1螺旋千斤顶大作业
千斤顶大作业指导书
1. 螺旋千斤顶作业任务书学生班别学号成绩设计完成日期：年月日指导教师：一、题目：设计螺旋千斤顶原始数据二、工作要求：1. 总装配图一张。
2. 计算说明书一份。
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Q（KN）和最大提升高度l（mm）。
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（方）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=300，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GB5796.1—86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λ≤φv式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1f v，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。
即φv－λ≥l°（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dk的大小根据手柄直径dp 决定，d k ≥dp 十0.5mm 。
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
机械大作业-螺旋千斤顶
取 1.5
20.66 mm 代入数据，得 d 2 0.8 1.5 20000 20000000
根据螺杆中径 d 2 20.66mm ,查表，选取螺杆的公称直径 d 24 mm ， 螺距 P 5mm ， 中径d2 = D2 =21.5 ㎜， 小径d3 = 18.5 ㎜,D1 = 19 ㎜, 大径D4 = 24.5 ㎜。 2.3 自锁验算 自锁条件是λ≤v 。 式中： λ 为螺纹中径处升角； v 为当量摩擦角（当量摩擦角
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
2
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。
1、确定螺杆、螺母的材料 由起重载荷为 Q= 20 KN 且手动驱动，选取螺杆材料为 45 钢， 并调质处理，其抗拉强度为 b 673MPa ，屈服强度 S 353MPa ，螺 母采用 采用砂型铸造， 其抗拉强度为 b 220MPa ， 屈 ZCu Sn10P1 ，
ca [ ]
∴该螺杆满足强度要求 2.5 稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳， 为此应按稳定 性条件验算螺杆的稳定性。 螺杆的柔度： s
l
i
μ——螺杆长度系数，μ=0.75 l——螺杆工作长度， l H H ' H 3 =243.08 ㎜,H 为举重最大 升距 i——惯性半径， i ∴螺杆的柔度 s ∵λ s＜40 结论： s 40，可以不进行稳定性校核，即符合稳定性条件 3. 螺母的设计计算 3.1 螺纹牙的强度计算 螺母高度H ‘ = d2 =32.25 ㎜, 螺纹实际工作圈数 u
螺旋千斤顶大作业
螺旋千斤顶计算说明书姓名班级机械设计制造及其自动化1班学号任课教师2013年10 月21 日螺旋千斤顶作业任务书姓名 ** 专业 机械设计制造及其自动化 年级 大三 班级 1 学号 30112010***设计完成日期 2013 年 10月 21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计算说明书目录一、设计题目及数据┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2二、螺旋千斤顶的设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉21、螺杆的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉22、螺母的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉63、螺杆稳定性验算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉74、托杯的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉85、手柄的设计与计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉106、套管设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉127、底座设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉138、千斤顶的效率┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14三、总结与讨论┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14四、参考文献┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉145）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，其结构见图1。
