哈工大机械设计大作业螺旋传动设计(千斤顶)
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 (6)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (6)12、螺旋千斤顶的效率 (6)13、参考资料 (7)1、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=200N 。
2、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σs=355MPa, σb =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ZCuAl10Fe3。
查参考文献得［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。
托杯和底座均采用HT250材料。
3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。
由参考文献查得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。
由耐磨性条件公式：[]20.8p Qd ≥ψ 式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；ψ——引入系数，ψ=2.0 ;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有224.5d mm ≥。
查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P =8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。
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3.1.1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10.2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 5.8 查得[]p =18~25MPa从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa 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==1.2—2.5，取2ψ=。
则式中：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11.5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：219.6d mm ≥==e []σσ=≤ (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=arctan npπd 2=arctan 1×3π×26.5=2.0637°；[]σ－－－－－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'0.08~0.10f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.08~arctan 0.10 4.5739~5.7106f ρ===o ，取' 5.7106ρ=o （由表5.10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）。
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+=。
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-螺旋千斤顶
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。
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 (4)7、螺杆的稳定性校核 (5)8、螺母外径及凸缘设计 (6)9、手柄设计 (6)10、底座设计 (7)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (7)12、螺旋千斤顶的效率 (8)13、参考资料 (8)1、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=200N 。
2、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σs=355MPa, σb =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ZCuAl10Fe3。
查参考文献得［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。
托杯和底座均采用HT250材料。
3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。
由参考文献查得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。
由耐磨性条件公式：[]20.8p Qd ≥ψ式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；ψ——引入系数，ψ=2.0 ;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有224.5d mm ≥。
查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P=8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。
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 。
机械设计 螺旋传动设计(千斤顶)
机械设计（基础）课程设计计算说明书设计题目：螺旋传动设计——螺旋起重器（千斤顶）学院：机电工程及自动化学院专业：机械工程与自动化学号：11121497设计者：袁悦组员：郭丽琴、闫赟、袁悦指导老师：邓召义完成日期：2013-10-30计算及说明主要结果 一、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F=44KN ，最大起重高度L=200mm 。
二、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸1）、螺纹牙型的选择滑动螺旋的牙型可以采用梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹；螺旋传动常采用梯形螺纹和矩形螺纹。
梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，矩形螺纹效率高，但其牙根强度低，加工精度低，目前已经逐渐被梯形螺纹所取代。
2）、螺纹基本尺寸的选择螺纹中径按螺母螺纹牙面得耐磨性计算，对于梯形螺纹，h=0.5P,则有，中径：32644100.80.8[] 1.52410F d p ⨯≥=⨯=Φ⨯⨯27.97mm 式中： 1.5,[]24p MPa Φ==对于梯形螺纹，查表4-5，选取P=6mm ；查表4-6，得： 螺杆标准中径229d mm =，小径325d mm =，大径32d mm =； 螺母标准中径229D mm =，小径126D mm =，大径433D mm =。
三、螺杆的设计计算1）、材料螺杆常用的材料为Q235、Q275、35钢和45钢。
对于重要传动，要求较高耐磨性，需进行热处理，可选用40Cr 或65Mn 。
此处选用45钢。
故σs=355MPa ，查表21-3得5~3][s σσ=，取[σ]=115MPa; σb=600MPa 。
2）、螺杆结构螺杆上端需用支撑托杯和插装手柄，故此处应加大直径，其结构如图1所示。
图中L 为最大起重，H 为螺母高度，手柄孔径k d 的大小应根据手柄直径p d 决定，一般取mm d d p k 5.0+>。
为了便于切制螺纹，应设退刀槽，退刀槽处的直径c d 要比螺纹小径3d 小0.2~0.5mm 。
哈工大机械设计大作业_螺旋起重器设计书
一、设计任务设计一螺旋起重器，起重量kN F Q 40=，最大起重高度mm H 200=起，其结构件图如图1所示。
图1 螺旋起重器简图二、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.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。
三、设计过程1.选择螺杆、螺母的材料由参考文献[1]表8.11，考虑到低速重载的工况，螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]查得抗拉强度MPa 600b =σ，MPa s 355=σ。
螺母材料用铸造铝青铜310Fe ZCuAl 。
2.耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜310Fe ZCuAl ，有参考文献[1]表8.11查得MPa p 25~18][=，取MPa p 18][=。
按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则][8.02p F d Q ψ≥。
由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数5.2~2.1=ψ，取5.1=ψ。
则mm mm p F d Q 8.30185.1400008.0][8.02=⨯⨯=ψ≥ 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11.3取公称直径mm d 36=，螺距mm P 6=，中径mm d 332=，小径mm d 291=，内螺纹大径mm D 374=。
3.螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：][1634231221σππσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d T d F Q 式中： Q F ……轴向载荷，N ；1d ……螺纹小径，mm ；T ……螺纹副摩擦力矩，2)'tan(2d F T Q ρλ+=，λ为螺纹升角， 31.3336arctan arctan2=⨯==ππλd P ； ][σ……螺杆材料的许用应力，MPa 。
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。
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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：2014·10·03哈尔滨工业大学目录1设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------3 3耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 4螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------3 5螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 6螺纹副自锁条件校核---------------------------------------------------------------------------------------5 7螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------5 8螺母外径及凸缘设计---------------------------------------------------------------------------------------6 9手柄设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------6 10底座设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 11各部分尺寸及参数-----------------------------------------------------------------------------------712参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------------81、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：3.1.2起重量Q F =40KN ，最大起重高度H=200mm 。
2、螺杆、螺母选材螺杆选用45钢调质。
查参考文献[2]表10.2得s σ=355MPa,b σ=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，故螺母采用强度高且耐磨的铝青铜ZCuAl10Fe3。
托盘和底座均采用铸铁材料。
3、耐磨性计算查参考文献[1]表8.11得[p]=18~25MPa 。
取[p]=22MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，起重器需要螺纹有较高的承载能力，螺纹根部强度较高，所以选用梯形螺纹。
