机械设计千斤顶说明书
千斤顶设计说明书
目录一.设计任务二.螺杆螺母尺寸设计三.螺杆螺母设计校核四.计算结论五.参考文献一.设计任务设计题目：螺纹千斤顶最大起重重量：20KN最大升程：150mm二.螺杆螺母尺寸设计为节约成本，达到使用要求。
此螺纹千斤顶的螺杆选用45钢；螺母选用青铜（2C u S n10P1）。
选用梯形单头螺纹。
整体螺母∅=2。
螺纹升角为15度内螺纹中径d2=21.5mm公称直径d=24mm螺距P=5mm外螺纹小径d1=18.5mm内螺纹小径D1=19mm内螺纹大径D4=24.5mm螺母高H=2d2=43mm旋合圈数Z=H/P=8.6<10三.螺杆螺母设计校核1.校核自锁情况：λ=arctanP/3.14d2 =4.24°查表得：f=0.10ρ=arctanf=arctan0.10=5.71 °当量摩擦系数fv=f/cosβ=0.1035当量摩擦角ρv=arctanfv=5.91 °4.24°<5.91 °所以能够自锁2.螺杆强度校核：T=20000*21.5/2 *tan（4.24 °+5.91 °）=38490.9N.mm[σ]=100MPaσ=3*（38490.9*4∕18.5）²+20000²*4/(π18.5*18.5)*=91.8MPaσ<[σ] 所以合格3.螺杆工作长度确定：u取2 Ss取4Ssc=Fcr/F=π²EI/（u²l²F)≧4 带入数字得：l≦191mm所以l取190mm。
4.螺母螺纹强度校核：弯曲强度：牙根宽b=0.65P=3.25mm工作高度h=0.5P=2.5mm圈数Z=8.6许用弯曲应力查表得[σ]b=50MPaσb=25.76<[σ]b所以合格剪切应力[Τ]=35MPaΤ=9.3MPa<[Τ] 所以合格5.螺母外部尺寸计算：[σ]=0.83[σ]b=41.5MPaD≧1.6*20000/41.5 +24*24 =36.7mmD取40mmD1=1.35*40=54mma=H/3=14.3mma取15mm6手柄设计：（1）手柄的直径（孔径）：d=φ26（2）手柄的长度：l=350（3）端部倒角：C=2材料为45钢7托杯设计：托杯材料选择：铸钢（ZG230-450）托杯的尺寸确定关系式：D=（1.6~1.8）dD1=（0.6~0.8）dh=（0.8~1）DD=（1.6~1.8）x24=38.4~43.2 取D=40mmD1=（0.6~0.8）x24=14.4~19.2mm 取D1=16mm（1）托杯的高度h：h=（0.8~1）x40 取：h=40mm （2）托杯的内外径（含壁厚）: 外径φ40 厚度δ=8mm 8底座设计：已知外螺纹大径为d=24mm,有：D1=76mmD2=40mm D4=150mmδ=10mm H=208mmD3由结构确定（斜度为1：15）所以：(D3/2－20)/165=115得：D3=62mm四.计算结论根据校核，所有数据均符合设计要求，能在给定的工作条件下工作五.参考文献杨黎明杨志勤主编机械设计简明手册国防工业出版社机械工程师手册编委会编机械工程师手册第三版王中发张立荣主编实用机械设计北京理工大学出版社。
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。
机械设计-螺旋千斤顶设计说明书-天津大学
螺旋千斤顶作业任务书姓名 专业 机械设计制造 年级 班级设计完成日期 2012 年 11 月 25 日 指导教师一、题目：螺旋千斤顶二、机构简图图1三、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目录1、选题及设计方案-----------------------------------------------------------------3 2、设计目的-----------------------------------------------------------------------------33、螺旋千斤顶计算说明书-----------------------------------------------------43.1螺杆的设计与计算----------------------------------------------------------43.2螺母的设计与计算----------------------------------------------------------63.3螺杆稳定性验算--------------------------------------------------------------83.4托杯的设计与计算----------------------------------------------------------83.5手柄设计与计算--------------------------------------------------------------93.6底座设计与计算-------------------------------------------------------------113.7千斤顶的效率----------------------------------------------------------------12 