手柄孔径k d 根据手柄直径p d 确定，5.0+≈p k d d mm 。
为了便于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比1d 小约0.2~0.5mm ，退刀槽的宽度取为 1.5P 。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆端部应有倒角或制出稍小于1d 的圆柱形凸台。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆的下端必须安置钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部，尺寸见图1。
(整理)螺旋千斤顶大作业任务书及设计指导书
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。
千斤顶大作业
螺旋千斤顶大作业任务书和指导书
一、
1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计方法；
2.初步学会综合运用所学过的知识解决实际问题，培养独立工作能力；
3.熟悉有关设计资料，学会查手册。
二、题目
螺旋千斤顶
原始数据如下：（对应学号尾数）
题目
设计方案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
最大起重量F（KN）
40
45
48
50
52
55
60
62
65
70
最大起升高度H'（mm）
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
手柄施加力Fp（）
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
受力简图：
Lp：手柄有效长度；
T：施与手柄的力矩；
T1：螺纹副中的摩擦力矩；
T2：托杯与支承面之间的摩擦力矩。
三、设计工作量
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。
螺旋千斤顶机械设计大作业(福大)
装订位置题目：螺旋千斤顶的设计和计算机械系机制专业 2011级（3）班设计者：吴胜 021*******指导教师：陈亮完成日期：2013.10.10装订位置目录一、目的 (3)二、题目及方案 (3)三、受力简图 (4)四、计算内容 (4)五、程序 (9)六、参考文献 (12)装订位置一、目的：1、熟悉螺旋千斤顶的工作原理和设计方法；2、初步学会综合、运用所学过的知识，解决实际问题，培养独立工作能力；3、熟悉有关设计资料，学会查手册。
二、题目及方案：设计一个螺旋千斤顶，要求满足以下原始数据：最大起重量F（KN）52最大起重高度H’（mm）220手柄施加力Fp（N）200装订位置三、受力简图：Lp：手柄有效长度；T：施于手柄的力矩；T1：克服螺纹副中的摩擦力矩；T2：克服托杯和支承面间的摩擦力矩。
四、计算内容：T2h1H'HFFFpT1T轴力图扭矩图托杯Lp装订位置计算及说明结论1．选择螺杆和螺母的材料螺杆：45螺母：ZCuA19Fe4Ni4Mn2（铝青铜）2．螺杆的设计计算(1) 选择螺杆的牙型（梯形）(2) 按强度计算螺杆的小径d1）（][5.121σFd≥ssσσ=][，s=3～5，σs=355MPa，s=3，则[]=σ118.3MPad1≥1.25][σF=1.25×MPaKN3.11852=26.2mm取d1=29mm，则d=36mm，内螺纹大径D=37mm，螺纹中径2d=33mm，螺距P=6mm。
(3) 验算自锁性arctancosVfβψ≤Φ=；其中152==αβ,由表5-12得f=0.08～0.10，取f=0.09则有32.515cos09.0arctancosarctan===βΦνf，螺纹升角32.531.3arctan2=<==νΦπψdp，满足自锁条件。
螺杆小径:d1=29mm螺杆大径:d=36mm螺杆中径:d2=33mm螺纹大径:D=37mm螺距:P=6mm螺纹升角31.3=ψ小于32.5=Φν满足自锁条件。
螺旋千斤顶大作业
目录一、目的 (3)二、题目及方案 (3)三、受力简图 (3)四、设计进行步骤 (4)五、参考文献 (6)一．目的1． 熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计方法；2． 初步学会综合、运用所学过的知识，解决实际问题，培养独立工作能力； 3． 熟悉有关设计资料，学会查手册。
二．题目螺旋千斤顶原始数据如下：(按学号尾数)项目设计方案 12 3 4 5 6 7 8 9 10 最大起重量F （KN ） 40 45 48 50 52 55 60 62 65 70 最大起重高度H ’（mm ） 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 手柄施加力Fp （N ）200200200200200200200200200200设计方案：最大起重量F=62KN最大起重高度H ’=250 mm 手柄施加力Fp=200N三．受力简图：Lp ：手柄有效长度； T ：施于手柄的力矩；T 1：克服螺纹副中的摩擦力矩；T 2：克服托杯与支承面间的摩擦力矩。
