机械设计-螺旋千斤顶
螺旋千斤顶毕业设计论文
螺旋千斤顶毕业设计论文引言螺旋千斤顶是一种常用的机械工具，用于举升重物。
它的工作原理是利用螺旋线上施加的力来提升物体。
在工业生产和日常生活中，螺旋千斤顶广泛应用于车辆维修、建筑工地以及起重等行业。
在本文中，我们将探讨螺旋千斤顶的设计原理、制造工艺及其应用领域。
一、螺旋千斤顶的设计原理螺旋千斤顶的设计原理基于轮轴和螺纹的互动作用。
其主要组成部分包括螺杆、螺母、螺纹，以及支撑架等。
当扭转螺杆时，螺纹将产生轴向运动，螺杆便向上移动。
同时，通过螺杆和螺母的齿轮传动，使得螺纹承受较大的力，从而能够举升较重的物体。
二、螺旋千斤顶的制造工艺螺旋千斤顶的制造过程包括材料选择、加工制造和组装三个主要步骤。
首先，选择适合的材料是制造高质量螺旋千斤顶的关键。
常用的材料包括高强度合金钢、不锈钢等。
其次，加工制造环节包括车削、切割和焊接等工艺，确保零部件的精度和可靠性。
最后，通过组装螺旋杆、螺母、螺纹和支撑架等部件，形成完整的螺旋千斤顶。
三、螺旋千斤顶的应用领域螺旋千斤顶具有广泛的应用领域。
下面我们将介绍其中几个主要的应用领域：1. 汽车维修螺旋千斤顶可以用于汽车维修的起重作业。
通常情况下，车辆需要抬升以进行维修或更换轮胎等操作，这时候螺旋千斤顶就显得尤为重要。
通过将螺旋千斤顶安装在车辆的支撑点上，然后扭转螺杆，即可将车辆抬升到所需高度。
2. 建筑施工在建筑施工中，螺旋千斤顶被广泛应用于支撑和调整建筑结构。
通过将螺旋千斤顶安装在横梁或其他支撑结构上，工人可以通过扭转螺杆来调整支撑点的高度，从而实现建筑结构的对齐和平衡。
3. 货物举升螺旋千斤顶也可以用于货物的举升和固定。
在物流和仓储领域，经常需要将货物抬升到一定的高度以便装卸。
螺旋千斤顶通过其可靠的举升能力和稳定性，成为实现货物举升的重要工具。
结论螺旋千斤顶作为一种常用的机械工具，其设计原理简单、制造过程相对简便，同时具备广泛的应用领域。
通过深入理解螺旋千斤顶的工作原理和制造工艺，我们能够更好地应用螺旋千斤顶于不同的领域，从而提高工作效率和效果。
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。
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。
哈工大_机械设计大作业_螺旋千斤顶
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，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。
查参考文献[2]得σs=355MPa,查机械设计表 5.9得5~3][sσσ=,取[σ]=110MPa; σb =600MPa 。
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，查表5.9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, 取[σb ]=50MPa 。
托盘和底座均采用铸铁材料。
三、 螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算由耐磨性条件公式：][2p Hh d p F A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π 对于梯形螺纹，有h=0.5p,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 5.8，得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa ，对于整体式螺母，5.2~2.1=ψ，取ψ=2.0，那么有mm MPaKNd 3.2520*0.2408.02=≥。
查参考文献[4]表H.5,试取公称直径d=32mm,螺距p=6mm,中径d 2=29mm,小径d 1=25mm,内螺纹大径D 4=33mm 。
那么螺母高度mm d H 5829*0.22==⋅=ψ，螺纹圈数7.9658===p H z ，α=2β=30°。
3.2 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 1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 1。
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 对于梯形螺纹该式可化为1d式中 1d ——螺杆螺纹的小径(mm)； []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(N ·mm),2)'tan(21d F T ρψ+=。
