螺旋千斤顶大作业
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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=55KN
H=220mm
配合选H8/h8
螺杆材料选45钢
P=6mm
h =3mm
d=34mm
mm
mm
=3.525°
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=1百度文库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。
（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， =25.88mm
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。
（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=55mm
取 72mm
(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的开槽圆头螺钉。
取安全系数
于是，
螺纹内径满足： =27.78mm
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=34mm
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 =3.525°
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 =2.65
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：
挡圈螺钉：
满足强度要求
材料：锡青铜
Z=8
=17mm
D=55mm
72mm
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
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 。
=138.62( )
=69.3(N
式中， 。
所以，手柄计算长度满足
=1039.6mm
考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为
=1171.1mm
不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为352mm，另外加套筒，套筒长800mm。
螺旋千斤顶作业任务书
姓名于方津专业机制年级13班级5
设计完成日期2015年10月11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
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
=62.79(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：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 开槽圆角头螺钉。直径 的配合为 。
200
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=55KN、最大升起高度H=220mm。
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
挡圈直径为 mm
挡圈厚度 6~12mm 取8mm
螺钉直径为0.25d=8.5mm
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，
=99.90(MPa)<[ ]=118MP
因此，强度符合强度要求。
2.螺母的设计与计算：
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=55KN
H=220mm
配合选H8/h8
螺杆材料选45钢
P=6mm
h =3mm
d=34mm
mm
mm
=3.525°
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=1百度文库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。
（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， =25.88mm
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。
（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=55mm
取 72mm
(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的开槽圆头螺钉。
取安全系数
于是，
螺纹内径满足： =27.78mm
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=34mm
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 =3.525°
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 =2.65
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：
挡圈螺钉：
满足强度要求
材料：锡青铜
Z=8
=17mm
D=55mm
72mm
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
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 。
=138.62( )
=69.3(N
式中， 。
所以，手柄计算长度满足
=1039.6mm
考虑到螺杆头部尺寸及手握长度的影响，手柄实际长度为
=1171.1mm
不应超过千斤顶的最小高度，所以将手柄实际长度改为352mm，另外加套筒，套筒长800mm。
螺旋千斤顶作业任务书
姓名于方津专业机制年级13班级5
设计完成日期2015年10月11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
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
=62.79(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：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 开槽圆角头螺钉。直径 的配合为 。
200
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=55KN、最大升起高度H=220mm。
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
挡圈直径为 mm
挡圈厚度 6~12mm 取8mm
螺钉直径为0.25d=8.5mm
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，
=99.90(MPa)<[ ]=118MP
因此，强度符合强度要求。
2.螺母的设计与计算：