螺旋千斤顶设计
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。
螺旋千斤顶的设计
机械设计大作业计算说明书螺旋千斤顶的设计设计要求：设计一人力驱动的螺旋千斤顶，其轴向承载能力为F=60000N,要求提升高度为h=150mm；要求耐磨性好，螺母材料为ZCuSn10-1，采用梯形螺纹。
摘要螺旋千斤顶主要是有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、托杯的零部件组装而成的。
在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设计与选材最为重要；并且重点运用了机械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘图工具AoutCAD、Solidworks等。
本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。
尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，对它进行了精确地计算。
由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价成本低，所以在日常生活中被广泛应用。
本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。
设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。
制造方法以及产品运行，使用和维修方法。
现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改进过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。
目录摘要 (II)1 起重机械的概述 (1)2 千斤顶的概述 (2)2.1 千斤顶的种类 (2)2.2 千斤顶的结构和技术规格 (3)2.3千斤顶的工作原理 (5)3 螺旋传动的设计与计算 (6)3.1螺旋传动的应用和类型 (6)3.2螺旋传动的结构和用途 (8)3.3螺旋传动的计算 (9)3.4螺旋传动的设计和选材 (10)3.5螺旋机构耐磨性的计算 (11)3.6螺母螺纹牙的计算 (12)3.7螺杆强度和稳定性的校核 (13)3.7.1强度的校核 (13)3.7.2稳定性的校核 (14)3.8自锁性的校核 (15)4千斤顶的设计 (16)4.1选择材料 (16)4.2耐磨性计算 (17)4.3螺母外部尺寸计算 (18)4.4手柄设计计算 (19)4.5螺杆稳定性校核 (20)5 螺旋千斤顶图形的绘制 (21)6 使用千斤顶的注意事项 (23)7 设计总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 起重机械的概述起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备。
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。
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。
螺旋千斤顶设计说明书
Q A T 2 ) 80.8MPa ; WT
所以，螺杆符合强度条件. 8. 螺杆稳定性校核
对于长径比大的受压螺杆， 当轴向压力 F 大于某一 临界值时， 螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。 根据表【5-14】得螺杆的长度系数 2 ； 螺杆的头部长度 h1 2d1 41mm； 所以螺杆的校核长度 l L h1 螺杆危险截面的惯性矩 I
螺纹选择梯形螺 纹 牙型角 30 ， 牙
2.耐磨性计算
据表【5-1】以及螺旋千斤顶的传动特点，选择最 侧角 常用的传动螺纹即梯形螺纹。牙型角 30 ，牙侧角
2 15 。
2
15
螺纹参数： 称 直 径
根据表【5-12】钢-青铜，选取 2 ，许用压力 公
p p ；
螺母台肩的挤压
挤压应力 二．其他辅助部分 设计 1.托杯底部和螺杆 头部之间的压强校 核
p
4Q 2 ( D32 D2 )
强度校核通过
；
14.4MPa p 1.8 140 252MPa
所以，符合挤压强度条件。
当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此 在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为 了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验 p p ； 算接触面间的压力强度。 托杯底部环面的外径 D 1.7d 44mm ； 托杯底部环面的内径 D1 0.7d 18mm； 托杯底部和螺杆头部之间的压强:
螺旋千斤顶设计说明书
学院： 班级： 姓名： 学号：
已知数据：最大载荷 Q=17kN，最大升距 L=240mm 设计内容 一．螺旋副的设计 计算及说明 结果
螺旋千斤顶 设计说明书
21螺杆的设计与计算给定数据 Q=20KN （轴向力） ，H=200mm （起重高度）,P=200N(手柄操作力） 1.1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。
1.2选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
选45钢。
1.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d 2。
求出d 2后，按标准选取相应公称直径d 、螺距p 及其它尺寸。
d 2≥][/8.0P Q ψ 根据国家规定ψ=1.2~2.5，取ψ=2.0（梯形螺纹）；h=0.5p ；，[p ]取20Mpa故，d 2≥ ][/8.0P Q ψ≈17.9mm 查机械设计手册，基本尺寸优选第一尺寸系列，考虑到螺杆的稳定性，公称直径d 取28mm 。
则螺距p=5mm ， 外螺纹小径d 1=22.5mm ，中经d2=25.5mm 螺母高度H '=ψd2=51mm,螺母的螺纹工作圈数μ=H '/p ≈101.4自锁验算自锁条件是λ≤ψv 。
式中：λ为螺纹中径处升角；ψv 为当量摩擦角（=arctan ，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。
）查教材表，fV 取0.09。
