螺旋千斤顶(设计计算说明书)
螺旋千斤顶说明书
T2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩，
T2= (D12+D11)fF/4。
=271513.7957N·mm
T2= (D12+D11)fF/4=116875N·mm
手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上 +（50～150）mm。手柄实际长度不应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。
公称直径d=42mm， 螺距P=10mm， 螺杆小径d1=d-11=31mm， 螺母大径D=d+1=43mm。
螺杆中径d2=d-5=37 ， 螺母小径D1=d-10=32mm，螺母中径D2=d2=37mm。
螺母高度H=Φd2=2.5 =92.5mm，旋合圈数u= 。
计算结果：
螺杆尺寸：d=42mm p=10mm d1=31mm d2=37mm。
螺旋千斤顶设计说明书
一、
二、
起重量：50KN
起重高度：210mm
四、
1
1.1
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。
所以选择梯形螺纹。
1.2
常用Q235、Q275、40、45、55等。
5
底座材料常用铸铁（HT150及HT200）（图1―7），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。
图中：
（ 为底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取 ）
计算：
=
六、
[1] 机械设计 （第八版） 高等教育出版社
F=35KN的螺旋千斤顶设计说明书
西南大学工程技术学院
(D + D11 ) fF d 注：T1 = F tan (ψ + ϕ v ). 2 , T2 = 12 2 4
所以 T = F tan (ψ + ϕ v ).
d 2 (D12 + D11 ) fF + 2 4
33 (61.8 + 25.2) × 0.06 × 35000 + 2 4
D3 ≥
5 .2 F + D2 π [σ ]
式中螺母许用拉应力 可下式计算：
[σ ] = 0.83σ b
由主教材表 5-13，得
[σ b ] = 40 ~ 60 MPa
取 [σ ] = 40 MPa ，
D3 ≥
5.2 × 35000 + 37 2 = 53.085mm π × 40
· 3·
西南大学工程技术学院
(
2
)
(
)
σ p = 16.458MPa
≤ [σ p ]
2.3.3 凸缘 根部弯 曲强度 验算
M = σb = W F
所以安全
1 ( D 4 − D 3 ) 1 . 5 F (D − D ) 4 3 4 = πD3a 2 πD3a 2 6
σ b = 33.174MPa
=
1.5 × 35000 × (75 - 54 ) = 33.174 MPa π × 54 × 14 2
D7 = D6 + H1 = 60 + 40 = 100mm 5
经 查 表 底 座 下 枕 垫 物 的 许 用 挤 压 应 力
[σ ] p = 2.0 ~ 3.0 Mpa，取 [σ ] p =2.0Mpa。
螺旋千斤顶设计课程计算说明书
机械设计课程大作业螺旋千斤顶设计计算说明书目录1设计任务书 (3)2任务分析 (4)3螺旋传动设计 (4)3.1螺杆的设计与计算 (4)3.1.1螺杆材料 (4)3.1.2螺杆螺纹类型 (4)3.1.3螺杆的直径 (4)3.1.4校核自锁条件 (5)3.1.5螺杆的结构 (5)3.1.6螺杆强度校核 (6)3.1.7螺杆稳定性校核 (6)3.2螺母的设计与计算 (7)3.2.1螺母材料 (7)3.2.2螺母高度及旋合圈数 (7)3.2.3校核螺母螺纹牙强度 (7)3.2.4螺母结构 (7)4支撑部件设计 (8)4.1托杯的设计与计算 (8)4.1.1托杯材料 (8)4.1.2托杯结构 (8)4.1.3托杯强度校核 (9)4.2底座设计 (10)4.2.1底座材料 (10)4.2.2底座结构 (10)5其他部件设计 (11)5.1手柄设计 (11)5.1.1手柄材料 (11)5.1.2手柄长度 (11)5.1.3手柄直径 (12)6总结 (12)7参考文献 (13)附录1螺旋千斤顶总装配图................................................. 图纸1 附录2螺母零件工作图..................................................... 图纸2 附录3螺杆零件工作图..................................................... 图纸3 附录4托杯零件工作图..................................................... 图纸41设计任务书设计任务名称：螺旋千斤顶设计设计参数：最大起重量F：30kN最大起升高度H：110mm螺旋千斤顶示意图工作量：总装配图一张；螺母、螺杆、托杯零件工作图各一张。
计算说明书一份。