T 2h 1H'HFFT 1T 轴力图扭矩图托杯LpFp四．设计进行步骤及注意事项：已知条件：最大载荷 F=62KN 最大升距 H ’=250mm 手柄施加力 Fp=200N一． 选择螺杆和螺母的材料分析：起重螺旋为传力螺旋，主要特点是要承受较大的轴向力，传动速度较低。
通常要求自锁，采用滑动螺旋，螺杆材料应具有较高的耐磨性，螺母本身作为支撑，所以螺母材料除要求较高的强度外，还应有较好的减磨性和耐磨性。
因此螺杆材料选45钢，螺母材料选用锡青铜，材料 牌号：ZCuSn10Pb1 。
二． 螺杆的设计计算（1） 螺杆材料选用45钢，螺纹类型选择梯形，右旋单线。
（2） 螺杆的小径d1d 1≥1.25][Fσ 由教材表5-8取45号钢的屈服极限s σ=480MPa取安全系数S=4 许用应力[σ] = Ss σ=120MPa F=62KN 代入得d1≥ 28.41mm10.7441.2841===d P参考梯形螺纹标准，取P=7mm（3）选择标准螺距P 及公称直径（螺杆大径）d 、螺杆小径1d 、中径22D d =内螺纹大径（螺母）4D 、内螺纹小径（螺母）1D<查附表得（机械制图p365 附表4 梯形螺纹）：>螺杆螺距 7=p mm公称直径（螺杆大径） 40=d mm （51.351=+=p d d ，圆整后本应取38，但经验算螺杆的稳定性后，d 要取40mm ）螺杆小径 321=d mm中径 5.3622==D d mm内螺纹大径（螺母） 414=D mm内螺纹小径（螺母） 331=D mmF=62KN H ’=250mm Fp=200N螺杆材料选45钢 P= 7mm d=40mm1d =32mm 2d =36.5mm（螺母： 4D =41mm 1D =33mm ）（4）、验算自锁性：Ψ≤Φv （Ψ—螺纹升角；Φv —当量摩擦角） 由教材p97 表5-12查得钢-青铜摩擦系数f=0.08~0.10，取值f=0.08β=2α=230︒=︒15 ψ=arctan(d2Pπ)=︒7.3 (教材P64式5-1) Φv=arctan βcos f=︒1.5 (教材P97式5-46) 因为︒7.3<︒1.5 即Ψ≤Φv 故满足自锁条件（5）、验算螺杆的稳定性I =64d 41π=64324⨯πmm 4=51472mm 4h 1=2p d =2⨯29mm=58mml=h 1+H ’+H/2=58+250+47/2=331.5mm F cr =22)l (EI μπ=252)5.3312(514721006.2⨯⨯⨯⨯π=237.9KN F cr /F=3.8 因为3.5<3.8，故满足稳定性要求。
(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 。
螺旋千斤顶设计大作业
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。
螺旋千斤顶大作业
螺旋千斤顶大作业
一、螺旋千斤顶设计参数
题目 设计方案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 最大起重量F （kN ） 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 最大起升高度H
（mm ）
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
题目 设计方案
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 最大起重量F （kN ） 40 45 48 50 52 55 60 62 65 70 最大起升高度H
（mm ）
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
二、机构简图
标 注 最 小 尺 寸
A
A
三、工作量
1、总装配图一张；螺母、螺杆、托杯零件工作图各一张。
2、计算说明书一份。
四、计算说明书内容
封面
目录
正文部分：
1、设计任务书（设计任务名称、自己的设计参数、螺旋千斤项示意图）
2、任务分析
3、螺旋传动设计
4、支撑部件设计
5、其它部分设计
6、总结
7、参考文献
附录1、螺旋千斤顶总装配图
附录2、螺母零件工作图
附录3、螺杆零件工作图
附录4、托杯零件工作图。
螺旋千斤顶大作业说明书
机械设计《螺旋千斤顶》设计说明书学生姓名郭勇学院名称工程技术学院专业车辆工程学号2220133222202122015年12月8日螺旋千斤顶作业任务书姓名郭勇专业车辆工程年级 2013 班级 3 设计完成日期 2015 年 12 月 8 日指导教师李华英一、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1、螺杆的设计与计算 (3)1.1螺杆螺纹类型的选择 (3)1.2选取螺杆材料 (3)1. 3确定螺杆直径 (3)1. 4自锁验算 (4)1. 5结构 (4)1. 6螺杆强度校核 (6)1. 7稳定性计算 (6)2、螺母的设计与计算 (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 (7)2.4螺母与底座的配合 (8)3、托杯的设计与计算 (8)3. 1托杯的尺寸计算 (9)4、手柄设计与计算 (10)4.1手柄材料 (10)4.2手柄长度L (10)p4.3手柄直径d (10)p4.4手柄结构 (10)5、底座设计 (11)5.1底座的材料 (12)参考文献：[1]、张黎骅、郑严.《新编机械设计手册》.北京：人民邮电出版社，2008[2]、张策.《机械原理与机械设计（下册）》.2版.北京：机械工业出版社，2011[3]、陈东祥.《机械制图及CAD基础》. 北京：机械工业出版社，2006。
