退刀槽的宽度取为«Skip Record If...»。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆端部应有倒角或制出稍小于«Skip Record If...»的圆柱形凸台。
螺旋千斤顶设计
一、设计原始参数螺旋千斤顶的最大起重重量F=60KN，最大起重高度H=230mm。
二、设计计算书4、 稳定性校核 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力，螺杆可能失稳，为此按下式验算螺杆的稳定性。
/ 2.5~4.0er F F ≥式中，er F 为螺杆的临界压力。
22()er EIF L πβ=。
查【2】P4，E=206GPa ，42441*368.24*106464d I mm ππ===。
52305*765330L H P l mm '=++=++=。
由002//125/40.5 3.083l d H d ''===>，为固定支承 见【1】P121，2β=（一端固定，一端自由）。
25442*2.0*10*8.24*1038.46*10N (2*330)er F π==/38.46/6 6.44er F F ==>，压杆可以稳定工作。
图2 螺杆简图 （二） 螺母的设计计算螺母常用铸铁或青铜制造，在这里选用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 ，E=206GPa448.24*10I mm =L=330mm2β=438.46*10N er F =/ 6.4er F F =查【1】P121表6.6 []45~55b MPa σ=323*60*10*3.523.79[]*45*4.44*9.5b b σσπ==≤，故满足要求。
3、 螺母其他结构尺寸 螺母外径(1.6~1.8)(1.6~1.8)*4572~81D D mm '===取72D mm '=(1.3~1.4)(1.3~1.4)*7293.6~100.8D D mm '''===取95D mm ''= 螺母凸缘厚度/365/325.6a H mm '===取26a mm =，结果见图图3 螺母简图4、 螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分拉——扭组合校核（注：螺母旋合长度77H mm '=，螺母实际长度125H mm ''=，1257748H H mm '''-=-=。
螺旋千斤顶机械设计课程设计
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 。
螺旋千斤顶设计计算说明书
螺旋千斤顶设计计算说明书精04 张为昭 2010010591目录一、基本结构和使用方法------------------------------------------3二、设计要求----------------------------------------------------3三、基本材料选择和尺寸计算--------------------------------------3（一）螺纹材料和尺寸----------------------------------------3（二）手柄材料和尺寸----------------------------------------8（三）底座尺寸----------------------------------------------9四、主要部件基本尺寸及材料--------------------------------------9五、创新性设计--------------------------------------------------9 一、基本结构及使用方法要求设计的螺旋千斤顶主要包括螺纹举升结构、手柄、外壳体、和托举部件几个部分，其基本结构如下图所示：调整千斤顶托举部件到被托举重物合适的托举作用点，然后插入并双手或单手转动手柄，即可将重物举起。
二、设计要求（1）最大起重量：max 25F kN=；（2）最大升距：max 200h mm=；（3）可以自锁；（4）千斤顶工作时，下支承面为木材，其许用挤压应力：[]3p MPaσ=；（5）操作时，人手最大可以提供的操作约为：200N。
三、基本部件材料选择及尺寸计算（一）螺纹材料和尺寸考虑到螺旋千斤顶螺纹的传力特性选择的螺纹类型为梯形螺纹。
（1）材料选择A千斤顶螺杆的工作场合是：经常运动，受力不太大，转速较低，故材料选用不热处理的45号钢。
千斤顶螺母的工作场合是：低速、手动、不重要，故材料选用耐磨铸铁HT 200。
螺旋千斤顶设计
1前言零件加工技术是当今社会为数不多的竞争行业之一，学院提倡培养高新技术型人才的基本理念符合当今和会的发展需求，为了实现这一目标，我们必须江理论知识和实际操作紧密联系起来。
只有这样，所学的知识才得以巩固。
本次毕业设计我选择了螺旋千斤顶镙杆来进行加工，对于它的加工，涉及到知识面非常广泛，基本上都是我们所学到的知识综合运用。
从图纸分析，材料的选择、工艺分析、零件加工，机床的选择刀具的选择，工艺的分析，零件加工，到最后的精度的分析与检测，将理论知识和实际操作紧密联系起来，不但复习和巩固了所学的知识，还培养了综合运用能力；一方面还积累了一定的经验。