2任务分析螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，它主要是用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。
螺旋千斤顶设计说明书
机械设计课程大作业螺旋千斤顶设计说明书
千斤顶设计计算和说明
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽的直径d4应比螺杆。
退刀槽的宽度可取为1.5P。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。
为了防止工作时螺
在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB891-86)，挡圈用紧定
D=d+1=33mm
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，取材。
其结构尺寸见图。
为了使其与重物接触良好和防止与重物之
在托杯上表面制有切口的沟纹。
为了防止托杯从螺杆端
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，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
[]p
≤
'35D mm = '5H mm = '10L mm = ' 6.6d mm = '1
3.2d mm = '1
13D mm = 1c mm = 616M ⨯
5. 底座设计
的斜度。
底座结构及尺寸如图 mm =125+20=145mm 八版 . 北京：高等教育出版社，2009 . 北京：化学工业出版社，2004
机械工程师. 3版 . 北京：机械工业出版社，朱辉，曹桄，画法几何及工程制图. 六版 .上海：上海科学技术出版。
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。
螺旋千斤顶设计计算说明书
题目：螺旋千斤顶
起重量Q= 25 KN
起重高度H= 200 mm
手柄操作力P= 250 N
作业任务：
1.设计计算说明书一份
2.设计装配图一张（1:1）
班级
学号
姓名
完成日期2011年11月19日
指导教师评分
目录设计任务与设计说明
1、螺旋副的设计计算
、耐磨性的计算
、自锁性校核
2、螺杆的设计计算
、螺杆强度计算
、螺杆稳定性计算
3、螺旋副的计算
、螺杆的计算
、螺母的计算
4、拖杯设计计算
5、底座设计计算
6、手柄设计计算
手柄长度设计计算
手柄直径设计计算
7、螺旋千斤顶的效率计算
设计任务与设计说明
设计任务书：
设计一螺旋千斤顶，该千斤顶要求最大起重重量为25kN，最大起重高度为250mm，手柄操作力矩为200N，且要求工作安全可靠，成本不得过高。
设计简单说明：
该千斤顶采用螺旋传动的工作方式，最大起重高度为250mm，手柄操作力200N，工作稳定可靠，满足自锁条件，使用安全，选材合理、加工方便、生产成本较低。
螺旋千斤顶(设计计算说明书)(双面打印)
机械设计课程作业任务书题目：螺旋千斤顶起重量Q=22.5KN起重高度H=150mm手柄操作力P=200N作业任务：1、设计计算说明书一份2、设计装配图一张（1：1）班级：学号：姓名：完成日期：2015年11月1日指导教师：评分：目录Ⅰ设计任务书 (1)Ⅱ计算内容和设计步骤 (2)一、螺杆和螺母的设计计算 (2)二、螺杆强度和稳定性计算 (4)三、螺母的强度计算 (5)四、托杯设计 (7)五、底座设计 (8)六、手柄设计螺旋 (9)七、千斤顶效率 (11)Ⅲ设计小结 (11)Ⅳ参考资料 (12)| 设计任务书1.题目设计一螺旋千斤顶，数据如下： 最大起重量 kN Q 5.22= 最大升程 mm H 150= 手柄操作力 mm P 200= 螺旋千斤顶的结构形式如图：2.内容在规定时间内，完成螺旋千斤顶的设计计算说明书和装配图各一份。
3.要求（1）装配图装配图的内容大致包括：一组视图；必要的尺寸；技术要求和编号、标题栏、明细表。
按1：1的比例画出装配图。
装配图中只需标注：性能尺寸；装配尺寸，包括配合尺寸、装配位置尺寸和装配连接尺寸；安装尺寸；外形尺寸和极限位置尺寸。
注意：装配图上没有必要标注出各组成部分的全部尺寸。
（2）说明书说明书的内容有：封面、目录、设计任务书、计算内容及设计步骤、设计小结和参考资料等。
（3）其它本次大作业提倡采用计算机辅助设计，通过编程进行设计计算或参数化绘图，有关梯形螺旋千机顶优化设计计算的程序框图可参见附2。
|| 计算内容及步骤 装 订 线 （内容） （计算及说明） （结果） 1.材料、螺纹的选择 2.滑动螺旋副的耐磨性计算和自锁行校核一、螺杆和螺母的设计计算 1.1材料选择 螺杆材料：选45钢。
螺母材料：选用铸造铝青铜。
1.2螺纹类型选择 选择梯形螺纹，牙型角α=30˚,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。