4、参考资料-----------------------------------------------------------------------------12选题及设计方案设计目的1、熟悉螺旋千斤顶的的工作原理与设计计算方法；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；螺旋千斤顶计算说明书螺纹中径升角 ︒=⨯==314.3336arctan arctan2ππψd nP 满足 ︒-≤1'ρψ所以，满足自锁条件，自锁可靠。
千斤顶设计说明书
千斤顶设计说明书螺旋千斤顶设计说明书（一）设计目的：1. 初步学习综合应用所学知识，培养独立解决实际问题的能力；2. 了解和掌握零件设计、部件设计和简单装置设计的过程和方法；3. 明确起重螺旋的设计方法和步骤，为课程设计打下基础。
（二）设计进行步骤及注意事项： 已知条件：最大载荷 N F 9800= 最大升距 mm L 200=起重螺旋为传力螺旋,主要特点是能承受较大的轴向力,并要求自锁,螺杆材料应具有较高的强度,较高的耐磨性,螺母材料出要求有较高的强度外,还应有较好的减磨性.因此螺旋副材料选取钢-青铜,螺杆选用45号钢。
选用梯形螺纹，右旋单线。
根据螺旋副耐磨条件计算螺杆的直径：2[]FPd h p πφ≥p h 55.0=，代入上式,得： 20.8[]F d p φ≥取5.2=φ，对钢-青铜螺旋副MPa P 20][=，1.0~08.0=f 代入数据得：mm d 78.102≥，根据梯形螺纹国家标准，选取螺纹为Tr22⨯5,其基本参数为：mm d 22=，mm D d 5.1922==，mm d 5.163=，mm D 171=，mm D 5.224=，mm p 5=。
计算螺母的螺纹圈数，并求出高度mm d H 75.485.195.22=⨯==φN F 9800=mm L 200=mm d 22=mm d 5.192=mm D 5.192=mm d 5.163=mm D 171=mm D 5.224=mm p 5=1075.9575.48≤===p H n ，取10=n mm p n H 50510=⨯=⨯=1) 螺杆螺纹部分的强度计算：此部分力矩由螺纹力矩1T 和螺杆端面力矩2T 组成。
︒=30α,︒==6.4tanar 2d pπγ, ︒===ψ9.5)]2/cos(/arctan[arctan αf f v v , m N d F T v ⋅=⨯+ψ⨯=882.172/)tan(21γ由于螺杆与托杯之间装有推力球轴承，所以2T <<1T所以螺杆工作部分上端面为危险截面，根据第四强度理论得螺杆危险截面的当量应力 MPa d T d F v 8.452.0342231223=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=πσ 螺杆材料为45号钢，其许用应力为：360[]120~723~53~5sMPa σσ===，[]ca v σσσ=≤，满足要求。
千斤顶说明书
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成。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，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。
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，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
式中：
得
所以，符合强度条件
8.螺母外径及凸缘设计：
查得千斤顶尺寸计算经验公式，计算螺母尺寸：
为了防止螺母随螺杆转动，必须用紧定螺钉将其固定。紧定螺钉直径为M8。
失效形式：
说明螺母下段悬置部分受拉力作用，在最薄壁处最为薄弱，强度条件为：
螺旋副摩擦力矩：
当量拉应力
所以，符合强度条件
凸缘与底座接触表面的挤压强度计算：
3.纹牙型选择
螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本设计采用梯形螺纹。
4．耐磨性计算
螺杆选用 钢，螺母选用铝青铜ZCuAl10Fe3，由参考文献表5.8查得 ，从表中5.8的注释中可以查得，人力驱动时 值可以加大20%，则 。
根据螺纹摩擦性条件 ， ，梯形螺纹 ，则
对于整体式螺母系数 ，
查机械设计课程设计表11.5
由GB/T5796.3-1986得：取 ，内螺纹大径
螺母高度 螺纹圈数 圈
5.自锁条件校核
螺纹升角：
当量摩擦角：
因此
符合自锁条件
6．螺杆强度校核
梯形螺纹校核条件： ，校核通过。
螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩作用，其强度条件为：
