哈工大机械设计大作业——螺旋起重器(DOC)

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机械设计作业——螺旋起重器的设计

机械设计作业——螺旋起重器的设计题目：螺旋起重器的设计一、概述螺旋起重器是一种利用螺旋结构实现起重和搬运功能的机械设备。

它具有结构简单、操作方便、起重量大等优点，广泛应用于建筑、物流、港口等领域。

本文将介绍一种新型的螺旋起重器设计，包括其工作原理、结构设计、材料选择、传动系统设计等内容。

二、工作原理螺旋起重器的工作原理主要是利用螺旋结构的特点，通过旋转螺旋来实现起重和搬运。

具体来说，当螺旋结构与物体的接触面产生摩擦力时，通过旋转螺旋可以使物体沿着螺旋轴向移动，从而实现物体的提升或下降。

此外，螺旋起重器还可以通过改变螺旋的旋转方向和速度来控制物体的运动方向和速度。

三、结构设计1.整体结构新型螺旋起重器的整体结构包括基座、螺旋轴、螺旋叶片、传动系统、控制系统等部分。

其中，基座是整个设备的支撑结构，螺旋轴和螺旋叶片组成了起重器的核心部分，传动系统为设备提供动力，控制系统则实现对设备的操作和控制。

2.螺旋轴和螺旋叶片设计螺旋轴是螺旋起重器的核心部件之一，其设计需要考虑到强度、刚度、耐磨性等因素。

根据实际需求，我们选用优质合金钢作为材料，经过精密加工和热处理工艺，确保了螺旋轴的高强度和耐磨性。

同时，我们在螺旋轴上设计了循环冷却系统，以降低设备运转时的温度。

螺旋叶片是直接与货物接触的部件，因此其设计需要考虑到强度、耐磨性、自重等因素。

我们选用高强度铝合金作为材料，设计了双层螺旋叶片结构，即内外两层叶片可以相对转动，以增加设备的承载能力。

同时，我们在叶片上设计了圆弧形凸起，以增加与货物的摩擦力，避免货物在提升过程中滑落。

3.传动系统设计传动系统是螺旋起重器的动力来源，其设计需要考虑到功率、效率、稳定性等因素。

我们选用交流电动机作为动力源，通过减速器和齿轮传动系统将动力传递到螺旋轴。

同时，我们还设计了软启动和软停车功能，以增加设备的平稳性和使用寿命。

此外，我们还设计了过载保护和短路保护等功能，以确保设备的安全运行。

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]表查得[]p =18~25MPa从表的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =~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==—，取2ψ=。

则219.6d mm ≥==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：221e 23334163[]Q F T d d σσππ⎛⎫⎛⎫=+≤ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(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；[]σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。

查参考文献[1]表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===，取' 5.7106ρ=（由表的注释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。

(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。

螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。

二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。

2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。

3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。

4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。

5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。

三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。

旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。

螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。

电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。

2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。

因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。

此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。

3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。

我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。

螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。

4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。

我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。

此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。

5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。

螺旋起重器设计_-_副本

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课程设计说明书（论文）课程名称：机械设计设计题目：螺旋起重器设计院系：机电工程学院班级：XXXXX设计者：XXXXX学号：XXXXX指导教师：XXXXX设计时间：XXXXX哈尔滨工业大学题目：设计起重量40,000N ，最大起重高度H=200mm 的螺旋起重器（千斤顶）。

1.选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45钢，有参考文献【2】续表10.2查得抗拉强度MPa b 600=σ，MPa s 355=σ。

螺母材料用铝青铜ZCUAL10Fe3（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ZCUAL10Fe3，有参考文献【1】表8.11查得【p 】=18~25MPa,从表表8.11的相关文献中可以查得，人力驱动时【p 】值可加大20%，则【p 】=21.6~30MPa ，取【p 】=21.6MPa 。

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≥。

有参考文献【1】查得，对于整体时螺母系数5.2~2.1=ψ，取0.2=ψ。

则mm mm p F d Q 3.246.210.2400008.0][8.02=⨯=ψ≥、式中：Q F ---------轴向载荷，N;2d ----------螺纹中径，mm; [p]----------许用应力，MPa 。

2/d H =ψ差参考文献【3】表11.5取公称直径d 可能取值32、36，这里取公称直径mm d 32=，螺距mm P 3=，中径mm d 5.302=，小径mm d 5.281=，内螺纹大径5.324=D 。

说明：此处如果取公称直径mm d 36=，螺距mm P 3=，中径mm d 5.342=，小径mm d 5.321=，内螺纹大径5.364=D ，螺杆强度校核不满足要求。