1.3确定螺杆直径 按耐磨性条件确定中径2d 对于梯形螺纹，其设计公式为：(1)按国家标准取相应的公称直径d 螺母高度'H 螺纹的工作圈数u 及螺距p （2）自锁性校核 d 2≥[]p Q ψ8.0 mm 对于整体式螺母，=ψ 1.2～2.5; 钢对青铜，在人力驱动条件下，螺旋副许用压强宜取=][p 15～25MPa; 此处取 5.1=ψ,许用压力MPa P 20= 带入设计公式，得： mm d 1.92201.51025.58.032=⨯⨯≥ 按国家标准GB/T 5796.2-2005选择公称直径和螺距为： m m P m m d d m m d d m m d D 552.25.5 5.522.52832==-==-=== 1.4螺母的计算 螺母高度： mm d H 8.2535.255.12'=⨯==ψ 螺纹工作圈数： ；，取865.758.253'====u P H u 螺纹牙工作高度： 2.5mm 50.5=0.5P =h =⨯ 1.5自锁验算 自锁验算条件是v ρλ≤；钢对青铜时v f =0.08~0.09，取v f =0.08。
螺旋千斤顶设计说明书
题目：螺旋千斤顶学院：专业：班级：设计者：学号：指导老师：完成日期：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 (7)六、计算机截图 (7)七、计算机辅助程序 (8)八、结构图 (9)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)最大起重高度H’=210 mm手柄施加力Fp=200N四．设计进行步骤及注意事项：五、参考文献[1] 濮良贵纪名刚：机械设计高等教育出版社。
[2] 吴宗泽罗圣国：机械设计课程设计手册高等教育出版社[3] 龚溎义等机械设计课程设计图册高等教育出版社六、计算机截图七、计算机辅助程序#include<stdio.h>#include<math.h>#define PI acos(-1)void main(){doublea[17][5]={{15.5,20,20.5,18,4},{16.5,22,22.5,19.5,5},{18.5,24,24.5,21.5,5}, {20.5,26,26.5,23.5,5},{22.5,28,28.5,25.5,5},{23,30,31,27,6},{25,32,33,29,6 },{27,34,35,31,6},{29,36,37,33,6},{30,38,39,34.5,7},{34,42,43,38.5,7},{36, 44,45,40.5,7},{37,46,47,42,8},{39,48,49,44,8},{41,50,51,46,8},{43,52,53,48 ,}};double d1,d,d3,d2,p,f,h1,fp,t,g,h,u,k,lp,n,m,dp,x,w,l,z;double fc;int i=0;scanf("%lf%lf%lf",&f,&h1,&fp);d1=1.25*sqrt(f/101.4);loop:if(d1>a[i][0]){i++;goto loop;}d1=a[i][0];d=a[i][1];d3=a[i][2];d2=a[i][3];p=a[i][4];t=atan(p/(PI*d2));g=atan(0.0924);while(t>g){i++;goto loop;}h=2*f/(PI*d2*20);u=h/p;k=h/d2;n=d3-2;m=d3-p+2;lp=(0.5*f*d2*tan(t+g)+0.043*f*(pow(n,3)-pow(m,3))/(pow(n,2)-pow(m,2)))/200 ;x=fp*lp/15;dp=exp(log(x)/3);w=PI*pow(d1,4)/64;l=(1.5*dp+h1+0.5*h)*2;fc=9.87*206000*w/pow(l,2);z=fc/f;if(z<3.5){i++;goto loop;}printf("d1=%lf,d=%lf,d3=%lf,d2=%lf,p=%lf,t=%lf,g=%lf,h=%lf,u=%lf,z=%lf,k=% lf,dp=%lf\n",d1,d,d3,d2,p,t,g,h,u,z,k,dp);}八、结构图旋转螺杆起重式千斤顶结构图用推力滚动轴承结构。
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
螺旋千斤顶说明书
螺旋千斤顶设计说明书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 、最大起升高度H=210mm 。
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： []σπF 2.5d 1≥式中螺杆的屈服极限σs =353MPa ，由于45钢是塑性材料，取安全因数n=4，得许用压应力[]σ=88.25MPa ，取整数[]σ=88MPa 。
将上述数据带入得螺杆的直径为d 1≥0.03067m ，取d 1=31mm 。
根据经验公式P=d 1/4，取P=8mm 。
参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高2P h ＝，得h=4mm 。
故螺杆直径d=d 1+P=31mm+8mm=39mm,d 1=d-P=(39-8)mm=31mm 。