螺旋千斤顶作业_机械设计课程设计_大作业
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： 1-'≤ρψ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30.5mm（4）螺母与底座的配合螺母压入底座上的孔内，圆柱面的配合采用H8/n7，为了方便安装，应在螺母下端和底座孔上端制出倒角，紧固螺钉的直径取M8。
3.螺杆稳定性验算计算螺杆柔度时，螺杆最大受压长度l 可按将重物举到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度计算，即：1.5d /2H l +'+=H式中d 为大径，d=34mm ，得l=230+56.25/2+1.5X34=309mm由稳定性验算公式22cr l EIF π=——《材料力学》 王世斌 亢一澜 P117、248查表得Q255的弹性模量E=200GPa ， 由惯性矩公式I=()212d d 64-π，得I=1.192510-⨯4m式中cr F 为满足条件的轴向压力将上述数据带入公式得，cr F =2.456KN 510⨯,满足条件，装置稳定。
机械设计课程设计---螺旋千斤顶计算说明书
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 。
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d1），D1=33mm。
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。
机械设计设计螺旋千斤顶所需参数及其公式
实际手柄长度
手柄直径
手柄材料需用弯曲应力
螺旋千斤顶高度
不加套管长度
材料 斜度 壁厚 (14 ~ 28)底座高度 底座上直径 底座下直径 底座接地直径 底座下枕垫物的许用挤压应力
α=30度
45 25KN 4.25度 21.5mm 18MPa 5mm 24mm 18.5mm 53.75mm 0.09 4.25度 5.34度 2.5 6mm M6*12 45407N.mm 83.32MPa 333.28
螺杆
F
d2 0.8
F [ p]
p
FP d2hH
p
P=
d=
d1=
H=
f=
arctan nP d2
V
arctan f cos
2.5，3.5
T
F
tan
V
d2 2
ca
1 A
F
2
Байду номын сангаас
3
4T d1
2
s
l=
i=
s l / i
I d14
64
E=
Fcr
2EI
l2
Fcr F
螺母
u H / P
H
F
Dbu
6Fl Db2u
b=0.65*P
D=d+0.5
l弯曲 = (D - D2)/2
D3 (1.6 ~ 1.8)D
D4 1.3 ~ 1.4D3
采用
H8 n7
配合
D10=(2.4~2.5)d
D11=(0.6~0.7)d
D13=(1.7~1.9)d
D12= D13-(2~4)
h=(1.5~1.8)D
螺旋千斤顶设计说明书
螺旋千斤顶设计说明书题目：螺旋千斤顶学生姓名：高峰学号：090401109学院：机电工程学院班级：A09机械（1）班指导教师: 章海目录一、设计要求 (3)二、结构设计 (3)2.1 结构说明 (3)2.2 分析说明 (4)三、螺杆的设计计算 (4)3.1 螺杆螺纹类型的选择 (4)3.2 螺杆材料的选取 (5)3.3 确定螺杆直径 (5)3.4 自锁验算 (6)3.5 螺杆强度计算 (6)3.6 稳定性计算 (7)四、螺母的设计计算 (7)4.1 选取螺母材料 (7)4.2 确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u (8)4.3 校核螺纹牙强度 (8)4.4 螺母规格选择 (10)五、底座的设计计算 (10)六、手柄的设计计算 (11)6.1 手柄材料 (11)6.2 手柄长度pL (11)d (11)6.3 手柄直径p七、托杯的设计计算 (12)参考文献 (13)附件1—装配图 (14)设计任务书一、设计要求设计一螺旋千斤顶，已知起重重量40kN，起重高度200mm，并附画3#装配图一张，设计说明书一份。
二、结构设计2.1 结构说明千斤顶一般由托杯1、手柄3、螺母5、螺杆7、底座 8、等零件所组成（如图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。
图1-1 结构图螺旋千斤顶是由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件，靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。
