螺旋千斤顶说明书
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
螺旋千斤顶设计说明书word文档
于是
安全
安全
安全
设计内容
计算及说明
结果
3.1截面的设计
3.2长度的设计
4.压杯的设计
4.1压杯材料
4.2底面耐磨性校核
4.2压杯
手柄材料选用45钢，由前述计算得
其许用抗拉强度为
许用剪切强度为
按操作舒适度及孔加工的方便，选取其截面为圆形，直径为
因 ，而
因此，推导出
故取
令手柄执手距离回转中心长度为 ，则 ，综合各因素取手力为
螺纹升角：
当量摩擦角：
因此
于是
而取计算安全系数为3，则
显然
合理
合理
合理，能自锁
安全
设计内容
计算及说明
结果
螺杆螺纹牙剪切强度
螺母螺纹牙
剪切强度
弯曲强度
2.5螺杆稳定性校核
3.手柄的设计
由 ，
而 ，因要求升程115mm,加上螺母的高度为58mm，再保留余量27mm。
故有
注： 时可以不必进行稳定性校核。
所以
屈服强度为 （GB/T 699——1999）
螺母采用 ，采用砂型铸造
其抗拉强度为
屈服强度为 （GB/T 1176—1987）
根据对螺纹类型和相关传动的特点，选择梯形螺纹，牙型角为30度，
根据耐磨性条件，初步估算螺杆中径
计算中取 ，查表5-12【1】，取 ,
得 d≥26.33mm
根据梯形螺纹的标准GB/T 5796.3—2005，取
于是求得
取手柄长度
压杯选用 （砂型铸造）
，
：压杯底部的外径 ：压杯底部的内径
∴
取 ，则 ，取
ZIMM 螺旋千斤顶使用说明书
2015-01ENInstruction manualInstallation – Operation – Maintenance – InspectionZIMM Screw JacksZ-5 to Z-1000GSZ-2 to GSZ-100Translation of the original instruction manualPublisherZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KGMillennium Park 36890 Lustenau/AustriaTel.: 0043 (0) 5577 806-0Fax: 0043 (0) 5577 806-8e-mail:************Internet: http://www.zimm.euAuthorZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KGIssue date2015-01Version1.2Copyright© 2015 ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KGWe reserve the right to make changes to technical aspects and contentLegal noticesThe contents of this instruction manual must be kept confidential. It is intended only for use by company personnel.Reproduction or distribution and release of this instruction manual to third parties is prohibited. Offenders are liable to pay damages.The ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG accepts no liability for damages arising from disregard of this instruction manual.ZIMM Screw Jack 1 About this documentContents1About this document (5)1.1Use of this instruction manual (5)1.2Symbols and identifying marks (5)2Safety (6)2.1Use for the intended purpose (6)2.2Duties of the operating company (6)3Scope of supply (7)4Description of the product (7)4.1Overview (7)4.2Rating plate (8)4.3Versions/variants (9)4.4Grease nipple (10)5Transport and storage (11)5.1Transport (11)5.2Storage (13)6Installation (14)6.1Installing screw jacks and bevel gear drives (15)6.2Fitting the couplings and connecting shafts (16)6.3Fitting the motor (18)6.4Connecting the electrical components (19)6.5Trial running (21)6.6Correcting the alignment (22)6.7Commissioning (23)6.8Running-in phase (23)7Operation and maintenance (24)7.1Inspection (24)7.2Lubrication (25)7.3Troubleshooting (31)8Decommissioning and recommissioning (33)9Repair and replacement (33)10Disposal (33)11Declaration of incorporation (34)1 About this document ZIMM Screw Jack 12Appendix: Inspection certificate (35)ZIMM Screw Jack 1 About this document1 About this document1.1 Use of this instruction manualThis instruction manual forms part of the ZIMM Screw Jack.→Before using the equipment read the instruction manual carefully.→Keep the instruction manual safe throughout the working life of theequipment.→Keep the instruction manual available to operating and maintenancepersonnel at all times.→Pass the instruction manual to any subsequent owner or user of theequipment.→Keep the instruction manual updated with any supplements issuedby the manufacturer.1.2 Symbols and identifying marksTab. 1:Symbols and identifying marks2 Safety ZIMM Screw Jack2 SafetyThe ZIMM Screw Jack has been produced to modern standards andrecognised safety regulations. Nevertheless hazards to life and limb ofthe users or third parties, or risks of damage to the ZIMM Screw Jackand other property may arise during use.→The ZIMM Screw Jack may be used only when it is in technicallygood condition and in compliance with the instruction manual.→Have any defects rectified without delay.→Do not perform any unauthorised modifications to the ZIMM ScrewJack.