（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式中ψ为螺纹中径处升角；'ρ为当量摩擦角；由tan ψ=np/(πd 2) 其中n=1，p=8mm ，d 2=2×d 1+ℎ2 =(2x31+8)/2=35mm得tan ψ=0.07276, ψ=4.162°当量摩擦角ρ′=tan −1μcos α2 ，在有润滑油情况下μ=0.1， 30=α， ∴ρ′=tan −1μcos α2=tan −10.1cos 15°=5.91°所以，4.162°<5.91°—1°=4.91°验证结束，达到自锁条件。
（5）结构手柄孔径d k 根据手柄直径d p 决定，d k ≈d p +0.5mm根据后面手柄部分的计算得到d p =23mm ，所以d k =23.5mm 。
螺旋千斤顶设计说明书
起重量 Q=
15
KN
起重高度 H= 100
mm
手柄操作力 P= 200
N
作业任务： 1、任务说明书一份 2、设计装配图一张（1：1）
班级
机械（卓越）
学号
姓名
完成日期 2016 年 11 月
指导教师
朱长顺
评分 1
2
螺旋千斤顶简介
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。
3
螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算
1、材料选择 螺杆和螺母的材料除应具有足够的强度外，还要求有较高的耐磨性和良好的工艺 性。 螺杆材料：一般可选用 Q235、Q275、40、45、50 等钢。对于重载，要求耐磨性 高，需要进行热处理的螺杆可选用 T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi 等钢种。本次千 斤顶选用的螺杆材料为 Q235。 螺母材料：除要求足够的强度外，还要求在与螺杆旋合时摩擦系数尽可能小和有 较高的耐磨性。常选用铸造锡青铜 ZCuSn10Pb1（10-1 锡青铜），用于重载低速时， 可 选 用 高 强 度 的 铸 造 铝 青 铜 ZCuAl10Fe3（ 10-3 铝 青 铜 ） 或 铸 造 铝 黄 铜 ZCuZn25Al6Fe3Mn3（25-6-3-3 铝黄铜）。 本次千斤顶选用的螺母材料为铸造铝青铜 ZCuAl10Fe3（10-3 铝青铜）。 2、螺纹类型和精度的选择 滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形三种，其中以梯形螺纹应用最广。 用于起重的螺旋的螺纹，一般采用自锁性较好的单头左旋螺纹，采用左旋螺纹是 为了符合操作习惯。本次千斤顶螺纹选用单头左旋梯形螺纹。 一般传动螺旋，气螺纹的精度可选用粗糙（对精度要求不高时）和中等（一般用 途时）。据此确定螺纹的公差。 本次千斤顶螺纹精度选用中等。 3、螺旋千斤顶的设计计算 （1）螺杆和螺母的计算 ①螺旋副的计算 螺旋副工作时，主要承受转矩和轴向拉应力的作用，同时工作面间有较大的相对 滑动，其主要失效形式是螺纹磨损。因此，螺旋副的基本尺寸可根据耐磨性条件 确定，对于起重螺纹还应该校核其自锁性。 按表所列项目和计算公式进行计算。
螺旋千斤顶设计说明书
螺旋千斤顶设计说明书学生姓名：学号：学院：班级： 2指导教师：2011年10月30目录目录 0一、设计内容 (1)二、螺杆的设计与计算 (1)三、螺母的设计与计算 (4)四、手柄设计与计算 (6)五、底座设计 (7)六、托杯的设计与计算 (8)七、参考文献 (9)一、设计内容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=45KN、最大升起高度H=250mm。
螺旋起重器的结构见图 1-1,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。
对这一装置的主要要求是:保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。
图 1-1二、螺杆的设计与计算螺杆结构示意图如图 2-1：图 2-11. 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C453. 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：[]σπF 2.5d 1≥查式中螺杆的屈服极限σs =255MPa ，取安全因数n=2，得许用压应力[]σ=127.5MPa ，取整数[]σ=130MPa 。
将上述数据带入得螺杆的直径为d 1≥0.0239m ，取d 1=30mm 。
根据经验公式4p d 1=，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 d 1-==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由)(/np tan d 2πψ= n=1，p=7.5mm ，d 2=275.35.3022h 2d 1+⨯=+⨯=32.375mm 得tan ψ=0.07373当量摩擦角ρ'=arctan μ，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。