查参考文献[1]得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2。
由梯形螺纹耐磨性条件公式：2d ≥ 式中 2d ——螺纹中径，mm; F ——螺旋的轴向载荷，N ；[p]——材料的许用压强，MPa;ψ——引入系数，ψ=H/2d ; H ——螺母旋合高度，mm;代入数值后有mm d 12.2422*2400008.02=≥。
查参考文献[2]表11.4，取公称直径d=32mm ，螺距p=6mm ，中径d2=29mm ，小径d4=25mm ，内螺纹大径D4=33mm ，内螺纹小径D1=26mm 。
则螺母高度H=ψ*2d =2*29=58mm ，螺纹圈数z=H/P=9.7，α=2β=30°。
4、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 的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 。
根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：][)16(3)4(34224σππσ≤+=d Td F式中 4d —— 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 —— 螺杆所受转矩(N ·mm),2)'tan(2dF T ρψ+=。
ψ——螺纹升角（°）查参考文献[1]表8.13得钢对青铜的当量摩擦因数'f =0.08~0.10,取'f =0.09。
则'ρ=arctan 'f =5.143°ψ=arctan2d nPπ=arctan 2961⨯⨯π=3.7679°将已知数据带入公式得T=40000tan(3.7679°+5.143°)30/2=94074N ·mmσ=2322)025.0074.9416(3)025.0400004(⨯⨯+⨯⨯ππ=97.27MPa查参考文献[1]表8.12得螺杆的许用应力[σ]=5~3sσ，而s σ=355MPa ，则[σ]=71~118MPa,取[σ]=100MPa>97.27MPa=σ。
即σ<[σ]，螺杆满足强度条件。
5、螺母螺纹牙强度校核因为螺母材料强度低于螺杆 ，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。
查参考文献[1]表8.12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 。
螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：][z 4τπτ≤=bD F式中 F ——轴向载荷(N)；D 4——螺母螺纹大径(mm); z ——螺纹旋合圈数，z 取10；b ——螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹b=0.65P=3.9mm 。
代入数据计算：89.99.3331040000=⨯⨯⨯=πτMPa ≤[τ]即螺母满足剪切强度要求。
螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为： ][324b b bD z Flσπσ≤= 式中 l ——弯曲力臂，l=224d D -=2mm 其它参数同上。
代入数据计算：22.159.3331024000032=⨯⨯⨯⨯⨯=πσb MPa ≤[σb ]即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。
6、螺纹副自锁条件校核由螺纹副自锁条件'ρψ≤其中'ρ=arctan 'f ψ——螺纹升角，ψ=arctan2d nPπ=arctan 2961⨯⨯π=3.768°'f ——当量摩擦因数，取'f =0.09。
'ρ——当量摩擦角（°）带入数据计算得'ρ=arctan 'f =arctan0.09=5.143°； 所以'ρψ<满足螺纹副自锁条件。
7、螺杆的稳定性校核千斤顶的最大上升高度200mm ，则螺杆的最大工作长度L 为退刀槽螺母l H L +++=1h 2200式中 螺母H ——螺母高度(mm)，螺母H =58mm;1h =（1.8~2）1d ；退刀槽l ——螺杆与手柄座相接处尺寸，查手册知，退刀槽l =9mm 。
假设手柄直径为d 1=30mm ，由尺寸经验公式h 1=(1.8~2)d 1=54~60mm 取h 1=54mm ，则：L=200+29+54+9=292mm则螺杆的柔度： 44d LiLμμλ==μ——长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则取μ=2； d 4——螺纹小径，d 4=25mm 。
i ——螺杆危险截面的惯性半径(mm),44d A I i ==，其中A 为危险截面的面积(mm 2)。
代入数据计算：44.932529224=⨯⨯=λ 对于45#调制钢，此时螺杆稳定的临界载荷Fc 为：64)(4422d l E F c πμπ=（90>λ）代入数据计算得：114860=c F N那么，由压杆稳定条件5.287.2>=FF c故螺杆满足稳定性要求。
8、螺母外径及凸缘设计根据经验公式，螺母外径D 2≈1.5d=1.5×32=48mm ，取D 2=50mm; 螺母凸缘外径D 3≈1.4D 2=1.4×50=70mm;螺母凸缘厚b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×58=11.6~17.4mm ，取b=15mm 。
9、手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间的摩擦阻力矩T 1和托杯支撑面间的摩擦力矩T 2。
设加在手柄上的力F 1=300N ，手柄长度为L ，则有F 1 L = T 1 + T 2。
对于T 1和T 2，有T 1=40000tan(3.768°+5.143°)30/2=94074N ·mm2123132)2()]4~2([)2()]4~2([3+--+--⋅=D D D D fF T 公式中的符号见参考书[3]。
根据经验公式，D=（1.6~1.8）d=（1.6~1.8）32=51.2~57.6mm ，取D=55mm; D 1=（0.6~0.8）d=（0.6~0.8）32=19.2~25.6mm ；取D 1=24mm; 托杯材料选择铸铁，手柄选择Q235，取摩擦因数f=0.12,则m N D D D D fF T •=+--+--⋅=97067)2()3()2()3(32123132那么手柄长度，L=121F T T +=637.1mm ，取L =300mm,加套筒长400mm 。
设手柄所受最大弯曲应力为σ，MPa s 225=σ，[]2~5.1sb σσ=，则[]b σ=112.5~150MPa,取[]b σ=125MPa 。
则手柄直径d 1应满足≤⨯+=+=312121)(32d T T W T T z πσ[]b σ 转化为3211][)(32b T T d σπ⨯+≥=24.97mm;取手柄直径d 1=25mm 。