→Fit only original spare parts from ZIMM MaschinenelementeGmbH + Co KG.2.1 Use for the intended purposeThe ZIMM Screw Jack is suitable only for lifting, lowering, tilting andadvancing movements within the specified lifting capacity ranges.Responsibility to ensure correct use lies with the user.Screw jacks may be used only in the context and within the limitsspecified in our catalogues and brochures.To ensure compliance with the statutory limits for electromagneticcompatibility, the ZIMM Screw Jack may be used only within industrialapplications as defined in EN 50 081-2.Use for any purpose other than these intended purposes constitutesimproper use.If in doubt regarding the application of the ZIMM Screw Jack, consultZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG before proceeding.2.2 Duties of the operating company→Ensure that the ZIMM Screw Jack is operated and maintained onlyin compliance with this instruction manual and the rules andregulations applicable in the country of use.→Ensure that the personnel–responsible for operating the ZIMM Screw Jack are authorised,–are trained and qualified for the respective work,–have read and understood this instruction manual,–know the applicable safety rules and–wear personal safety equipment(safety gloves, safety helmet and safety shoes).ZIMM Screw Jack 3 Scope of supply3 Scope of supplyThe ZIMM Screw Jack is delivered in sufficiently secure packaging toprevent possible damage in transit.The scope of supply of the ZIMM Screw Jack includes the followingparts:•ZIMM Screw Jack•This instruction manual•Further parts as listed on the delivery note4 Description of the product4.1 OverviewFig. 1:Overview ZIMM Screw JackA to F: Faces of the ZIMM Screw Jack. For the Z series this is alsodisplayed on the casing.4 Description of the product ZIMM Screw Jack4.2 Rating plateFig. 2:Example of a rating plate1 ZIMM contact data2 Type designation3 Maximum static load gearbox(spindle etc. not considered) 4 Gear ratio 5 Rated speed6 max. speed7 Serial number8 Serial number asData Matrix CodeZIMM Screw Jack 4 Description of the product4.3Versions/variants1 Travelling nut2 Trapezoidal screwspindle TR3 Housing, Z series4 Drive shaft5 Spindle lubrication6 Limit switch7 Protective tube1 Ball screw spindle KGT2 Spindle lubrication3 Gearbox for ball screw drive KGT4 Description of the product ZIMM Screw Jack1 Electrical or opticalmonitoring2 Gearbox with integral safetynut SIFA3 Safety nut SIFA4 Electrical monitoring1 Housing, GSZ series4.4 Grease nippleS and R versions of the ZIMM Screw Jack are fitted with grease nipples,which allow simple and clean greasing of the spindle (apart from theflanged nut FM).ZIMM Screw Jack 5 Transport and storage5 Transport and storage5.1 Transport5 Transport and storage ZIMM Screw JackFig. 3: Examples for transporting the S version → When lifting with a crane, attach the slings to the lifting pointsprovided.→ When lifting the ZIMM Screw Jack for transport, spread the weightas evenly as possible across all the lifting points.Fig. 4: Examples for transporting the R versionS versionR versionZIMM Screw Jack 5 Transport and storage Securing for transportFor secure attachment, insert ring bolts or ring nuts to the gearbox.5.2 Storage→For other storage conditions and storage times:Consult ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG.6 Installation ZIMM Screw Jack6 InstallationZIMM Screw Jack 6 Installation6.1 Installing screw jacks and bevel gear drives✓Ensure that the spindle of the ZIMM Screw Jack or on the ZIMMScrew Jack cannot be exposed to lateral loads.Fig. 6:Side forces on the spindle are not permissible.Fig. 7:Flatness, parallelism and angular accuracy6 Installation ZIMM Screw Jack1. Install the ZIMM Screw Jack and ensure straight alignment for thespindle attachments.2. Install the ZIMM Screw Jack with bolts, tighten the installation bolts.3. Install the spindle attachment with bolts, tighten the installationbolts.Fig. 8:Exceptions: Maximum inclination angle for self-aligningnuts (PM) is 3°, install all other nuts at right angles.Bevel gear driveThe T version can be turned round to change the direction of rotation.