螺旋千斤顶设计说明书
干斤顶设il•说明书目录前言 (2)1螺旋千斤顶原始数据 (3)2螺杆和螺母的设计计算 (3)2.1螺旋副的计算 (3)2.2选取螺杆材料 (3)2.3计算 (4)2.4自锁校验： (4)2.5螺杆的计算 (5)2.5.1螺杆强度 (5)2.5.2稳泄性计算 (6)3、螺母的计算 (6)3.1螺母的基本参数 (6)3.2螺纹牙强度 (7)3.3螺母体强度 (7)3.4螺母材料的选择 (8)4、托杯设计 (8)5、底座设计 (9)6、柄设计与计算 (9)6.1手柄材料 (9)6.2手柄长度 (10)6.3、结构 (10)参考文献： (11)前吞螺旋千斤顶又称机械式千斤顶，是由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺&套简作为顶举件。
普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。
自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，装有制动器。
放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较复杂。
螺旋千斤顶能长期支持重物, 最大起重量已达100吨，应用较广。
下部装上水平螺杆后，还能使重物作小距离横移。
用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。
头部经特殊热处理，梅花型防滑而设计，使产品在使用中不易产生滑脱、顶弯、折断等现象。
整机多重防伪设计，使品质与售后服务得以有效保障。
注油孔采用螺旋式密封，密封性能好、易拆装、使用方便。
采用可调式安全阀，并且底盘经加大加厚可适用于各种恶劣的地而，使安全性有保障。
采用优质密封件、优质材质及特殊工艺制造，使整机性能更加优良。
螺旋式千斤顶广泛应用于工厂、货栈、码头、电站、伐木场等场合，是起升搬运物品，最理想的起重设备之一。
使用原理：机械千斤顶是手动起重工具种类之一，英结构紧凑，合理的利用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮合运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而重物上升或下降。
使用方法：1•使用前必须检查千斤顶是否正常，各部件是否灵活，加注润滑油，并正确估计重物的重量，选用适当吨位的千斤顶，切忌超载使用。
螺旋千斤顶
螺旋千斤顶设计计算说明书院系机械工程学院专业机械工程及其自动化班级机自1104设计者支鹏程学号201102070426指导教师王晨时间：2013年10月一、设计原始参数螺旋千斤顶最大载重2.1t，行程160mm。
二、工作原理与机构草图1螺杆螺母的材料选择考虑到自锁性和牙根强度，设计时选用梯形螺纹。
2选择牙型 考虑到此设计的千斤顶最大承重20580N ，以及耐磨性，所以选用45#调质钢，它的特点是具有一定的耐磨性，可用于用于载荷较大而工作不频繁的升降螺杆。
根据参考文献[1]表10.2查得抗拉强度b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=；螺母选用青铜材料，由机械设计手册可以查到其许用弯曲应力σbp=40~60MPa ，许用切应力τp=30~40MPa 。
3根据耐磨性确定初选螺纹中径 为了防止过度磨损，需要限制螺纹工作表面压强p 使之不要超过螺纹传动副的许用压强[p]， ][22p hH d QP hZ d Q p ≤==ππ（1）Q----------------轴向载荷，N ；d 2----------------螺纹中径，mm ；H----------------螺母高度（旋合长度），mm ； P-----------------螺距，mm ； h-----------------螺纹接触高度，mm ；Z-----------------旋合长度内工作圈数，Z=H/P ；[p]---------------螺旋传动副许用压力，MPa 。
根据（1）式，可得螺纹中径计算公式： ][2p Qd πϕψ≥（2）梯形螺纹青铜其中2d H =ψ、Ph=ϕ，由于是梯形螺纹，所以ϕ=0.5，对于整体螺母，5.2~2.1=ψ，取2=ψ。
螺母选用青铜材料，由参考资料[2]表5-2可查到刚对青铜的螺旋副许用压强[P]=18~25MPa （人力传动），在此我们取[p]=25MPa ，则可算出d 2mm d 19.162=根据机械设计手册梯形螺纹基本尺寸(GB/T 5796.3—2005)，选取标准梯形螺纹公称直径24=d mm ，螺距3=p mm ，中径5.222=d mm ，小径5.203=d mm ，内螺纹大径244=D mm 。
螺旋千斤顶设计计算说明书