螺旋千斤顶大作业
姓名于方津专业机制年级13 班级3设计完成日期2015 年10 月11 日指导教师_________一、题目：螺旋千斤顶题目设计方案12345678910最大起重疑F(kN)20253035404550——006065最大起升高度H(mm)150160170180190200210220230240三、工作量］、总装酉I图一张；2、F算说明书一况(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作业任务书机械设计大型作业编号08螺旋千斤顶设计说明书⑷自锁验算:当量摩擦角Q = arctan—-cos—2由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取“ = 0.10 (0.08 〜0」0)又因为矩形螺纹牙顶角a=0所以，p' = arctan °= 5.711COS —2d[ + d螺纹中径d： = ―；一 = 31°™螺纹中径升角I// = arctan =arctan ------------- °叫n x 31满足屮s pi因此，满足自锁条件，自锁可靠。
(5)螺杆结构：螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加大宜径,其结构见图1。
凸合结构图1d2 = -^mm屮二。
满足自锁条件手柄孔径心根据手柄直径决泄，”严心+0.5（后面给出）。
为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比/ 小0.5m/）i,宽度为二x 二9mm。
所以退刀槽尺寸为：9 x 027.5螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为C2。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱岀，在螺杆下端安垃了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。
挡圈直径为dg = d + 5 = 39mm挡圈厚度6~12mm 取8mm螺钉直径为=选取GB/T6S - 2000 M1 Ox 45开槽沉头螺钉。
（6）强度校核：螺杆工作时承受轴向压力F和转矩7的联合作用，根据第四强度理论求岀其危险截而的当量应力，令其满足%,=加+3卄=]（笛）'+3（丄丁）' < [er]V ncl； 0.2J,其中，T = F・dtan（0 + /?'）231=45 x y x t刖（3-525° + 5-711°）=113.42 （M ・ m）所以，_ L 4F T ,= （MPa）<[<T]=118N（P 因此，强度符合强度要求。
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。
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。
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 。
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。
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
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满足强度要求
材料：锡青铜
Z=8
=17mm
D=52mm
68mm
紧定螺钉
螺杆稳定性合格
材料：Q235碳钢
托杯高58mm
材料：Q235碳钢
材料：HT100铸铁
效率符合要求
取安全系数
于是，
螺纹内径满足： =25.12mm
螺距 mm
参考矩形螺纹标准，取P=6mm
进而确定螺纹的工作高度 mm
螺纹大径 mm
圆整后，取d=32mm
因此， mm
(4)自锁验算：
当量摩擦角
由于螺杆和螺母的材料分别取45钢和锡青铜，因此取
又因为矩形螺纹牙顶角
所以，
螺纹中径 mm
螺纹中径升角 arctan =arctan =3.768°
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45钢
（3）螺杆的直径
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
其中：螺杆许用应力
查阅资料得：45号钢屈服极限
螺旋千斤顶作业任务书
姓名卜兆宁专业机制年级13班级5
设计完成日期2015年月日
指导教师
一、题目：螺旋千斤顶
原始数据:（请在指定的设计方案编号后划√）
题目
设计方案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