式中，A——螺杆螺纹危险截面面积，
——抗扭截面系数，
T——螺杆所受扭矩，N·mm
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 。
简单千斤顶设计说明书
目录第一章设计题目及材料选择 (2)1.1设计题目 (2)1.2设计要求 (2)1.3主要零件的常用材料 (2)1.4千斤顶结构示意图 (2)第二章主要零件受力分析 (3)第三章螺杆的设计计算 (3)3.1螺杆牙型选择 (3)3.2按抗压，扭强度计算螺纹直径 (3)3.3精确校核螺旋强度 (4)3.4按耐磨性初步计算螺母高度 (4)3.5稳定性校核 (5)3.6自锁性校核 (5)第四章螺母的设计计算 (6)4.1根据螺旋的螺纹直径查的螺母大径 (6)4.2校核螺纹牙强度 (6)4.3螺母凸缘强度校核 (7)4.4螺母尺寸 (7)第五章托杯的设计与计算 (8)第六章手柄设计与计算 (8)6.1力矩分析 (8)6.2手柄直径dh (9)6.3手柄长度Lp (9)第七章底座设计 (9)第八章轴承选取 (10)第一章设计题目及材料选择1.1设计题目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6.6t（约66000N），起重高度为180mm，间歇工作，可用于比较狭窄的工作场合。
1.2设计要求螺旋千斤顶是用人力转动手柄来举升重物的机械，它应有以下几个要求：a．能满足将5.5t重物举起180mm的功能，并能平稳的下降且具有足够的使用寿命。
b．在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑。
c．人手推力不可以过大，防止人产生过度疲劳。
d．千斤顶的支承面与重物之间不能有相对滑动，千斤顶与地面有足够的接触面积。
e．除以上要求外，还应保证工作可靠，操作安全，加工经济等。
1.3主要零件的常用材料螺杆：45螺母：ZQSn10-1底座：HT150托杯：Q235手柄：A31.4千斤顶结构示意图第二章 主要零件受力分析图1和图2分别表示螺杆和螺母的受力情况。
螺杆除受压力Q 外，还受转矩，即螺母的摩擦力矩T 1和推力轴承的摩擦力矩T 2。
其中T 2由以下公式求得F d T 22μ= （1） 其中：μ——滚动轴承的摩擦系数，对单向推力轴承μ=0.0013~0.0020d ——轴承内径，mmF ——轴承负荷，对推力轴承是轴向负荷，NT 1和压力Q第三章 螺杆的设计计算3.1螺杆牙型选择考虑到螺旋千斤顶要求在上升及下降过程中，可以停在任意位置而不自行下滑（即有自锁能力），又要使结构简单，故采用滑动螺旋，并选用梯形螺纹，牙型角α=30°，梯形螺纹内外螺纹以锥面相结合，不易松动，牙形可按照GB5796.1—86的规定。
千斤顶毕业设计说明书
目录第1章千斤顶的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 11.1千斤顶的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 11.1.1千斤顶原理实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.．．．．． (1)1.2千斤顶的介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 11.3千斤顶的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (1)1.3.1按结构划分3种 (2)1.3.2量具千斤顶 (3)1.3.3其他分类 (4)1.4千斤顶使用说明 (4)第2章千斤顶的设计任务 (5)2.1毕业设计方案选择 (5)2.2千斤顶的设计任务要求 (5)2.2.1设计题目及任务要求 (5)第3章千斤顶的结构设计 (7)3.1结构设计的意义 (7)3.2千斤顶的结构 (7)3.2.1螺旋传动选择 (7)3.2.2螺纹类型选择 (8)第4章千斤顶各部件参数的设定及强度校核 (9)4.1螺母、螺杆的材料及尺寸的选定与校核 (9)4.1.1螺母、螺杆的材料和许用应力.............................. .94.1.2螺母、螺杆的尺寸设计与校核 (10)4.2底座的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (13)4.2.1底座材料的选定 (13)4.2.2底座的尺寸确定 (13)4.3手柄的设计计算 (14)4.3.1手柄的材料选择 (15)4.3.2手柄的尺寸确定 (15)4.4托杯的设计计算 (15)4.4.1托杯材料的选择 (16)4.4.2托杯的尺寸确定 (16)4.5千斤顶的效率计算 (16)4.6千斤顶其他附件的尺寸设定 (16)第5章计算结论 (17)5.1千斤顶的总体装配图 (17)5.2设计各零件图及画图的具体步骤 (17)5.2.1螺母的设计 (17)5.2.2起重螺杆的设计 (20)5.2.3底座的设计 (22)5.2.4手柄的设计 (23)5.3千斤顶的各零件尺寸工程图............................. .255.4千斤顶的装配图 (27)5.5千斤顶的爆炸分解图................................... .28第1章千斤顶的概述1·1千斤顶工作原理千斤顶有机械千斤顶和液压千斤顶等几种，原理各有不同。