《机械原理与设计》设计题目：螺旋千斤顶专业：09机械设计与制造学号：20090624123姓名：杨耀东指导老师：张雯娟日期：2011年12月30日目录1螺杆和螺母的设计计算 (1)1.1螺旋副的计算 (1)1.1.1螺杆螺纹类型的选择............................1.1.2选取螺杆材料................................1.1.3计算........................................1.1.4自锁验算...................................1.2螺杆的计算.......................................1.2.1螺杆强度.....................................1.2.2稳定性计算..................................1.3 螺母的计算........................................1.3.1螺母的基本参数................................1.3.2螺纹牙强度...................................1.3.3螺母体强度....................................2托杯设计.........................................3底座设计..........................................4 手柄设计与计算.....................................4.1手柄材料......................................4.2手柄长度L p ....................................5 螺旋千斤顶的效率...................................6 参考文献.......................................... 7附A4装配图 (1)1螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm)1.1螺旋副的计算1.1.1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。
螺旋千斤顶设计计算说明书
螺旋千斤顶设计计算说明书精04 张为昭 2010010591目录一、基本结构和使用方法------------------------------------------3二、设计要求----------------------------------------------------3三、基本材料选择和尺寸计算--------------------------------------3（一）螺纹材料和尺寸----------------------------------------3（二）手柄材料和尺寸----------------------------------------8（三）底座尺寸----------------------------------------------9四、主要部件基本尺寸及材料--------------------------------------9五、创新性设计--------------------------------------------------9 一、基本结构及使用方法要求设计的螺旋千斤顶主要包括螺纹举升结构、手柄、外壳体、和托举部件几个部分，其基本结构如下图所示：调整千斤顶托举部件到被托举重物合适的托举作用点，然后插入并双手或单手转动手柄，即可将重物举起。
二、设计要求（1）最大起重量：max 25F kN=；（2）最大升距：max 200h mm=；（3）可以自锁；（4）千斤顶工作时，下支承面为木材，其许用挤压应力：[]3p MPaσ=；（5）操作时，人手最大可以提供的操作约为：200N。
三、基本部件材料选择及尺寸计算（一）螺纹材料和尺寸考虑到螺旋千斤顶螺纹的传力特性选择的螺纹类型为梯形螺纹。
（1）材料选择A千斤顶螺杆的工作场合是：经常运动，受力不太大，转速较低，故材料选用不热处理的45号钢。
千斤顶螺母的工作场合是：低速、手动、不重要，故材料选用耐磨铸铁HT 200。
螺旋千斤顶设计计算说明书
螺旋千斤顶设计计算说明书院系：能源工程学系专业：机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)班级：汽车1101班设计者：韩开韦甘庆良2013年10月28日目录一．概要................................................. 错误!未定义书签。
1.工作原理............................................ 错误!未定义书签。
2.创新背景............................................ 错误!未定义书签。
3.创新设计............................................ 错误!未定义书签。
二．螺杆的设计与计算 .................................... 错误!未定义书签。
1.选取螺杆材料........................................ 错误!未定义书签。