λ =arctan(n p / π d 2)=arctan （1⨯5/3.14⨯25.5）=3.57选梯形螺纹 45钢Q-轴向力[P]-材料许用压力 Mpah-螺纹牙的工作高度 P-螺距取d=28mm d 1=22.5mmd2=25.5mmp=5mmH '=51mmμ=10fV=arctan=arctan=5.32故， =3.5<5.32；满足自锁条件。
1.5结构如下图:自锁条件合格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34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0.20.5mm 。
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，。
课程设计--螺旋千斤顶设计
课程设计--螺旋千斤顶设计螺旋千斤顶设计专业：机械工程及其自动化班级：机自1007班学号：201002070701姓名：陈学宇起重量：10KN起重高度：350mm2012.10.31目录第一章设计题目及材料选择 (4)1.1设计要求 (4)1.2主要零件的常用材料 (4)1.3千斤顶示意图 (5)第二章螺杆的设计计算 (5)2.1螺杆材料及牙型选择 (5)2.2耐磨度的计算 (6)2.3验证螺纹的自锁条件 (7)2.4螺杆强度的校核 (8)2.5稳定性计算 (9)2.6螺杆其他结构设计 (10)第三章螺母的设计计算 (12)3.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (12)3.2校核螺纹牙强度 (12)3.3螺母的其他设计要求 (14)第四章托杯的设计与计算 (15)第五章手柄的设计和计算 (17)5.1手柄的材料 (17)5.2手柄的长度pL (17)5.3手柄直径d手柄 (17)5.4手柄结构 (18)第六章底座的设计 (12)6.1底座的材料 (12)6.2底座数据计算 (12)参考文献： (19)第一章设计题目及材料选择1.1设计要求设计简单千斤顶的螺杆和螺母级其他结构的主要尺寸。
起重量为10000N，起重高度为350mm，材料自选.。
1.2主要零件的常用材料（1）螺杆材料选择：45号钢，采用带有外螺纹的杆件（2）螺母材料选择：青铜，带有内螺纹的构件（3）底座材料选择：灰铸铁 HT100，带1：10斜度（4）托杯材料选择：Q235（5）手柄材料选择：Q2151.3千斤顶示意图托杯手柄螺母底座螺杆第二章螺杆的设计计算2.1螺杆材料及牙型选择选用45号钢，螺杆螺纹类型选择梯形螺纹。
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。
2.2耐磨度的计算滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。
机械设计 设计螺旋千斤顶所需参数及其公式
螺杆 FP= d= d1= H= f=( 2 tan 2 d FTV⋅+=ϕψ2 124 31⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=d T F Acaσ2dnP π=ψψ≥=βϕcos f Vl=i=E=螺母b=0.65*PD=d+0.56441d I π=2l EI F cr μπ=D 10=(2.4~2.5d D 11=(0.6~0.7d D 13=(1.7~1.9d D 12= D13-(2~4 h=(1.5~1.8D手柄底座2 7 84D FDp+ =σπ梯形螺纹材料起重力螺纹升角螺杆中径许用压力螺距公称直径小径螺母高度摩擦系数中径处升角当量摩擦角螺钉公称直径螺钉型号螺杆所受扭矩计算应力许用应力长度系数高度螺杆危险界面惯性半径柔度惯性矩拉压弹性模量临界载荷材料螺纹工作圈数实际螺母高度螺纹牙危险截面的剪切强度条件螺纹牙危险界面的弯曲强度条件螺纹牙跟处厚度内螺纹大径弯曲力臂螺母外径螺母大外径压力强度材料工人的臂力手柄长度托杯与轴端支撑面的摩擦力矩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 4525KN 4.25度 21.5mm 18MPa 5mm 24mm 18.5mm 53.75mm 0.094.25度5.34度 2.56mmM6*12 45407N.mm 83.32MPa 333.28 2218.6~223.4mm219mm 4.625mm 189.4》40 5746.94200~220GPa52.89*1000>2.5青铜10.75取10 50mm9.999MPa<30~40MPa27.69MPa<40~60MPa3.25mm24.5mm1.5mm39.2~44.1mm取40mm 52~56mm取54mm57.6~60 14.4~16.8 40.8~45.6 41~43 36~43.2 19.6MPa<20MPa Q235 150~250N 520.22mm 45407.41N.mm 32625N.mm 592.71~692.71mm 32.92mm 120MPa272.75mm 240mm 取60mm 取15mm 取45mm 取43mm 取40mm 150N 取600mmHT200 1:10 大于8~12mm 174~188mm 45~50mm 86mm 146.86mm 2.5MPa 8mm 180mm 50mm。
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 。
螺旋千斤顶毕业设计论文
第四章千斤顶的设计已知轴向载荷F=15000N,最小高度271，最大高度为391mm,即最大举升高度391-271=120mm. 方案图如下所示：1—托杯 2—手臂 3—销 4—手柄 5—挡环 6—螺套7—螺杆 8—螺钉 9—底座图4.1 千斤顶剖视图4.1螺杆的设计计算4.1.1.选择材料前面已做分析，此次设计选用梯形螺纹，基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。
考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，螺杆材料常用Q235，275，40，45，55等，此处螺杆选常用的45钢。
由手册查σ=360Mpa；为了提高耐磨性，螺母选较软的材料锡青铜为ZCuSn10P-1，由上表知钢对青铜低速时，对人力驱动[p]可提高20%，即[p]=)2518(-MPa 306.21%120-=⨯，[p]=25MPa ，螺母为整体螺母由于磨损后不能调整间隙，可视受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故5.22.1-=φ，此处取2=φ。