结构简图（如图1-2）图1-2 结构简图2.2 分析说明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40KN和最大提升高度200mm。
三、螺杆的设计计算3.1 螺杆螺纹类型的选择传动螺纹类型有三大类：矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
螺旋千斤顶的螺纹传动属于传力螺旋，千斤顶主要是承受很大的轴向力，而且要求传动效率高和良好的自锁能力，。
《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。
机械设计-千斤顶-设计计算说明书
图1计算及说明主要结果4.3自锁性校核 自锁性条件为V ϕψ≤。
螺纹升角ο3.33361arctan arctan2≈⨯⨯==ππψd nP 经查表，摩擦因数f 取0.08，螺纹牙侧角β取ο15，当量摩擦角οο7.415cos 08.0arctan cos arctan ≈==βϕf V 。
由于影响摩擦因数f 的因素很多，其值并不稳定，为保证螺旋起重器有可靠的自锁能力，可取ο1-≤V ϕψ。
由上述计算可得οοο17.43.3-≤，所以自锁性满足要求。
4.4强度校核螺杆工作时，扭矩产生剪应力，轴向力产生正应力，升至最高位置时，载荷分布如图2所示。
图2ο3.3=ψο7.4=V ϕ计 算 及 说 明主 要 结 果5.2螺纹牙工作圈数z螺纹牙工作高度365.05.0=⨯==P h mm ，螺纹牙工作圈数[]43.613333102632≈⨯⨯⨯⨯=≥ππp h d F z 。
考虑到螺纹牙工作圈数越多，载荷分布越不均匀，故螺纹牙工作圈数不宜大于10，故1043.6≤≤z 。
取5.7=z 。
考虑到螺纹杆退刀槽的影响，螺母螺纹牙实际圈数应取95.1'=+=z z 。
5.3螺母的结构尺寸螺母的结构如图3所示，螺母的高度5469'=⨯==P z H mm ；螺母外径6.66378.18.14=⨯==D D mm ；螺母的凸缘外径24.936.664.14.11=⨯==D D mm ；螺母的凸缘厚度183543==≈H a mm 。
螺母装入底座孔内，配合选取78r H 。
为防止螺母转动，设置紧定螺钉，其直径取M6。
图33=h mm5.7=z9'=z54=H mm6.66=D mm24.931=D mm18=a mm图4计算及说明主要结果图5八、底座的设计计算8.1材料底座材料常选用铸铁HT150、HT200，当起重量大时可选用铸钢。
此处我们选用HT150。
8.2底座结构底座铸件的厚度 不应小于8~10mm；为增加底座的稳定性，故需将外形制成1：10的斜度，如图6所示，图中底座选用HT150图6计算及说明主要结果。
毕业设计螺旋千斤顶全部过程及图纸
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:起重量Q=40KN,最大起重高度H=200mm。
1.结构分析人工摇动手柄，手柄带动螺杆转动，螺母固定在基座上，螺杆通过螺旋传动上下运动。
托杯位于螺杆上方，与螺杆相连但不随着螺杆转动，托杯直接重物。
上挡圈防止托杯脱落，下挡圈防止螺杆由螺母脱落。
为了满足以上工作要求，螺杆和螺母以及整体结构必须保证具有足够的强度、耐磨性，能自锁，稳定性合格。
2.选择材料和许用应力千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动。
螺杆则采用45﹟钢，调质处理；查机械设计手册表得σs=360MPa查机械设计表5.9得[σ]=σs/（3~5）手动可取[σ]=100MPa由于螺母与螺杆存在滑动磨损，故采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3；查表5.9得螺母材料的许用切应力为[τ] =35 MPa 许用弯曲应力为[σ]b=50 MPa紧定螺钉、六角螺母均采用标准件。
3.耐磨性计算螺纹耐磨性条件：梯形螺纹，h=0.5p,则d螺纹中径，mm;式中2F为螺旋的轴向载荷，N；H为螺母旋合高度，mm;ψ为引入系数，H/d;2[p]为材料的许用压强，MPa;注：查机械设计手册可得：ψ=1.8,h=0.5p,[p]=20MPa;2d ≥=26.7mm 查机械设计课程设计 表11.5 由GB/T5796.3-1986得：取 d=34mm ，2d =31mm,1d =27mm,P=6mm;螺母高度H 1=ψd 2=1.8*31mm=55.8mm 螺纹圈数z= H 1/ P=55.8/6=9.3圈4.螺杆强度校核梯形螺纹校核条件：式中：1d 螺杆螺纹的小径，mm ；[]σ螺杆材料的许用应力,MPa; F 螺杆材料所受的轴向载荷，N ；1d ≥=25.2mm 校核通过； 5.螺纹牙强度校核式中τ 螺纹牙根所受的剪切力应力,MPa;b σ螺纹牙根所受的弯曲应力,MPa;F 螺纹牙所受的轴向载荷,N;'d 螺母螺纹大直径,mm;z 螺纹旋合圈数;b 螺纹牙根厚,梯形螺纹b=0.65p=3.9mm,h=0.5p=3mm;h 螺纹牙的工作高度,mm; []τ螺母材料的许用剪切应力,MPa;b σ螺母材料的许用剪切应力,MPa;;所以螺纹牙强度满足要求。