2.确定螺杆直径........................................ 错误!未定义书签。
3.自锁验算............................................ 错误!未定义书签。
4.螺杆强度计算........................................ 错误!未定义书签。
5.螺杆稳定性计算...................................... 错误!未定义书签。
三．螺母的设计与计算 ..................................... 错误!未定义书签。
1.选取螺母材料........................................ 错误!未定义书签。
2.确定螺母高度和工作圈数.............................. 错误!未定义书签。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
螺旋千斤顶（设计计算说明书）设计计算说明书设计任务书1设计任务书1.1 设计题目：设计螺旋千斤顶（参考下图a）1.2 原始数据最大起重量kN=F45最大升程mmH200=1.3 设计工作量1.3.1 绘制出总装配图一张(参考下图b)，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。
1.3.2 编写设计计算说明书一份(包括封面、目录、设计任务书、计算内容和设计步骤、参考资料等)。
（a）（b）计算内容和设计步骤结果2计算内容和设计步骤2.1螺杆的设计与计算2.1.1 螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹，牙型角α=30˚,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。
2.1.2选取螺杆材料选择45钢。
2.1.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定中径2d对于梯形螺纹，其设计公式为：][/8.02p F d φ≥对于整体式螺母，为使受力分布均匀,螺纹工作圈数不宜过多，宜取=Φ 1.2～2.5;此处取 5.1=Φ,许用压力Mpa P 2=从滑动螺旋传动的许用压强表中查得：mmP mm d mm d mm d 62529324512====钢材料：人力驱动时，[]P 可提高20% 故[]()Mpa P 242012000=+⨯=带入设计公式，得 mm d 5.242≥按国家标准选择公称直径和螺距为：mmP mm d d mm d d mm d D 62572933222==-==-===2.1.4自锁验算自锁验算条件是vρψ≤()()oo v f 73.415cos /08.0arctan cos /arctan ===βρ()()oarv d np 77.329/6tan /arctan 2===ππψvρψ≤且螺纹中径处升角满足比当量摩擦角小1°，符合自锁条件。
2.1.5结构设计根据图1-2进行螺母的结构设计 （1）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 。
（2）为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽的直径d 4应比螺杆小径d 1约小0.2~0.5mm 。
退刀槽的宽度可取为1.5P ，取mm d 5.285.0d 14=-=。
（3）为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d 1的圆柱体。
（4）为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986)，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。
2.1.6螺杆强度计算螺杆受力较大，应根据第四强度理论校核螺杆的强度强度计算公式为：()()[]στσσ≤+=+=2222/3/3W T A F ca其中T 为扭矩 ()2/tan 2d F T v⨯+=ψρ查表可得MPas360=σ[]MPas 1203/==∴σσ已知kN F 45=，又()33122224.3066625.4904/152.972/tan mm d W mm d A mN d F T v ====⋅=⨯+=ππψρ代入校核公式，得[]σσσ≤=ca ca MPa107 满足强度要求。
2.1.7稳定性计算细长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。
4~5.2/≥F F cr螺杆的临界载荷crF 与柔度sλ有关其中il s/μλ=取2=μmmmm d A I i mm mm d t H l 25.64/252/1/278)2.35.15200(5.151=====⨯++=++=其中I 为螺杆危险截面的轴惯性矩。
将以上数据代入柔度计算公式，得4096.8825.62782≥=÷⨯=s λ需进行稳定性校核。