这次次业设计根据自己所学的专业知识，在我导师张信禹的精心知道和同学门的帮助，同时也在前科任来势的知道下完成的，虽然本次毕业设计是自己亲手完成的，但是还是有一定的缺陷，在加工方面，文字方面，真心的希望老师和同学们指正，同时能够得到你们的意见和建议，谢谢！千斤顶最大起重是其最主要的性能指标之一。
千斤顶在工作过程中，传动螺纹副承受主要的工作载荷，螺纹副工作寿命决定千斤顶使用寿命，故传动螺纹副的设计最为关键，其设计与最大起重量、螺纹副材料、螺纹牙型以及螺纹头数等都有关系。
螺旋千斤顶镙杆在加工过程中需要多次装夹，因此我选择了普通车床进行加工。
零件图如图2-1零件图2-1分析零件图样，进行工艺处理对零件的图样及技术要求进行详细的分析明确加工的内容及要求。
然后确定加工方案、加工工艺过程、加工路线、设计工件夹具、选择刀具以合理的切削用量等。
工艺出来涉及的问题很多，应该主义以下几点：（1）确定加工方案。
（2）正确地确定零件的装夹方法及选择夹具。
（3）合理地选择进给路线。
（4）正确地选择对刀点。
（5）合理选择刀具。
3.1具体分析3.1.1螺旋千斤顶螺杆的结构特征分析螺旋千斤顶螺杆根据其机构形状可分为球面、台阶轴、螺纹和孔等。
（图1-1）。
车削零件时，除了要保证图样上标注的尺寸和表面粗糙度要求外，一般还应保证形状和位置精度要求。
设计螺旋千斤顶范文
设计螺旋千斤顶范文
螺旋千斤顶是一种常见的千斤顶类型，广泛应用于各种工业和日常生
活中的举升操作。
它主要由螺杆、杠杆和底座组成，通过旋转螺杆，以提
供大力量的升降效果。
在设计螺旋千斤顶时，我们需要考虑材料的选择、
结构的稳定性以及操作的便利性等因素。
首先，材料的选择是设计螺旋千斤顶过程中非常重要的一环。
底座和
螺旋杠往往需要承受较大的压力，所以我们应选择高强度和耐用的材料，
如钢铁等。
而杠杆和手柄则需要轻便和易于操作，可以选择铝合金等材料。
此外，为了提高螺旋千斤顶的使用寿命和稳定性，可对材料进行表面处理，如防锈处理或防腐蚀涂层。
其次，在螺旋千斤顶的结构设计中，要确保其稳定性和安全性。
底座
应设计为宽大且稳固的形式，以确保能够稳定地支撑大量的重物。
螺旋杠
的设计需要考虑其直径和螺纹间距，这会影响螺杆的升降速度和升力。
杠
杆的长度和形状也需要合理设计，以在保证足够的力量传递的同时保持操
作的便利性。
综上所述，设计一款高质量的螺旋千斤顶需要从材料的选择、结构的
稳定性和操作便利性等方面进行综合考虑。
通过合理设计和优化，可以提
高螺旋千斤顶的使用寿命和使用效果，为人们的举升操作提供方便和安全。
螺旋千斤顶设计指南(矩形螺纹)
T1=67.73N·m T2=25.125N·m Lp=464.27mm Lw=575mm dp=20mm 5.4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 面应加上挡环，并用螺钉或铆合 固定，其结构见图。 根据 GB/T 891 - 1986 选用螺 钉紧固轴端挡圈，根据 Dp=20mm，选取B型挡圈，公 称直径28mm，符合设计要求 GB/T 891-1986 B型挡圈 公称直径28mm
机械效率为29.89%
垫片及螺栓等标准件
参考文献 [1]李良军.机械设计 高等教育出版社 [2]数字化手册委员会 机械设计手册（软件版） [3]螺旋千斤顶设计指导书
低速
6~12
7.5~13
10~13
注：ø<2.5或人力驱动时，[p]可提高20%；螺母为剖分式时，[p]应降低
15%-20%。
滑动螺旋副材料的许用应力
项 目 钢制螺杆 许用应力/ MPa [σ]=σS/3~5 σS为材料的屈服极限/ MPa 许用弯曲应力 [σb] 40~60 50~60 45~55 （1.0~1.2）[σ]
材料
许用切应力[τ]
青铜 螺 母 耐磨铸铁 铸铁 钢
30~40 40 40 0.6[σ]
注：静载荷许用应力取大值。
1.4自锁验算 理论上自锁条件为 ，式中：为螺纹中径处升角； 为当量摩擦角 （当量摩擦角 =arctanv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少 要比当量摩擦角小1°。千斤顶在润滑条件下 查教材表，v取0.09 = arctan(z p / d2) =arctan0.1=5.71° 故，=4.05°< -1° 1.5结构
螺旋千斤顶设计参考要点
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。
千斤顶设计要求
受力分析
（1）当拧紧螺纹时： F=Q t g (ψ + ρ ) F力对螺纹轴心线的力矩T(螺纹力矩) 力对螺纹轴心线的力矩T(螺纹力矩)
d 2 Fa d 2 T =F× = tg (ψ + ρ ) 2 2
有效功w2 FaS Faπd 2tgψ tgψ 机械效率η = = = = Fad 2 输入功w1 2πT 2π tg (ψ + ρ ) tg (ψ + ρ ) 2
