螺旋千斤顶设计说明书(同名9807)
螺旋千斤顶设计分析说明书
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: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：螺旋千斤顶四、计算及说明计 算 及 说 明结 果1、螺杆的设计与计算 1)螺纹牙型螺纹牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。
为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8。
由于螺纹在径向的间隙很小，在强度校核时不予考虑。
2)材料螺杆的材料选用45钢，热处理采用调制处理T235。
轴颈处可局部淬硬C42。
3)螺纹直径螺杆工作时，同时承受压力和扭矩的作用，所以根据紧螺栓链接强度计算公式，有 式中[]σ为螺杆许用应力。
由参考文献得螺杆许用应力[]3~5sσσ=，屈服强度极限355MPa s σ=故355[]88.75MPa 4σ==，3164 1.3551032.0276mm 88.7510d π⨯⨯⨯≥=⨯⨯ 根据经验公式求得螺距132.02768.0069mm 44d P ===矩形螺纹 配合H8 /h8 材料45钢 热处理C42 螺距P=8mm 螺杆直径40d mm =中径236d mm =小径132d mm =满足自锁条件 手柄孔径 退刀槽图1托手螺螺底根据梯形螺纹最大实体牙型尺寸(GB/T 5796.1—2005)选择8mm P =，所以螺纹牙高度4mm 2ph ==，螺杆直径1(32.038)mm 40.03mm d d P =+=+=取40mm d =，故小径132d mm =，中径236d mm =4)自锁检验考虑到环境温度湿度等不稳定因素，为自锁可靠，取自锁条件'1ψρ≤-其中ψ为螺纹中径升角，'ρ为当量摩擦角。
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
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 。
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。
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:
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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 。
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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。
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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: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：螺旋千斤顶四、计算及说明计 算 及 说 明结 果1、螺杆的设计与计算 1)螺纹牙型螺纹牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。
为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8。
由于螺纹在径向的间隙很小，在强度校核时不予考虑。
2)材料螺杆的材料选用45钢，热处理采用调制处理T235。
轴颈处可局部淬硬C42。
3)螺纹直径螺杆工作时，同时承受压力和扭矩的作用，所以根据紧螺栓链接强度计算公式，有 式中[]σ为螺杆许用应力。
由参考文献得螺杆许用应力[]3~5sσσ=，屈服强度极限355MPa s σ=故355[]88.75MPa 4σ==，3164 1.3551032.0276mm 88.7510d π⨯⨯⨯≥=⨯⨯ 根据经验公式求得螺距132.02768.0069mm 44d P ===矩形螺纹 配合H8 /h8 材料45钢 热处理C42 螺距P=8mm 螺杆直径40d mm =中径236d mm =小径132d mm =满足自锁条件 手柄孔径 退刀槽图1托手螺螺底根据梯形螺纹最大实体牙型尺寸(GB/T —2005)选择8mm P =，所以螺纹牙高度4mm 2ph ==，螺杆直径1(32.038)mm 40.03mm d d P =+=+=取40mm d =，故小径132d mm =，中径236d mm =4)自锁检验考虑到环境温度湿度等不稳定因素，为自锁可靠，取自锁条件'1ψρ≤-其中ψ为螺纹中径升角，'ρ为当量摩擦角。
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
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，。
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。
螺旋千斤顶设计说明书
螺旋千斤顶设计计算说明书院系工程技术学院专业年级2006级机制１班设计者XXXXX指导教师XXXXX成绩2009年4月1日螺旋千斤顶设计任务书学生姓名XXX 专业年级2006级机械设计制造及其自动化设计题目：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：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；编写设计计算说明书一份。
指导教师签名：2009年3月15日目录1 螺杆的设计与计算 (3)1.1 螺杆螺纹类型择 (3)1.2 选取螺杆材料 (3)1.3 确定螺杆直径 (4)1.4 自锁验算··················································································································· (4)1.5 千斤顶结构···················································································································41.6 螺杆强度计算 (5)1.7 稳定性计算···················································································································61.7.1 计算柔度 (6)1.7.2 稳定性计算 (7)2 螺母设计与计算·····················································································································72.1 选取螺母材料 (7)2.2 确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (7)2.2.1 求螺母高度H (7)2.2.2 螺纹工作圈数u (7)2.2.3螺母实际高度H (8)2.3 校核螺纹牙强度 (8)2.3.1 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算 (8)2.4 安装要求··················································································································· (9)2.4.1 螺母的相关尺寸算 (9)3 托杯的设计与计算 (9)3.1 托杯的尺寸计算 (9)4 手柄设计与计算···················································································································104.1 手柄材料··················································································································· (10)4.2 手柄长度Lp (10)4.3 手柄直径dp (11)4.4 结构··················································································································· (12)5 底座设计··················································································································· (12)6 参考文献··················································································································· (14)千斤顶设计计算和说明要比当量摩擦角小1°。
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。
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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
设计者
指导教师
成绩
2013年12月6 日
目录
1 螺旋千斤顶设计任务书 (3)
2 作业目的 (4)
3 螺旋千斤顶的设计 (4)
3.1 螺杆的设计与计算 (5)
3.2 螺母设计与计算 (8)
3.3 托杯的设计与计算 (10)
3.4 手柄设计与计算 (10)
3.5 底座设计 (11)
一、螺旋千斤顶设计任务书
学生姓名专业年级2011级机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺旋千斤顶
设计条件：
1、最大起重量F = 30 kN；
2、最大升距H =170 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：年月日
二、螺旋千斤顶的设计
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F=30kN和最大提升高度H=170mm。
螺旋千斤顶的设计步骤如下：
ρv =arctan μv ，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。
=⨯⨯==)28
14.35
1arctan(arctan 2d np πϕ3°
15'18″ ===12
cos 09
.0arctan cos arctan πβρf v 5°19'23″ ∴>-ϕρv 1° ∴满足自锁条件 1.5 结构（见图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dp 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。
1.6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(5.28)，其中扭矩 式中：ψ为螺纹中径处升角，v ρ为当量摩擦角。
"
18'153︒=ϕ
"
23'195︒=v ρ。
2
)tan(2
d F T v ⋅+=ρψ
整，故选mm H u 50'10
'==， 2.3校核螺纹牙强度
一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。
螺母的其它尺寸见图1―3。
必要时还应对螺母外径D 3进行强度验算。
根据教材表5-13，对于青铜螺母MPa 40~30][=τ，这里取
MPa 30][=τ，根据教材式（5-48）得螺纹牙危险截面的剪切应力为
][0.51010
565.02814.330000τπτ<=⨯⨯⨯⨯==MPa Dbu F
∴满足要求
2.4 螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面间的配合常采用
7
8
r H 或7
8
n H 等配合。
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。
为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉（图1―1）。
选取紧定螺钉规格：螺钉 GB/T 71 165⨯M
螺纹牙危险截面的剪切应力：
MPa 12.6=τ
紧定螺钉： 165⨯M
mm H D D .6935190.6555167=+=+= 底座下垫物为木材，许用挤压应力[]MPa p 5.2~2=σ []mm D F
D p 4.91666.93230000442782≈+⨯=+=πσπ 取mm D 1678=
mm D .6937=
mm D 1678=。