实际应力的计算公式为 ()22/l EI F crμπ=其中314004221=⋅==d iA i I πGPa E 210=将上述数据代入公式得 kN F cr4.210309=4~5.2/≥F F cr螺杆满足稳定性要求2.2螺母设计计算2.2.1选取螺母材料选择青铜2.2.2确定螺母高度'H 及工作圈数'ummd H 5.43295.1'2=⨯==φmm t H u 25.765.43/''=÷==考虑退刀槽的影响，取实际工作圈 材料:青铜数为75.85.125.75.1'=+=+=u u'μ应当圆整，又考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u 不宜大于10，故取 9'=μmm t u H 5469''=⨯=⋅= 2.2.3校核螺纹牙强度螺母的其它尺寸见图1―3，螺纹牙多发生剪切与弯曲破坏。
由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。
（1）剪切强度校核已知mm d D 32==mmd D 2922==剪切强度条件为：μπτDb F=≤[τ] 查表得：MPa40~30][=τ，mm mm P b 9.3665.065.0=⨯==则剪切强度为9'=umm H 54'=MPa76.1299.365.03245000=⨯⨯⨯⨯=πτ][ττ<符合剪切强度条件；（2）弯曲条件校核弯曲强度条件为：][32b Db Fhσμπσ≤=查表得MPab 60~40][=σ，mm mm P h 365.05.0=⨯==则弯曲强度为99.33234532⨯⨯⨯⨯⨯=πσ=29.44Mpa][b σσ≤符合弯曲强度条件。
2.2.4配合（1）采用78rH 配合。
（2）为了安装简便，需在螺母下端（图1―3）和底座孔上端（图1―7）做出倒角。
（3）为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，查表选择紧定螺钉198571/-T GB 126⨯M 。
2.3托环的设计与计算2.3.1托杯材料的选择 选择托环材料为235Q 钢。
2.3.2结构设计结构尺寸见图1―4。
为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，应在托杯上表面制有切口的沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。
2.3.3接触面强度校核查表得Q235钢的许用压强为[]MPa P 225=为避免工作时过度磨损，接触面间的压强应满足[]P D D FP ≤-=4)(211212π根据图1-4，取相关尺寸为：mmmm D D mm D mm mm mm 54458d 8.180d 5.2D 20326.0d 6.0D 1312131011=-======⨯==选择235Q[]P MPa P ≤=-=∴3.164)2054(4522π接触面压强满足要求，选材合理。
2.4手柄的设计计算2.4.1手柄材料的选择选择手柄材料为Q235钢2.4.2计算手柄长度L p扳动手柄的力矩：21T T LK p+=⋅，则KT T L p 21+=取N K 200= 又m N d F T v ⋅=⋅+=51.972)tan(21ρψmN fF D D T ⋅=⨯⨯+=+=6.664/45083.0)662.19(4/)(11122 mm m K T T L P 55.8202006.6651.9721=+=+=∴材料：Q235手柄实际长度为：mm L p95010025855.820=++= 由于手柄长度不超过千斤顶，因此取mmL p350=，使用时在手柄上另加套筒。
2.4.3手柄直径pd 的确定把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径pD ，强度条件为][1.03F pp F dKL σσ≤=得设计公式为3][1.0F p p KL d σ≥已知MPaF120][=σmmmm d p 11.251201.09622003=⨯⨯≥∴取mmd p30=2.4.4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，并用螺钉固定，选择开槽沉头螺mmd mm L p p 30350==钉67/T GB168⨯M2.5底座设计2.5.1选择底座材料选择底座材料为200HT ，其[]MPap2=σ2.5.2结构设计由图1-7可得底座的相应尺寸：[]mmmm D F D mm mm H D D mmmm mm D D mm mm mm H H p 20010624544106)522062(562)854()8(220)20200()20(2278167361=+⨯=+==+=+==+=+==+=+=πσπ101200=K HT 斜度：材料：mmmmD mm D mm D mm H 10200106622208761=====δ取mmδ，则有=10('=-=-54mm18ammH36)参考文献【1】吴宗泽，罗圣国；机械设计课程设计手册；北京：高等教育出版社；2006.05【2】濮良贵；机械设计；北京：高等教育出版社；2006.05。