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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。
有些钻床工作台采用了这种方式。
④螺杆转动，如图(d)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。
(a) (b)
(c) (d)
(c) (d)
图2.1 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，下图2.2螺旋压力机均为传力螺旋。
①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，下图2.3为机床进给机构的螺旋。
图2.2 螺旋压力机
图2.3 传导螺旋
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。
2.2螺旋传动的设计和选材
滑动螺旋的结构包括螺杆、螺母的结构形式及其固定和支承结构形式。
螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系，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，可以采用螺母本身作为支承的结构。
当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋（丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆工作刚度。
螺母结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。
整体螺母结构简单，但由磨损而产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的场合中使用。
对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙并补偿旋合螺纹的磨损，通常采用组合螺母或剖分螺母结构。
利用螺钉可使斜块将其两侧的螺母
挤紧，减小螺纹副的间隙，提高传动精度。
传动用螺杆的螺纹一般采用右旋结构，只有在特殊情况下采用左旋螺纹。
螺杆和螺母材料应具有较高的耐磨性、足够的强度和良好的工艺性。
表2.1 螺杆与螺母常用的材料
表2.5 螺旋传动螺旋副的当量摩擦系数f V（定期润滑）
第三部分设计计算
],
[21.3325.3015.2614.35
.2000353322
4σπσ≤=⨯⨯⨯⨯⨯=
=
Mpa zb D Fh
合格。
②.剪切强度校核：
][9.2425.35.2614.301000
354τπτ≤=⨯⨯⨯=
=
MPa b
D z F ，
合格。
式中：4D ——螺母螺纹大径，mm 。
Z ——螺母螺纹工作圈数。
螺母外部尺寸计算
][)
(4
3.122σπ
σ≤'-=
d D F
40[30[
σ
τ
D 1 d'
D
H ’
a
[]
p F
p ≤-=
4
)
d D (2
020π
式中：[p]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p]的
小者。
Q235:[p]杯= 225MPa ；
45钢：[p]杆=570MPa ，
取[p]杯，故
4
)
d D (2
020-=
πF
p
[]p MPa ≤=-⨯=72.184
)
018.0045.0(14.310352
23
满足设计要求。
托杯厚度δ=8~12mm ，此处取δ=8mm ；
杯底厚度为 1.3δ=13mm ；
沟纹宽度为1.5δ=15mm ；
沟纹深度为δ/2=5mm ；
τ
D
托杯高度为1.8*d=1.8*26=46.8mm；
D5=(2.4~2.5)d=62.4~65mm,取65mm；
为保证托杯可以转动，螺杆顶端的垫片与托杯底
部留有间隙，间隙值为3~4mm，因承受力不大，故取值
为3mm。
底座的设计
底座材料常用铸铁HT150及HT200，选用HT150。
铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，取δ=10mm。
为了
L 增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形
制成1∶10的斜度。
底座结构及尺寸如图：
千斤顶装配图
P=18.72MPa
.
.。