→Check the direction of rotation at installation.6.2 Fitting the couplings and connecting shafts✓The screw jacks to be connected must have been fully installed.✓The bevel gear drives must be installed where appropriate.1. Place the connecting shaft on the shaft extensions (ZIMM ScrewJack or bevel gear drives). Check that the gearboxes are correctlylevelled.ZIMM Screw Jack 6 Installation2. Secure the coupling half shells with attachment bolts tightened tothe following torques:Fig. 10:Installation of connecting shaftsPull the couplings KUZ (couplings without half shells) on to the shaftextensions. Tighten the set screw to the following torques:For increased secu rity the set screw can be secured using “mediumstrength” thread locking agent.6 Installation ZIMM Screw Jack6.3 Fitting the motor✓The screw jack must be installed.Fig. 11:Installing the motor1. Fit the motor flange (1) to the screw jack and bolt it into place.2. Fit the coupling halves (2) to the gearbox shaft and bolt them into place.3. Attach the coupling star (3).4. Pull the motor-side coupling halves (4) on to the motor shaft.5. Attach the motor (5) to the motor flange and bolt it into place.6. Fit the motor-side coupling halves (6) as follows:–Slide them on to the gearbox-side coupling halves, leaving1 mm axial play.–Tighten the securing bolt (7).–If the coupling halves cannot be slid on to the motor shaft:Adjust the position before step 5 and tighten them.ZIMM Screw Jack 6 Installation6.4 Connecting the electrical components6.4.1 Motor✓ The motor (if supplied) must be installed.1. Open the motor terminal box. The connection assignment is shownwithin the motor terminal box.2. Connect the motor in accordance with the circuit diagram.6.4.2Limit switchFig. 12: Fitting the plug connector on the limit switch1. Remove the protection element (1) from the limit switch.2. Remove the protection element (2) from the plug connector.3. Insert the plug connector (3) into the limit switch.4. Turn the screw (4) 90° clockwise.Connecting the limitswitch6 Installation ZIMM Screw Jack5. Connect the cable ends (5) in accordance with diagram (see Fig. 13).Fig. 13: Connection diagram for the limit switchBN BrownBK BlackBU Blue BK-WH Black-White GN-YE Green-YellowIf necessary the cable outlet can be turned through 180°.Fig. 14: Turning the cable outlet of the limit switch1. Loosen the screws (1) and unscrew them.2. Pull the limit switch (3) out of its bracket (2) and turn it through 180°.3. Insert the limit switch into the bracket (2) again.4. Refit the screws (1) and tighten them.Fig. 15: Adjustment of the limit switch1. Move the screw jack away from the limit switch trigger point.2. Loosen the screws (1).3. Adjust the limit switch by sliding it in the direction shown.4. Tighten the screws (1).Turning the cable outlet Adjusting the position ofthe limit switch±5mmZIMM Screw Jack 6 Installation6.5 Trial running✓The system must be installed and aligned.✓The spindle must be greased (for more information see section"7.2 Lubrication", page 25).→Run the screw jack over the complete travel in both directions.When doing this, comply with the following:–Run the screw jack slowly and carefully.–As far as possible, run it with no load or with only a small load.–Current consumption should be within the normal range, andshould be constant.Major fluctuations indicate alignment errors and stresses.–Monitor the temperature and avoid overheating, especiallywhere the travel is long and multiple runs are performedsuccessively.