4.1.2. 确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2,求出d2后，按标准选取相应的公称直径d2，螺距p 及其他尺寸。
根据规定对整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，可视受力比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取5.22.1-=φ，此处取2=φ。
螺杆——螺母材料分别取为钢——青铜，查表3.2滑动速度为低速，对人力驱动[p]可提高20%，即[p]=)2518(-MPa 306.21%120-=⨯，[p]=25MPa ，（摩擦系数起动时取大值，校核是为安全起见，应以起动时为准。
由f 值0.08-0.1，应取f=0.1,代入F=40KN梯形螺纹，h=05p,已知取2=φ，则计算d 2 mm F d 856.13252150008.0][8.02=⨯=≥ρφ （式4.1） 根据GB/T5796.3-,2005查得取标准 公称直径d=20mm p 取标准值p=4mm 小径D 3=15.5mm 中径d 2=D2=18mm 大径D4=20.5mm牙顶和牙底宽=0.336p=1.344mm4.1.3. 螺纹副自锁性验算： 自锁条件是v ϕψ≤式中：ψ为螺纹中径处升角；βϕψcos arctanarctan ff v v ==≤v f 为当量摩擦系数。
螺旋千斤顶设计任务书
螺旋千斤顶设计任务书目录一、机构简图...............................................................................................................................- 4 -二、设计计算说明书...................................................................................................................- 5 -1、螺杆的设计与计算.........................................................................................................- 5 -（1）螺纹的牙型.........................................................................................................- 5 -（2）螺杆的材料.........................................................................................................- 5 -（3）螺杆的直径.........................................................................................................- 5 -（4）螺纹副自锁条件校核.........................................................................................- 6 -（5）螺杆结构的计算.................................................................................................- 6 -（6）螺杆强度计算.....................................................................................................- 7 -（7）稳定性计算.........................................................................................................- 8 -2、螺母设计与计算.............................................................................................................- 9 -（1）螺母的材料.........................................................................................................- 9 -（2）螺母的直径.........................................................................................................- 9 -（3）螺母的其它参数.................................................................................................- 9 -（4）螺母螺纹牙强度计算.........................................................................................