最大起重量F（kN）
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
最大起升高度H（mm）
150
160
170
180
190
200
挡圈直径为 mm
挡圈厚度 6~12mm 取8mm
螺钉直径为0.25d=8mm
选取 开槽沉头螺钉。
（6)强度校核:
螺杆工作时承受轴向压力 和转矩 的联合作用，根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力,令其满足
其中，
所以，
=84.76度要求。
2.螺母的设计与计算：
当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，托杯
底部与螺杆的接触面间有相对滑动。为了避免过快磨损，一方面需
要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，取其许用压力为
由此可确定托杯直径
=57.15(mm)
取
5.手柄的设计与计算:
(1) 材料：Q235碳钢
(2)手柄长度 ：扳动手柄的转矩 必须克服螺纹副的螺纹力矩 和螺杆与托杯间的摩擦力矩 ，即
（1）材料：锡青铜 牌号：ZCuSn10Pb1
（2）螺纹圈数：
其中螺纹中径 ，螺纹牙高度h=3mm，螺纹牙表面许用压强 取 。代入上式，得
因此，取Z=8
考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数
=9.5
螺母高
（3）螺纹其它尺寸：见图2
图2
取D=52mm
取 68mm
(4)螺母与底座的配合：
螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用 。螺母下端和底座孔上端均加工出倒角，倒角尺寸为 。同时安置紧定螺钉防止螺母转动，紧定螺钉选用GB/T65 M4×20的开槽圆头螺钉。
（3）手柄直径：
式中， 为材料的许用弯曲应力，对于Q235的手柄，
所以， =23.79mm
取
则螺杆孔径
（4）手柄结构：手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉固定，其结构见图4。
图4
固定螺钉选用 开槽沉头螺钉。
6.底座的设计与计算：
（1）材料：HT100铸铁
（2）尺寸设计：见图5，取壁厚 ，锥度按照 设计。
210
220
230
240
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
螺旋千斤顶设计说明书
设计及说明
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：最大起重量F=45KN、最大升起高度H=200mm。
则
式中，K为施加于手柄上的臂力 ，为满足大多数人的使用，设计中取K取 。
=108.95( )
=52.65(N
式中， 。
所以，手柄计算长度满足
=808mm
考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为
=937mm
不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为351mm，另外加套筒，套筒长800mm。
3.螺杆稳定性计算：
螺杆稳定性条件为
式中， 为螺杆稳定性计算安全因数； 为螺杆稳定性安全因数（ ）, 为螺杆的临界载荷。
先计算螺杆的长细比
其中，长度系数
螺杆最大受压长度
螺杆危险截面惯性半径
所以，
对于 淬火钢
进而可得 =2.642
由于 螺杆稳定性安全因数 =2.5~4
所以螺杆稳定性合格。
4.托杯的设计与计算：
（1）材料：选用Q235碳钢,模锻制造。
（2）托杯结构，见图3.
取壁厚
托杯高（1.5~1.8d）,
所以托杯高=1.6d=51.2mm 取52mm
直径 取
取
图 3
为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上表面制出切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板，挡板尺寸 ，螺钉选用GB/T65 M5×25开槽圆头螺钉。直径 的配合为 。
各部分尺寸为：
图 5
式中， 为底座下枕垫物的许用挤压应力。以下枕垫物为木材考虑， 。
因为
所以，取
7、千斤顶的效率：
（一般 ＜0.3）
因此，设计效率符合要求。
原始数据
F=45KN
H=200mm
配合选H8/h8
螺杆材料选45钢
P=6mm
h =3mm
d=32mm
mm
mm
=3.768°
满足自锁条件
挡圈厚度8mm
满足
因此，满足自锁条件，自锁可靠。
(5) 螺杆结构：
螺杆上端用于支撑托杯和在其中插装手柄，因此需加大直径，其结构见图1。
图1
手柄孔径 根据手柄直径 决定， （后面给出）。
为了便于切制螺纹，螺纹上端切有退刀槽，退刀槽的直径比 小 ，宽度为1.5P=1.5 6=9mm。
所以退刀槽尺寸为：
螺杆下端切有倒角，以便于螺杆旋入螺母，倒角尺寸为 。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端安置了钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。