–Avoid overrunning the limit switch (optional).6 Installation ZIMM Screw Jack6.6 Correcting the alignmentIf necessary, the alignment can be corrected without much trouble.The spindle must be greased (for more information see section"7.2 Lubrication", page 25).S version1Fig. 16:Correctly aligned screw jack - S version1. Slacken the securing bolts on the gearbox casing and at the end ofthe spindle.2. Fully retract the jack (1).3. Tighten the securing bolts.4. Repeat the trial run (see section 6.5, page 21).R version213Fig. 17:Correctly aligned screw jack - R version1. Move the nut to the middle (1).2. Slacken the securing bolts on the gearbox casing and on the endbearing plate GLP.3. Extend the nut to just before the end bearing plate (2).ZIMM Screw Jack 6 Installation4. Tighten the securing bolts on the end bearing plate.5. Retract the nut to just before the gearbox (3).6. Tighten the securing bolts on the gearbox casing.7. Repeat the trial run (see section "6.5 Trial running", page 21).6.7 Commissioning✓The ZIMM Screw Jack together with its attachments must beinstalled and connected.✓The spindle must be greased (for more information see section"7.2 Lubrication", page 25).✓The trial run must have been completed successfully.1. Check all screw fastenings once again.2. Perform a trial run with operating load.When doing this, comply with the following:–Torque must be constant.–Current consumption must be constant.–Operating temperature must be within the normal range.–The limit switch (if fitted) or the end bearings must not beoverrun.3. Regrease the spindle after the first 2 operating hours at mediumload.6.8 Running-in phaseThe running-in phase of the gearbox and spindle lasts as a rule between20 and 50 operating hours. A higher torque and higher operatingtemperature must be expected during this period.The torque may be up to 50% higher during the running-in phase than insubsequent operation.7 Operation and maintenance ZIMM Screw Jack7 Operation and maintenance7.1 InspectionFor problem-free operation, the ZIMM Screw Jack must be inspectedregularly:•The first inspection should be no later than after 1 month•Further inspections should be performed at least annually1. Record the inspections, for a template see "Appendix: Inspectioncertificate", page 35.2. If necessary, perform Troubleshooting, see section 7.3, page 31.→If problems cannot be localised and rectified:Contact ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG.7.1.1 Visual check✓Switch off the machine and secure it against switching on again.1. Check the greasing of the spindle, if necessary regrease and revisethe maintenance interval.2. Check the screws for the attachments and couplings/connectingshafts and if necessary retighten them.3. If a safety nut SIFA is fitted: Check wear in accordance with theFig. 18 (right hand picture) .–Make a note of dimension "A" and compare it with the set value.–Maximum permissible wear: 25% of the screw pitch.–If electronic monitoring is fitted, this check is not required.ZIMM Screw Jack7 Operation and maintenanceFig. 18:Safety trap nut SIFA: Dimension "A" for comparison whenchecking wear4. Visually check the coupling stars.5. Allow the machine to run, checking for the following:–Running without jerking and vibration–No excessive noise–Constant current consumption–Temperature rise within the -permissible range7.2 LubricationGood lubrication and use of the correct lubricants are critical for thecorrect operation and working life of the screw jack.Each screw jack application has different requirements, therefore thevalues specified in the following section are only recommendations.7.2.1 Lubricating screw jacksThe Z and GSZ series ZIMM Screw Jack are sealed and are filled withhigh-quality synthetic low-viscosity grease; from size 250 kN they arefilled with synthetic oil.Under normal operating conditions the gearbox is lubricated for life.7.2.2 Lubricating bevel gear drivesBevel gear