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
机械设计-千斤顶_设计计算说明书机械设计-千斤顶_设计计算说明书1、引言本文档旨在提供一份详细的机械设计计算说明书，用于千斤顶的设计。
千斤顶是一种常见的机械工具，用于举升重物。
在本文档中，我们将介绍千斤顶的设计原理、材料选择、力学计算和安全性考虑等相关内容。
2、设计原理2.1、工作原理：千斤顶利用手动或液压的方式，将力转化为一个能够举升重物的力。
在操作过程中，通过控制手柄或液压泵的运动，使得活塞在主缸体内上下运动，从而实现重物的举升和下放。
2.2、原理图：包括主缸体、活塞、液压泵等组成的千斤顶原理图，详细标注各个组件的名称和功能。
3、材料选择3.1、主缸体：使用高强度钢材料，以承受大的压力和重载。
3.2、活塞：采用钢材料，具有良好的耐磨和密封性能。
3.3、液压泵：选择合适的液压泵类型和材料，以确保泵的稳定性和工作效率。
4、力学计算4.1、举升能力计算：根据设计需求和预期工作负荷，计算千斤顶的最大举升能力和承受重量。
4.2、压力计算：通过力学分析和压力平衡方程，计算千斤顶在不同工作条件下的压力大小。
4.3、强度计算：使用强度学原理，计算主缸体和活塞的最大应力，以确保结构的强度和可靠性。
4.4、传动效率计算：通过液压系统的分析和参数计算，评估千斤顶的传动效率和功率损失。
5、安全性考虑5.1、载荷限制：根据设计和制造标准，确定千斤顶的额定工作载荷和最大承载能力，并进行标识。
5.2、安全阀：为防止过载和压力过高，安装安全阀以保护千斤顶和操作者的安全。
5.3、密封性能：确保千斤顶的密封性能良好，防止泄漏和波动导致的意外事故。
5.4、操作规程：提供详细的操作规程和注意事项，包括保养、维修和安全操作等指导。
附件：- 图纸和设计图册- 强度计算报告- 结构分析报告- 材料选型数据表- 液压系统参数表法律名词及注释：1、《安全生产法》：指中华人民共和国国家安全生产法，该法规定了生产、经营单位的安全生产责任和相关要求。
机械设计螺旋千斤顶使用说明
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F Q= 40KN;最大起重高度H=200mm。
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3.1耐磨性计算3.2螺杆强度校核3.3螺纹牙强度校核3.4螺纹副自锁条件校核3.5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8.12得5~3][sσσ=,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,故取[σb ]=50MPa 。
3：托盘和底座选材：托盘和底座均采用铸铁材料。
机械设计千斤顶设计说明书
长春工业大学课程设计说明书课程设计名称《计算机辅助设计与制造》课程设计专业机械制造及自动化班级学生姓名指导教师范依航2014年11月25日目录一、设计任务................................................. 错误!未定义书签。
二、设计分析 (3)1.螺杆 (3)1.1螺杆材料级牙型选择 (3)1.2耐磨性计算 (3)1.3验算螺纹的自锁条件 (4)1.4螺杆强度校核 (5)1.5稳定性校核 (5)1.6螺杆其他结构设计 (6)2.螺母 (7)2.1确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (7)2.2校核螺纹牙强度 (7)2.3螺母的其他设计要求 (8)3.托杯 (8)4.手柄 (9)4.1手柄材料 (9)4.2手柄长度L p (9)4.3手柄直径d p (10)4.4结构 (10)5.底座 (11)三、三维设计 (12)1.零件三维造型 (12)2.装配三维造型 (14)3.装配体的二维工程图 (15)4.UG加工CAM模块 (16)5.NC代码 (24)四、设计总结 (27)五、参考文献 (27)计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）课程设计是在学习三维造型软件的基础上，理解并掌握当代CAD/CAM技术的基本理论和基本方法。
通过一个较简单的产品设计，综合运用实体建模、曲面建模、混合建模知识，并结合前期机械制造专业课程知识，进行造型设计，了解利用CAM 技术生成刀位代码的基本过程和方法。