- 9 -（5）螺母与底座孔的配合...................................................................................... - 11 -3、托杯的设计与计算...................................................................................................... - 11 -4、手柄设计与计算.......................................................................................................... - 12 -（1）手柄材料.......................................................................................................... - 12 -（2）手柄长度.......................................................................................................... - 12 -（3）手柄直径.......................................................................................................... - 12 -（4）手柄结构.......................................................................................................... - 13 -5、底座设计...................................................................................................................... - 13 -6、参考文献...................................................................................................................... - 14 -三、总结.................................................................................................................................... - 14 -一、机构简图二、设计计算说明书1、螺杆的设计与计算（1）螺纹的牙型因为梯形螺纹易于制造，牙根强度高所以选用梯形螺纹，牙型角α=30º（2）螺杆的材料45钢（3）螺杆的直径P s=FA=Fpπd2hH≤[P]引入系数ψ=Hd2，且对于梯形螺纹h=0.5p，则d2≥0.8√Fψ[P]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，根据书P78表5.8，取[P]=10MPa因为磨损后间隙不能调整，所以取ψ=2.5因此d2≥0.8√Fψ[P]=0.8√6×1042.5×10≈39.2mm根据机械设计手册P41表3-7和表3-8取，螺纹公称直d=48mm、螺距p=12mm、螺纹小径d1=d−13=35mm,螺纹中d2=d−6=42mm≥39.2mm（4）螺纹副自锁条件校核自锁条件为：φ≤ρ＇、ρ＇=arctanf＇因为螺纹副材料均为钢制，按照书P80表5.10取f＇=0.17所以ρ＇=arctanf＇=arctan0.17≈9.65°φ=arctan npπd2=arctan1×123.14×42≈5.20°≤9.65°因此符合自锁条件（5）螺杆结构的计算为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
螺旋千斤顶设计指南(矩形螺纹)
T1 F tan( v )
T2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩， T2 = (D2+D4) µF/4。 (µ取0.06)
则
2
。
T1 T2 Lp K
手柄计算长度 是螺杆中心到人手施力点的距离。考虑螺杆头部尺寸
及手握长度，取手柄实际长度 。 手柄实际长度不应超过千斤顶的最小高度，使用时可在手柄上另加套管。 K取200N。 T1=67.73N·m T2=25.125N·m Lp=90.282/200=464.27mm Lw=464.27+10.5+100=574.5mm 圆整后取575mm 5.3手柄直径dp 把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp，其强度条件为 KLp ≤[]F
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
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 式中 为螺杆许用压应力等于屈服应力除以安全系数。屈服应力为355MPa，安全系数S取 5， 所以 [ ] =71 MPa。
d1
4 1.3F [ ]
[ ]
所以d1≥24.1mm. 取圆整=28mm.对于矩形螺纹，先 d 根据经验公式求得螺距P的近似值 P＝ 1 =7mm。然 4 后参照梯形螺纹标准确定P值为7。 螺纹牙高度 h=3.5mm。螺杆直径 d d1 P =35mm d2=d-p/2=31.5mm。 选矩形螺纹 配合H8/h8 选45钢 d=35mm p=7mm d1=28mm h=3.5mm d2=31.5mm
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目录
1 螺旋千斤顶设计任务书 (1)
2 作业目的 (2)
3 螺旋千斤顶的设计 (2)
3.1 螺杆的设计与计算 (3)
3.2 螺母设计与计算 (6)
3.3 托杯的设计与计算 (8)
3.4 手柄设计与计算 (9)
3.5 底座设计 (10)
4 参考文献 (12)
一、螺旋千斤顶设计任务书
、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；、编写设计计算说明书一份。
二、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。
三、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=30kN和最大提升高度H=170mm。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：
对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。
强度计
，其中扭矩为
母的其它尺寸见图1―3。
必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。
参考文献
[1] 吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册[M].第3版.北京:高等教育出版社,2006.
[2] 濮良贵、纪名刚.机械设计[M].第8版.北京:高等教育出版社，2005.。