drives are filled with synthetic oil and under normal operatingconditions lubricated for life.7 Operation and maintenance ZIMM Screw Jack7.2.3Greasing the spindle of a trapezoidal screw jack TR) The spindle of a trapezoidal screw jack must be greased regularly asrequired.Standard grease up to size 150 kN: Part no.: Castrol Tribol GR 4020/460-2 PD, 400 ml cartridgeStandard grease from size 250 kN:Part no.: Castrol Tribol GR 3020/1000-2 PD, 400 ml cartridgeQuantities for greasing new trapezoidal screw spindles TR:Intervals GreasesZIMM Screw Jack 7 Operation and maintenance✓ When changing the grease: The spindle must be clean.1. Remove the protective cap from the grease nipple.2. Press the nozzle of the grease gun against the grease nipple:– S version: Grease nipple on the gearbox casing– R version: Grease nipple on the travelling nut (optional)3. Filling with grease:– Providing personal safety is assured: Perform greasing whenextending, in order to ensure the best distribution of thegrease.– To do this, slowly extend the screw jack and apply strokes of thegrease gun. When doing so, make sure the correct quantity ofgrease is applied.Preconditions When extending7 Operation and maintenance ZIMM Screw JackWhen stationary–It is best to apply grease in several jack positions, to ensuregood distribution of grease.–S version: Apply only small quantities of grease at each jackposition, so that grease is not forced through the seals into thegearbox.–R version: If no grease nipple is fitted, apply the grease directlyto the spindle.ZIMM Screw Jack 7 Operation and maintenance7.2.4Greasing the ball screw drive KGT spindleStandard grease for ball screw drive KGT Part no.: Castrol Tribol GR 4747/220-2 HT, 400 ml cartridgeQuantity (indicative value):•1 ml per 1 cm spindle diameter.✓When changing the grease: The spindle must be clean.Intervals GreasePreconditions7 Operation and maintenance ZIMM Screw Jack1. Remove the protective cap from the grease nipple.2. Press the nozzle of the grease gun against the grease nipple:– S version: Grease nipple on the gearbox cover.– R version: Grease nipple on the travelling nut.3. Filling with grease:– Providing personal safety is assured: Perform greasing whenextending, in order to ensure the best distribution of the grease.– To do this, slowly extend the screw jack and apply strokes of thegrease gun. When doing so, make sure the correct quantity ofgrease is applied.– It is best to apply grease in several jack positions, to ensuregood distribution of grease.– S version: Apply only small quantities of grease at each jackposition, so that the grease is not forced through the seals intothe gearbox.When extending When stationaryZIMM Screw Jack7 Operation and maintenance7.3 TroubleshootingIf faults are evident, these should be localised according to specificcriteria, and rectified by application of appropriate actions. The followingtable offers start points as assistance for troubleshooting.7 Operation and maintenance ZIMM Screw JackZIMM Screw Jack 8 Decommissioning and recommissioning8Decommissioning and recommissioningAfter the ZIMM Screw Jack has been out of use for a long period: 1. Clean the spindle and2. Regrease the spindle, see section "7.2 Lubrication", page 25.9 Repair and replacement→ Contact ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG.10 DisposalThe ZIMM Screw Jack satisfies the current standards and regulations for disposal of end of life equipment. It contains no poisonous substances which demand the taking of special precautions. → During disposal, ensure:– Compliance with regional laws and regulations for wastedisposal – Correct disposal and recycling should be entrusted to aprofessional disposal company The following materials will require disposal: • Lubricants (grease or oil in the gearbox, lubricating grease on the spindle)• Steel parts (coated with environmentally-friendly paints or coatings) • Anodised aluminium (parts)• Bronze/copper (bevel gear, nuts or windings on the motor) •Plastic parts (seals etc.)DecommissioningRecommissioning11 Declaration of incorporation ZIMM Screw Jack11 Declaration of incorporationZIMM Screw Jack12 Appendix: Inspection certificate12 Appendix: Inspection certificateTemplate for copying for inspections to section "7.1 Inspection",page 24.ZIMM Screw Jack (Serial number): ____________________________ZIMM Maschinenelemente GmbH + Co KG Millennium Park 36890 Lustenau / AustriaPhone: 0043 (0) 5577 806-0Fax: 0043 (0) 5577 806-8************www.zimm.eu。
螺旋千斤顶大作业说明书
螺旋千斤顶作业姓名 朱小龙 学号 10901131 一、题目：螺旋千斤顶 原始数据:二、机构简图三、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1目录一、螺杆的设计与计算 (3)1．螺纹的牙型 (3)2．螺杆的材料 (3)3．螺杆直径 (4)4．自锁验算 (4)5．螺杆结构 (4)6．螺杆的强度校核 (5)二、螺母的设计与计算 (5)1．材料 (5)2．螺纹圈数Z与高度H (5)3．螺母其它尺寸 (6)4．螺母与底座的配合 (7)三、螺杆稳定性验算 (7)四、托杯的设计与计算 (7)五、手柄设计与计算 (9)1．材料 (9)2．手柄长度L (9)p3．手柄直径d (9)p4．手柄结构 (9)六、底座设计 (10)七、千斤顶的效率 (11)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、最大升起高度H=200mm。
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，螺纹的径向间隙很小，在计算强度时不考虑。
（2）螺杆的材料选用45号钢,查【1】表3-2。
原始数据F=50KN H=200mm配合选H8/h8螺杆材料选45号钢螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为：[]τπτ≤=ZFb d 1; 螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为：[]b 21b Z b d Fl6σπσ≤=;均符合条件。
Z 取8考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数为Z ’＝Z ＋1.5=9.5螺母高H ’＝Z ’P=76mm（3）螺母其它尺寸 螺母其它尺寸见图。
其中d D )8.1~6.1(==62.4~70.2mm,取D=65mm ；D D )4.1~3.1(1==84.5~91mm ，取1D =86mm ；3'H a ==25.33,取a=26mm.螺母高76mm其它尺寸如图口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板。
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。
螺旋千斤顶设计说明书
螺旋千斤顶设计1.题目介绍：（1） 基本要求：● 设计一个螺旋千斤顶（如右图） （2） 工作参数： ● 最大起重量Fmax=26KN ● 最大起升距Hmax=220mm （3） 设计要求：● 根据最大起升重量选择材料 ● 确定螺纹尺寸 ● 满足耐磨性 ● 强度条件 ● 稳定性条件 ● 自锁条件 （4） 计算要求：● 螺旋传动的材料选择，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)。
（5） 绘制装配图和螺母零件图（确定全部结构形式和尺寸）。
2.千斤顶设计2.1螺旋传动设计2.1.1选择螺纹类型千斤顶是传力机构，常用于传力或传递运动的螺纹为矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
矩形螺纹效率高，但牙型精确制造困难，螺旋副磨损后间隙难以补偿，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹所代替；锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力；梯形螺纹的牙型角α=30°，牙根强度高，螺纹的工艺好，对中性好，不易松动。
综上，本设计选择用梯形单头螺纹。
由于千斤顶对精度的要求不高，而且属于中等旋合长度，因此，公差带选7e 。
A2.1.2选择螺旋副材料《机械设计教程》表2-38千斤顶最大起升重量为26KN ，最大起升距离为220mm ，由千斤顶工作条件可得：其工作转速低，而受力较大。
因此：螺杆材料选择45号钢，螺母材料选择ZCuAl10Fe3。
2.1.3 耐磨性设计根据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P 及其它尺寸。
耐磨性设计公式如下：[]p h FPπφ≥2d由于螺母为整体结构，故φ=1.2~2.5，这里取φ=1.7 梯形螺纹h/P=0.5螺杆材料为钢，螺母材料为青铜，滑动速度为低速时，许用压强为[p]=(18~25)MPa 。
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。
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
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。
F=30kN的螺旋千斤顶设计说明书
结构如上图：螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄
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
0.5mm。
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽
，由教材知S为
S=3.5~5.0，对于传导螺S>4，此处取S=4
2.3.1螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为： 螺纹牙危险截面的剪切强度条件为[]τπτ≤=
Dbu
F
参考文献：
1.濮良贵，纪名刚，机械设计.第八版.北京：高等教育出版社，2009
2.吴宗泽，罗圣国，机械设计课程设计手册.第三版.北京：高等教
育出版社。
螺旋千斤顶设计说明书
机械设计课程《螺旋千斤顶》设计说明书专业学生姓名学号年月日螺旋千斤顶作业任务书一、题目：螺旋千斤顶原始数据:二、机构简图三、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一、目的 (1)二、题目与设计方案 (1)三、装配简图 (1)四、计算及说明 (1)五、参考文献 (11)一、目的1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计计算方法；2.学会运用所学过的知识，解决实际设计中遇到的问题，培养独立工作能力，初步学会综运用所学知识解决材料选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等问题；3.熟悉有关设计资料，学会查阅手册何用国家标准。
二、题目与设计方案题目：螺旋千斤顶方案编号8最大起重量F（kN）55最大起升高度H（mm）220三、装配简图托杯手柄螺母螺杆底座图1四、计算及说明计算及说明结果，即满足自锁条件。
结构螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄，因此需要加大直图2手柄孔径kd根据手柄直径p d确定，0.530.5k pd d mm≈+=。
为了便于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比1d小约0.2~0.5mm，取退刀槽直径10.331.7td d mm mm=-=。