3.螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：21121321634⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d T d F Q e ππσ 式中：Q F ---------轴向载荷，N; 3d ----------螺纹中径，mm;1T ----------螺纹副摩擦力矩，()2tan 2'1d F T Q ρ+ψ=，ψ为螺纹升角，7942.15.3031arctan arctan2=⨯⨯==ψππd np [σ]--------螺杆材料的许用应力，MPa 。

机械设计大作业螺旋起重器说明书

1.1 设计数据及要求................................................................................................................1 1.1.1 设计数据................................................................................................................1 1.1.2 设计要求...............................................................................................................1
2.2 螺母设计............................................................................................................................6 2.2.1 螺母的高度............................................................................................................6 2.2.2 螺纹牙强度计算....................................................................................................6 2.2.3 螺母的结构尺寸....................................................................................................7 2.2.4 螺母悬置部分强度和螺母凸缘强度校核............................................................7

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 。

机械设计作业螺旋起重器

机械设计作业螺旋起重器[键入文档标题] [键入文档副标题]题目：螺旋起重器学院：班号：学号：姓名：日期：机械设计基础设计实践任务书题目：螺旋起重器设计原始数据及要求：螺旋起重器（千斤顶）F=40KN，最大起重高度H=200mm。

已知条件：起重量Q目录一．强度校核1.耐磨性计算2.螺杆的强度校核3.螺旋牙的强度校核4.自锁条件校核5.螺杆的稳定性校核6.手柄设计7.底座校核二．主要部件尺寸三．参考文献一．强度计算1. 耐磨性计算螺杆选用45号钢淬火，螺母选用铸造铝青铜，选用梯形螺纹，0.5h p =225.3d mm≥= 取226d mm =式中2d ——梯形螺纹的中径（mm ） Q F ——起重载荷（N ）ψ——系数，整体式螺母，取2ψ=[]p ——螺旋副的许用压强（MPa ），钢-青铜，低速，查表取[]20p MPa =查GB/T5796.4—1986取外螺纹公称直径226d mm =,螺距p 6mm =，小径123d mm =，中径2227d D mm ==，内螺纹大径331D mm =，中径227D mm =，小径124D mm =，且有222754H d mm mm ψ==⨯=。

2. 螺杆强度校核[]e σσ=≤Q F ——螺杆收到的轴向载荷（N ）； 1T ——螺杆收到的摩擦力矩（N mm ）;1d ——螺纹小径（mm ）;[]σ——螺杆材料的需用拉应力（Mpa ），查表，取400[]133.3333sMpa Mpa σσ=== 其中21tan()2Q V d T F ϕρ=+V ρ为当量摩擦角，arctancos V fρβ= 取0.1f =, β为牙侧角，152αβ==︒，算得V ρ 5.91=︒ϕ为螺纹升角，222arctan arctan arctan 4.05s np p d d d ϕπππ====︒ 算得1T =94828N mm ⋅进而得到118.08[]e σσ=≤3. 螺旋牙强度校核3Q F Z D bτπ=[]τ≤3D ——螺母螺纹大径，由上可得331D mm =Z ——螺纹旋合圈数，29d Z pψ== b ——螺纹牙的根部厚度（mm ），对于梯形螺纹，0.65 3.9b p mm ==[]τ——螺母材料的许用剪应力（Mpa ），查表[]0.6[]80Mpa τσ== 算得τ=11.7[]Mpa τ≤满足剪切强度条件。

螺旋起重器机械设计大说明书

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：螺旋起重器院系：能源科学与工程学院班级：设计者：学号：11指导教师：张峰设计时间：2015.10.18目录一、设计任务书--------------------------------------------------------------------------------------------------2二、螺母、螺杆选材-------------------------------------------------------------------------------------------3三、螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------3 3.2 螺杆强度校核--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------4 3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------53.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------5四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------6五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------7六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------7七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------8八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------9哈尔滨工业大学机械设计作业任务书设计题目：螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可提升重物。

机械设计课程设计--螺杆起重器

机械设计课程设计课程名称：机械设计设计题目：设计螺杆起重器院系：机电工程学院班级：A09机械（2）班姓名：学号：指导教师：浙江海洋学院课程设计题目：设计螺旋起重器螺旋起重器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、扳手等零件组成。

已知技术参数和设计要求：1. 梯形螺纹标准 GB/T5796.1～GB/T5796.4—19862. 锯齿螺纹标准 GB/T13576.1～GB/T13576.4—19923. 六角螺栓标准 GB/T5780—20004. 紧钉螺钉标准 GB/T71—1985工作量：1.设计计算说明书一份，主要保罗起重器各部分尺寸的计算，强度、自锁性、稳定性校核等。

