螺旋千斤顶设计说明书

题目：螺旋千斤顶

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

螺旋千斤顶简介 (3)

螺旋千斤顶滑动螺旋传动的设计计算 (4)

1、材料选择 (4)

2、螺纹类型和精度的选择 (4)

3、螺旋千斤顶的设计计算 (4)

一、螺杆和螺母的计算 (5)

一、螺旋副的计算 (5)

1.1.1耐磨性计算 (5)

1.1.2自锁性校核 (6)

二、螺杆的计算 (6)

1.2.1螺杆强度计算 (6)

1.2.2稳定性计算 (7)

三、螺母的计算 (8)

1.3.1螺纹牙强度 (8)

1.3.2螺母体强度 (9)

二、托杯设计 (11)

三、底座设计 (12)

四、手柄设计 (14)

五、螺旋千斤顶的效率 (16)

设计小结 (17)

参考文献 (18)

附：螺纹千斤顶装配图 (19)

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。

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。

一、螺杆和螺母的计算

设计计算项目 计算及说明 计算结果 一、螺旋副的计算 1.1.1耐磨性计算

一、螺杆和螺母的计算

1、螺杆中径 梯形螺纹

d 2≥0.8

][P Q ψ=0.8]

[15000

P ψ

[P]∈[7.5~13]，[ψ]∈[1.2~2.5]

取[P]=10Mpa,ψ=1.5 d 2≥25.3mm

选取螺杆公称直径d=28mm ，螺距p=5mm ，d 2=d-0.5p=25.5mm

2、螺母高度

H'=ψd 2=1.5×d 2=1.5×25.5 =38.25mm 取H ’=40mm

3、螺母的螺纹工作圈数

u=

≤P H '

10 u=5

40=8圈

4、螺纹牙的工作高度

梯形螺纹h=0.5p=0.5×5=2.5mm

d=28mm p=5mm d 2=25.5mm

H ’=40mm

u=8圈

h=2.5mm

1.1.2自锁性校核

升角λ

≤λѰv =arctan v f

（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小1°~1.5°）

螺旋副材料为钢对青铜 取 v f =0.09

Ѱv =arctan v f =arctan0.09=5.14°

λ=arctan(nP / πd 2)

=arctan

57.35

.2514.35

1=⨯⨯

Ѱv -λ=''24'341︒ 符合自锁性要求

v f =0.09 Ѱv =5.14°

λ 57.3=

符合自锁性要求

设计计算项目 计算及说明

计算结果

二、螺杆的计算 1.2.1螺杆强度计算

1、计算应力

5.337.710151057

6.110Q 3

3

=≥=⨯⨯==S c sc S Q S 故稳定性符

合要求

37

.7=sc S

设计计算项目

计算及说明

计算结果

三、螺母的计算 1.3.1螺纹牙强度

1、螺母的基本参数

内螺纹大径D=d+2c a =28+2×0.25=28.5 P=5mm c a =0.25mm

D=28.5mm

mm

D 45.483=