退刀槽的宽度取为1.5812mm mm⨯=。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆端部应有倒角或制出稍小于1d的圆柱形凸台。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆的下端必须安置螺钉紧固轴端挡圈(GB/T 891—1986)，挡圈用螺钉固定在螺杆端部，尺寸见下图。
使用B型挡圈GB/T 891B50，公称直径D=50mm，H=5mm，6.6d mm=，113D mm=。
挡圈底部用紧固螺钉螺钉（GB 819）M6×30固定在螺杆端部。
6）螺杆的强度校核螺杆强度校核条件：2223114()3()[]0.2tVMFd dσσπ=+≤其中，Vσ为当量应力，tM为螺杆所受转矩。
223tan(')22361055tan(4.0461 6.8428)190.452td dM F FmkN Nmψρ-==+⨯=⨯+⨯=手柄孔径30.5kd mm=退刀槽直径31.7mm宽度12mm螺母其它尺寸见图3。
机械设计千斤顶说明书
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。
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螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级机械设计制造及其自动化2009级2班设计者王刚指导教师杨玲成绩2011 年 11 月 28 日螺旋千斤顶设计任务书学生姓名王刚专业年级机械设计制造及其自动化2009级设计题目：设计螺旋千斤顶设计条件：1、最大起重量F = 65 kN；2、最大升距H =240 mm。
设计工作量：1、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；2、编写设计计算说明书一份。
指导教师签名： 20 年月日目录1螺杆的设计与计算 (3)1.1螺杆螺纹类型选择 (3)1.2选取螺杆材料 (3)1.3确定螺杆直径 (3)1.4自锁验算 (3)1.5结构 (4)1.6螺杆强度计算·············································································································41.7稳定性计算 (5)1.7.1计算柔度 (6)1.7.2计算稳定性 (6)2螺母设计与计算 (6)2.1选取螺母材料 (6)2.2确定螺母高度H¢及螺纹工作圈数u (6)2.2.1求螺母高度H¢································································································72.2.2螺纹工作圈数u (7)2.2.3螺母实际高度H¢ (7)2.3校核螺纹牙强度 (7)2.4结构要求 (8)3托杯的设计与计算 (8)4手柄设计与计算 (9)4.1手柄材料····················································································································104.2手柄长度Lp (10)4.3手柄直径dp (11)4.4结构 (11)5底座设计 (12)参考资料 (13)螺旋千斤顶设计1螺杆的设计与计算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。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
故选梯形螺纹，它的基本牙形按GB/T5796.1—2005的规定。
1.2选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
1.3确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2。
求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。
有d2≥[]p h Ftπφ根据国家规定φ=1.2~3.5，取φ=1.2（梯形螺纹）；h=0.5t；查教材表5-12，[p]取20Mpa。
故，d2≥[]p h Ftπφ= 0.8][pFφ=41.5mm查机械设计课程设计手册，d取48mm，t=8mm，d1=39mm，d2=44mm1.4自锁验算自锁条件是≤v，式中：为螺纹中径处升角；v为当量摩擦角（当量摩擦角v=arctan v，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。
查教材表5-12，f取0.09=arctan(t / d2)=arctan[ 8/(3.1444⨯)] =2.88°v =arctan（f/cosβ）=arctan[ 0.09/cos(30°/2)]=5.35°选梯形螺纹选40钢d=48mmt=8mmd1=39mmd2=44mm=2.88°v=5.35°<v-1°则=2.88°<v-1°= 4.35°满足自锁条件1.5结构如下图（1-2）: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dk的大小根据手柄直径d p 决定，dk≥dp十0.5mm。
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应比螺杆小径d1约小0.2~0.5mm。
退刀槽的宽度可取为1.5t。
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。
其中：1.5t=12mm d4=38.5mmD13=(1.7~1.9)d=87mm(1.4~1.6)d=72mm0.25d=0.25×48mm=12mmd+(6~10)=48+8=56mm1.6螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。
强度计算方法参阅教材公式(5-47)，满足自锁条件1.5t=12mmd4=38.5mmD13=87mm (1.4~1.6)d=72mm 0.25d=12mm d+(6~10)=56mmca =2312211634⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d T d F ππ≤[] 其中扭矩 =65×103×tan(2.88°+5.35°) ×44/2N ·mm =206830 N ·mm查机械设计课程设计手册，对40钢，s σ=335MPa 由表5-13，[]=5~3sσ=4s σ=4335=83.75MPad 1=39mm ，故，ca =()()232233914.32068301633914.310654⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯ =62.50MPa≤[]=83.75MPa满足强度条件1.7稳定性计算细长的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。
F cr / F 2.5 ~ 4螺杆的临界载荷F cr 与柔度λs 有关，λs =l /i ，为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，l 为举 起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l ＝H +5t+(1.4~1.6)d ，i 为螺杆危险截面的惯性半径， 若危险截面面积A=d 12/4，则41d A Ii ==(I 为螺杆危险截面的轴惯性矩)当螺杆的柔度λs ＜40时，可以不必进行稳定性校核。
计算时应注意正确确定。
1.7.1计算柔度T =206830N ·mms σ=335Mpa []=83.75MPaca=62.50MPa ca＜[]满足强度条件2)tan(2d F T v ⋅+=ρψ（1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I 和iI=6441d π=()643914.34⨯=113560 mm 441d A I i ===439=9.75mm （2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度l l ＝H +5t+(1.4~1.6)d =240+5×8+1.5×48=352mm (3)计算柔度查教材表5-14，μ取2(一端固定，一端自由) 查教材公式5-51，E =2.06×105MPa λs =l /i=75.93522⨯=72.240，所以需要进行稳定性校核。