2.形装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要尺寸与零件编号，填写标题栏与明细表。

目录一、螺旋起重器的结构和功能 (3)二、螺杆和螺母材料 (3)三、滑动螺旋起重器的设计计算 (3)3.1 耐磨性计算 (3)3.2 自锁性校核计算 (4)3.3 螺杆强度校核计算 (5)3.4 螺母螺纹牙的强度校核计算 (6)3.5 稳定性校核计算 (6)3.6 螺母外径与凸缘的强度校核计算 (7)3.7 手柄设计 (8)3.8 底座设计 (9)四、设计图纸 (11)五、附表 (12)一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。

图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。

图中，螺杆7与螺母5组成螺旋副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺钉6提高了联接可靠性。

托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。

这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30％～40％），磨损快，寿命低，传动精度低。

螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。

设计螺旋起重器(千斤顶)

哈尔滨工业大学机械设计作业设计说明书题目：设计螺旋起重器（千斤顶）姓名：柳成林系别：机电工程学院班号：0608109学号：1060810928日期：2009年10月5日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(千斤顶)设计原始数据：起重量Q=50kN, 最大起重高度H=150mm,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。

目录一、强度校核- 3 -1.耐磨性计算-3-2.螺杆强度校核-3-3.螺纹牙的强度校核-4-4.自锁条件校核-5-5.螺杆的稳定性校核-5-6.螺母外径及凸缘设计-6-7.手柄设计-6-8.底座设计-7-二、主要部件尺寸- 8 -三、设计总结- 8 -参考文献- 9 -一、强度校核1.耐磨性计算螺杆选用45号钢正火，螺母选用铸造铝青铜ZCUAl10Fe3，选用梯形螺纹，0.5h p=228.3d m m ≥==式中2d ——梯形螺纹的中径（mm ） F——起重载荷（N ）ψ——系数，整体式螺母，取2ψ=[]p ——螺旋副的许用压强（MPa ），由参考文献[1]表5.8，钢对青铜，人力驱动，取[]20p MPa =2.螺杆强度校核[]σσ=≤对于梯形螺纹122.3d m m ≥==1d ——螺杆螺纹小径（mm ）[]σ——螺杆材料的需用应力（MPa ），这里取[]1603sM P a σσ==F——螺杆所受轴向力（N ）综合1、2的计算结果，保守考虑，由参考文献[2]表11.5得到，选用第二系列127d m m =，231d m m =，34d m m =，6p mm = 又由2tan npd ψπ=式中 n ——线数，这里1n =p——螺距得到16tan 0.0616313.525ψπψ⨯==⨯=3.螺纹牙的强度校核a)螺纹牙危险截面处的剪切强度式：[]Fd bzττπ=≤'式中F——轴向载荷(N)'d——螺母螺纹大径(mm)z——螺纹旋合圈数H z p=，其中262H d m m ψ== ，则62106z ==b——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.9mm ⨯[]τ—螺母材料的许用剪应力，由参考文献[1]查表5.9得到MPa 35][=τ5011.66035 3.910kM P aτπ==⨯⨯⨯显然满足][ττ≤ b)弯曲强度条件式：23[]b bF hd zbσσπ=≤'式中h——螺纹牙的工作高度(mm)，梯形螺纹0.50.563h p mm ==⨯= []bσ—螺母材料的许用弯曲应力，由参考文献[1]查表 5.9得到[]60b M P a σ=其它如上2350326.9073510 3.9b k M P aσπ⨯⨯==⨯⨯⨯显然满足[]b bσσ≤综上所述，螺纹牙的强度满足条件4.自锁条件校核由参考文献[1]表5.10得到当量摩擦系数，钢对青铜：0.08~0.10f =(运转时~启动时)得到4.574'5.710ρ≤≤而3.525ψ=显然满足ψρ'≤，故满足自锁条件5.螺杆的稳定性校核受压螺杆的稳定性条件式为2.5~4c F F≥式中c F ——螺杆稳定的临界载荷(N)螺杆的柔度值14l d μλ=式中 μ——螺杆长度系数，由参考文献[1]查表5.11得到2μ=l ——螺杆最大工作长度，取l 为螺母中部到另一支点间的距离11502H l h l =+++退刀槽初选手柄直径为26d m m =手柄，1(1.8~2)46.8~52h d m m ==手柄，取147h m m =、62m mH =，查参考文献[2]表11.25得7.5m m l =退刀槽，则62150477.5235.52l m m=+++=1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有1442235.569.825l d μλ⨯⨯===对于淬火钢螺杆85λ<21249010.00024c d F πλ=+式中 λ——螺杆的柔度值1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有2249027142.110.000269.84c F kN π==+142.1 2.8450c F F ==满足稳定性条件6.螺母外径及凸缘设计2321.5 1.534511.4 1.44871.4(0.2~0.3)(0.2~0.3)6212.4~18.6D d m m D D m mb H m m≈=⨯=≈=⨯===⨯=取15b m m =7.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s F 为加在手柄上的力，取250s F N =，'L 为手柄长度。

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。