目的是提高综合运用三维造型软件的实际操作能力和机械制造知识的运用能力，锻炼分析解决实际工程问题的能力，为后续其他教学环节和从业所需专业技术打下良好基础。
设计内容与步骤如下：1.分析图纸，拆解零件；2.分析零件形状，确定基体特征和造型策略；3.造型；4.不同零件之间进行装配，检查干涉情况，检查物性；5.选择一简单零部件，进入三维软件CAM模块，设置毛坯，选择合理的刀具、刀路轨迹和切削用量，并进行模拟加工，输出NC代码；6.保存相应各阶段的结果，并撰写设计说明书。
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，。
机械设计-千斤顶_设计计算说明书
机械设计-千斤顶_设计计算说明书机械设计-千斤顶_设计计算说明书一、引言本文档介绍了千斤顶的机械设计和计算。
千斤顶作为一种用于举升和承重的装置，在工程应用中具有重要的作用。
本文档将详细介绍千斤顶的设计原理、构造和计算方法，以便工程师和设计人员能够正确使用和设计千斤顶。
二、设计原理千斤顶的设计基于杠杆原理和液压原理。
通过施加力在活塞上产生压力，通过液体传递力量，从而实现举升和承重的目的。
千斤顶通常包括活塞、液压油箱、液压油泵、液压油管等组成部分。
三、构造设计1.活塞设计：活塞是千斤顶的核心部件，承受着巨大的力量。
活塞的设计应考虑材料的强度和刚度，尺寸的合理选择，密封设计等因素。
2.液压油箱设计：液压油箱用于储存液压油，需要具备足够的容积和耐压能力。
同时，在设计时还应考虑油箱的密封性和散热性能。
3.液压油泵设计：液压油泵是千斤顶的动力来源，需要根据需要的举升力和速度选择合适的泵型，并考虑泵的效率和可靠性。
4.液压油管设计：液压油管用于传递液压油，设计时需要考虑油管的耐压能力和密封性。
四、计算方法1.千斤顶的举升力计算：根据活塞面积和液压力计算举升力。
举升力 = 活塞面积 × 液压力。
2.千斤顶的自重计算：考虑千斤顶本身的重量对举升力的影响。
自重计算需要考虑材料密度和千斤顶的几何形状。
3.千斤顶的稳定性计算：考虑千斤顶在举升过程中的稳定性问题，需要根据千斤顶的几何形状和负载情况来进行计算。
五、附件本文档涉及的附件包括：设计图纸、材料表、力学计算表等。
六、法律名词及注释1.杠杆原理：杠杆原理是物理学中的基本原理，指的是通过杠杆的作用，可以改变力的作用效果。
在千斤顶中，通过杠杆原理可以实现力的放大或减小。
2.液压原理：液压原理是应用于流体力学和工程中的一种原理，通过液体的传递和传力来实现机械运动和工作的原理。
在千斤顶中，液压原理可以将施加的力通过液体传递到活塞上，并产生举升力。
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。
千斤顶 机械 设计计算说明书
.千斤顶设计计算说明书班级：09车辆2班姓名：**20091225王洪涛20091226指导老师：***2012年6月目录千斤顶设计第1章问题的提出1.1项目背景 (3)第2章机构选型设计2.1自锁装置的选择 (3)2.1.1螺旋副自锁机构 (3)2.1.2斜面自锁机构 (6)2.2力放大机构的选择 (8)2.2.1方案一 (8)2.2.2方案二 (9)第3章机构尺度综合3.1力放大机构齿轮尺寸 (10)3.2斜面自锁机构斜面倾角尺寸 (15)第4章力放大机构各齿轮强度校核 (16)第5章机构运动分析机构运动分析 (26)力放大机构各齿轮运动分析................................. (26)第6章机构动力分析………………………………………………. ..286.1自锁机构动力分析……………………………………..... ..286.1.1螺旋副自锁机构动力分析 (28)6.1.2斜面自锁机构动力分析 (30)6.2力放大机构动力分析 (32)第7章收获与体会 (36)第8章致谢 (37)参考文献 (37)附录1 (38)附录2 (45)附录3 (46)第1章.问题的提出1.1项目背景千斤顶是一种垂直起重高度小于一米的最简单的起重设备，千斤顶一般用于厂矿、交通运输等部门完成起重、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。
千斤顶以它可实现力矩放大和受力自锁这两个主要特性，为现在的实际生产生活带来了巨大的便捷。
因此在做这次机械设计课程设计的时候，我们把目光投向了千斤顶，据我们所知，常用的千斤顶可分为三类：齿条千斤顶，螺旋千斤顶，液压千斤顶和气囊式气动千斤顶。
它们又分别具有以下特点：一齿条千斤顶：由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。
起重量一般不超过20吨，可长期支持重物，主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合，如铁路起轨作业。
二螺旋千斤顶：由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。
千斤顶设计计算说明书.
哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目：设计螺旋起重器（千斤顶）系别：班号：姓名：日期：2014.10.12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：起重量：F Q=30KN最大起重高度：H=180mm目录1.选择螺杆、螺母的材料 (3)2.耐磨性计算 (3)3.螺杆强度校核 (4)4.螺母螺纹牙的强度校核 (4)5.自锁条件校核 (5)6.螺杆的稳定性校核 (5)7.螺母外径及凸缘设计 (6)8.手柄设计 (6)9.底座设计 (7)10.其他零件设计 (8)11.绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图 (8)12.参考文献 (8)1.选择螺杆、螺母的材料考虑到螺杆承受重载，需要有足够的强度，因此选用45钢，需要调质处理。
由参考文献[3]表10.2查得45钢的抗拉强度σb =600MPa ，屈服强度σs =355MPa 。
螺母是在重载低速的工况下使用的，并且要求与螺杆材料配合时的摩擦系数小、耐磨，因此，螺母的材料选择铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。
2.耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表5.8查得，钢对青铜的许用压强[p]=18~25MPa ，由表5.8注释查得，人力驱动时，[p]值可提高约20%，即[p]=21.6~30MPa ,取[p]=25MPa 。
由参考文献[1]表5.8查得，对于整体式螺母，系数ψ=1.2~2.5，取ψ=2.5。
按照耐磨性条件设计螺杆螺纹中径d 2，选用梯形螺纹，则螺纹的耐磨性条件为p s =hHd pF Q 2π≤[p]计算螺纹中径d 2时，引入系数ψ=2d H以消去H ，得 d 2≥][8.0p h pF Q πψ对于梯形螺纹，h=0.5p ，则 d 2≥][8.0p F Qψ=252300008.0⨯=19.6mm 以上三式中，F Q —螺旋的轴向载荷，N ； p —螺距，mm ； d 2—螺纹中径，mm ；h —螺纹工作高度，mm ； H —螺母旋合高度，mm ；p s —螺纹工作面上的压强，MPa ； [p]—许用压强，MPa 。
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螺旋千斤顶设计说明书目录一、确定螺杆、螺母材料 (3)二、螺纹相关参数的确定 (3)三、螺杆的设计 (4)四、螺母的设计 (6)五、螺纹牙强度校核 (7)六、托杯的设计 (8)七、手柄的设计 (9)八、底座的设计 (10)九、详细装配图 (12)十、参考文献 (12)详细设计如下：设计内容计算及说明结果1.确定螺杆、螺母材料2.螺纹相关参数的确定2.1滑动螺旋耐磨性计算由于起重器的载荷KNQ38=，低速运行，按表5-11【1】选取螺杆材料为45钢，并采用正火处理，由表8-17【2】得：其抗拉强度为MPab600=σ屈服强度MPaS353=σ（GB/T699-1999）螺母采用110PSZCnu，采用砂型铸造，由表8-26【2】得：其抗拉强度为MPab220=σ屈服强度MPa1302.0=σ（GB/T1176-1987）根据对螺纹类型和相关传动特点的比较，选择梯形螺纹梯形螺纹牙根强度高，工艺性好，对中性好计算中取8.2=φ，查表5-12【1】，取MPap20][=,f=0.1代入KNF38=计算过程：根据耐磨性条件，初步估算螺杆中径[]PhHdFPhudFAFP≤===22ππ[]phFPdφπ≥2式中：F——作用与螺杆的轴向力，单位N螺杆材料为45钢螺母采用:110PSZCnu选用梯形螺纹螺杆中径mmd8.202≥2.2选取标准梯形螺纹：2.3螺母工作圈数校核：2.4自锁性校核3．螺杆的设计 P——螺纹螺距，单位mmh——螺纹工作高度，单位mmA——螺纹的承受面积，单位2mmH——螺纹高度，单位mmu——螺纹工作圈数。