1．滑动螺旋的结构 螺旋传动的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承 的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承 结构有直接关系。 1）当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的 传力螺旋，可以利用螺杆本身作为支承。 2）当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋(丝 ）当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋( 杠)等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆 的工作刚度。 3）螺杆的支承结构和轴的支承结构基本相同。此外， 对于轴向尺寸较大的螺杆，应采用对接的组合结构 代替整体结构，以减少制造工艺上的困难。 4）螺母的结构：整体螺母、组合螺母和剖分螺母等 5）滑动螺旋采用的螺纹类型：矩形、梯形和锯齿形。 螺杆常用右旋螺纹 6）传力螺旋和调整螺旋要求自锁时，应采用单线螺 纹。对于传导螺旋，为了提高其传动效率及直线运 动速度，可采用多线螺纹
cos22coscos22fffafnfffanffanf??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????自锁条件切向水平推力下滑螺纹效率螺纹力矩切向水平推力上升则公式变为代替
二、滑动螺旋的结构和材料
对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向 间隙和补偿旋合螺纹的磨损，避免反向传动时 的空行程，常采用组合螺母或剖分螺母。
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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=10.5mm
D13=(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 =16mm
1.6 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。
其强度条件为
[]σσ≤⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=
2
12431
d T F A ca 其中扭矩
式中：ψ为螺纹中径处升角，ρv 为当量摩擦角。
mm N mm N T ⋅=⋅⨯︒+︒⨯=4.1131402
5
.36)32.549.3tan(40000
挡圈：
GB/T891 B50
螺钉：GB/T68 M6×16
T=113140.4 N·mm。
2
)tan(2
d F T v ⋅
+=ϕψ
2.4 结构
螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用
78r H 或7
8
n H 等配合，这里选择7
8
r H 配合。
为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）做出倒角。
为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图1―1），紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm 。
选用紧定螺钉GB/T 71 M6×25。
mm
a mm mm H a D mm D D mm D mm D D 1967.183/563/mm
9598~91)4.1~3.1(708.73~6.65)8.1~6.1(43433==='=======，取，取，取
3 托杯的设计与计算
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，此处选用Q235钢。
托杯的结构尺寸见图1―4。
为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表
紧定螺钉： GB/T 71 M6×25
mm D 703=
mm D 954=
mm a 19=
托杯材料： Q235钢
在手柄上另加套管。
4.3 手柄长度d p
把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径d p ，其强度条件为
F KL ][d 1.03p
p F σσ≤=
故 3
F
p ][1.0σKL d p ≥
式中：[σ]F 为手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q235时，[σ]F =120Mpa 。
mm mm d p 76.26120
1.01150
2003
=⨯⨯≥
取mm d p 27=。
4.4 结构
手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加
mm d p 27=
挡圈：
GB/T891 B35。