又有：2dHφ=ph5.0=代入得到：20.8[]Fdpφ≥，得mmd8.202≥查表8-45【2】，根据梯形螺纹的标准GB/T5796.2-2005，取螺纹公称直径mmd40=，螺距为mmp10=查表8-46【2】，根据梯形螺纹的标准GB/T5796.3-2005,得梯形螺纹其它尺寸：螺杆小径：mmd291=，螺杆螺母中径：mmDd3522==螺母大径：mmD41=，螺母小径：mmD301=螺母高度：mmmmdH98358.22=⨯==φ螺纹牙根部宽度：mmpb5.61065.065.0=⨯==已知螺距mmp10=，根据公式PHu=,得：8.91098===mmmmpHu＜10，满足要求。
螺纹升角:︒≈⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=19.53510arctanarctan2mmmmdsππψ当量摩擦角：︒≈︒==91.515cos1.0arctancosarctanβϕfv其中1.0=f由表]1[125-得到因此ψ＜vϕ，符合自锁条件。
螺杆在设计时要进行强度校核和稳定性校核（耐磨性和自锁性之前已有校核）。
螺纹参数：mmd40=mmp10=mmd291=mmDd3522==mmD41=mmD301=mmH98=mmb5.6=8.9=u＜10合理ψ＜vϕ合理，能自锁3.1螺杆的强度校核3.2螺杆的稳定性校核螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩T的作用，其强度条件为：22()3()caTF TA Wσ=+＜][σ式中：A——螺杆螺纹危险截面面积，2214mmdAπ=；TW——抗扭截面系数，33116mmdWTπ=；T——螺杆所受扭矩。
其中，螺杆所受转矩为：mmKNmmtgKNdFtgTv⋅=⨯︒+︒⨯=+=5.130235)91.519.5(382)(2ϕψMPaWTAFTca9.73)292.0130500(3)29380004()(3)(232222≈⨯+⋅⨯=+=πσ查表5-13【1】，取螺杆许用应力MpaMpass25.8843534][≈==σσ得caσ＜][sσ所以，螺杆符合强度条件螺杆的柔度：iul=λ其中，u——螺杆长度系数，由表]1[145-得u=2。
l——螺杆工作长度，2maxHbBhl+++=：其中maxh为最大举重升距；B为螺杆头部长度，mmdB605.1==；b为退刀槽宽度，参照普通螺纹退刀槽的参数可得，mmmmpb201022=⨯=≈；H为螺母高度；所以可得，mmHbBhl3192max=+++=。
caσ＜][sσ符合强度条件sSCSS>，满足稳定性条件3.3螺杆参数的确定4．螺母的设计4.1螺母参数设计i——惯性半径，mmdAIi25.741===。
柔度：8825.73192≈⨯==mmmmiulλ，螺杆危险截面惯性矩：4413471964mmdI==π螺杆临界载荷：KNlEIFcr4.173)3192(34719206000)(2222=⨯⨯⨯==πμπ计算安全系数：456.4384.173=>===scrSCSFFS所以满足稳定性条件根据以上计算，可确定螺杆参数如下：mmd40=mmd291=mmd352=mmd273=（退刀槽，GB/T3-1997）mmL380=mmmmdD72408.18.13≈⨯==(头部直径)已知螺纹参数：mmD41=mmD301=mmD352=mmH98=根据文献查得千斤顶经验计算公式如下：mmdD728.14≈=mmDD1004.145≈=mmHb323==4.2螺母外径的强度校核4.3螺母凸缘的强度校核4.3.1挤压强度校核4.3.2剪切强度校核mmdD728.14≈=mmDD1004.145≈=mmHb323≈=螺母下端悬置部分既受到拉力的作用，又受到螺纹牙上摩擦扭矩对螺母的作用。
本文将拉力增大20%~30%来考虑扭矩对螺母的作用，这样个方法是一个经验性的方法，是可取的。
MPaMpaDDFca96.17~57.164)(3.1~2.1224≈-=πσ由表]1[135-得到：MPab50][=σcaσ＜][bσ，满足强度条件螺母凸缘要分别进行挤压强度校核、剪切强度校核以及弯曲强度校核。
MPaDDFp05.10)72100(14.3380004)(4222425≈-⨯⨯=-=πσ][7.1~5.1][bpσσ==MPaMPa85~75，pσ＜][pσ，满足挤压强度条件MPammmmNbDF25.53272380004≈⨯⨯==ππτ由表]1[135-得MPa35][=τ，τ＜][τ，满足剪切强度条件caσ＜][bσ，满足强度条件pσ＜][pσ，满足挤压强度条件τ＜][τ，满足剪切强度条件4.3.3弯曲强度校核5．螺纹牙强度校核5.1剪切强度校核5.2弯曲强度校核6.托杯的设计6.1托杯的材料MPabDDDFb88.66)(412445≈-⋅=πσbσ＜][bσ，满足弯曲强度条件螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。
MPammmmNDbuF82.58.75.64138000≈⨯⨯⨯==ππττ＜MPa35][=τ，满足剪切强度条件MPammmmNuDbFlb8.128.95.6413380006622≈⨯⨯⨯⨯⨯==ππσ其中：F——所受载荷；l——弯曲力臂，22DDl-=；b——螺纹牙根部厚度；u——螺母螺纹圈数。
bσ＜MPab50][=σ，满足弯曲强度条件托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见下图。
bσ＜][bσ，满足弯曲强度条件符合强度条件满足弯曲强度条件托杯材料选用Q235钢6.2参数设计6.3强度校核7.手柄的设计7.1手柄材料7.2手柄直径计算参数设计（由经验公式得到）：6d：托杯底部的内径，mmdd246.06≈=6D：托杯底部的外径，mmdD728.16≈=7D:托杯口的外径，mmdD964.27≈=B:托杯高度，mmdB646.1≈=δ：托杯厚度，根据经验取，δ=10mmδ：托杯切口厚度，δ=1.5δ=15mm主要需要进行托杯底部的强度校核：MpammNdDFb50.104)2472(380004)(2222626≈-⨯=-=ππσ可知：bσ＜][bσ，满足强度条件。
手柄材料选用Q235，其许用应力为[]MPas125=σ。
按操作舒适度及孔加工的方便，选取其截面为圆形，直径满足弯曲强度条件：[]ss dTTWMσπσ≤+==)32()(371其中：mmKNdDdDFfTc∙≈--=8.9831262636361；cf——托杯与螺杆头部的摩擦系数，取cf=0.1；mmd246=mmD726=mmD967=mmB64=δ=10mmδ=15mmbσ＜][bσ，满足强度条件。
手柄材料选用Q235mmd357=7.3手柄长度计算7.4手柄头部孔的参数8.底座的设计F——载荷；所以mmTTd7.34][1.010331=⨯+≥b7）（σ取mmd357=操作力NFp250~150=扳动手柄的力矩应满足条件1TTLFPP+≥⋅PP FTTL1+≥mmmmLp1407~844≥取手柄长度mmmLP5.11500==。
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（图1―6），并用螺钉或铆合固定。
图中尺寸：31d p =14mmd p+(6~10)= d p+8=48mm底座结构及尺寸如图PL=1.5m8.1底座材料8.2锥度设计8.3底座外径设计H1=H+（14～28）mm =190+20=210mm底座材料常用铸铁（HT150及HT200）根据国家标准，最小壁厚8-15mm，根据经验，考虑起模斜度，取锥度10:1=∆取壁厚度为mm12=δ取底厚度为mm151=δ增加底座的稳定性底座对地面有挤压，对于木材，许用挤压力可取[]24mmNb=σ则，底座尺寸因满足：[]bDDFσπ≤-)(42728其中：7D——底座底部内径8D——底座底部外径，8D=1.87D底座材料选用HT200底座参数：10:1=∆mm12=δmm151=δ7D=132mm8D=1.87D=238mmS=15mm设计内容计算及说明结果9、详细装配图mmFDb5.73)18.1(][4/27=-⨯⨯≥σπ取mmD1387=，mmD2448=取底座地板厚度S=1.3mm15=δ参考文献：【1】濮良贵，纪名刚，陈国定，吴立言. 《机械设计》.北京：高等教育出版社，2007. 【2】陈秀宁，施高义.《机械设计课程设计》. 浙江杭州：浙江大学出版社，2009.。