螺旋千斤顶设计说明书Word格式.doc
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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
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
d2≥0.8=0.8
[P][7.5~13]，[][1.2~2.5]
取[P]=10Mpa,=1.5
d2≥25.3mm
选取螺杆公称直径d=28mm，螺距p=5mm，d2=d-0.5p=25.5mm
2、螺母高度
H'
=d2=1.5×
d2=1.5×
25.5
=38.25mm
取H’=40mm
3、螺母的螺纹工作圈数
u=10
u==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
d2=25.5mm
H’=40mm
u=8圈
h=2.5mm
1.1.2自锁性校核
升角
Ѱv=arctan
（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=0.09
Ѱv=arctan=arctan0.09=5.14°
=arctan（nP/pd2）
=arctan
Ѱv-=
符合自锁性要求
=0.09
Ѱv=5.14°
二、螺杆的计算
1.2.1螺杆强度计算
1、计算应力
Q235在直径>
16~40mm时，
取安全系数S=5
故强度符合要求
1.2.2稳定性计算
1、临界载荷
取2（一端固定，一端自由）
2、稳定性条件
故稳定性符合要求
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+2=28+2×
0.25=28.5
P=5mm=0.25mm
对于梯形螺纹b=0.75p=3.75mm
青铜螺母，取35MPa
青铜螺母，选取
螺纹牙受力弯曲力臂
2、螺母的剪切强度
满足条件
3、螺母的弯曲强度
符合强度要求
D=28.5mm
1.3.2螺母体强度
1、螺母外径校核
螺母材料的许用拉伸应力，取，选取40MPa
2、螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度
螺母材料的许用挤压应力
满足强度要求。
3、螺母凸缘根部的弯曲强度
符合强度条件。
螺母凸缘根部被剪断的情况极少发生，故可不必校核
二、托杯设计
以螺杆螺纹外径为依据，设计出托杯的各个合理尺寸，并进行接触面比压的校核
托杯用来承托重物，一般用铸钢或铸钢材料。
托杯各部分尺寸见图4。
为了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托盘表现制有切口和沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应安有挡圈。
由于托杯在起重时不转动，因此，托杯底部与螺杆接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面要加注润滑剂，另一方面还需限制接触面间比压
，许用压力可取15~20
三、底座设计
底座设计
底面尺寸可以按支撑材料的挤压强度决定
底座常用铸铁铸造，壁厚一般不应小于8~12mm，为稳定起见，可以制成1/10~1/12的斜度，所以壁厚（）选择12mm。
底面尺寸可以按照支撑材料的挤压强度决定。
H1=H+（14～28）mm=100+20=120mm
D6=D3+（5～10）mm=48.45+8=56.45mm
D7=D6+=56.45+=80.45mm
式中：
[s]p——联接结合面材料的许用挤压应力。
当联接结合面材料为木头时，取[s]p=2MPa。
H1=220mm
D6=56.45mm
D7=80.45mm
四、手柄设计
手柄设计计算
四、手柄设计与计算
常用碳素结构钢制造，如Q235和Q275。
螺旋驱动力矩
螺旋副间的摩擦阻力矩
断面摩擦力矩
式中取=0.11
驱动力作用半径（即手柄的计算长度）
手柄的实际长度
为手柄材料的许用弯曲应力，可取=120MPa
手柄的直径
五、螺旋千斤顶的效率
根据效率公式计算千斤顶的效率
分子上P为螺距，分母上P为人手作用力
设计小结
此次机械设计的螺纹千斤顶大作业，使我初步掌握了有关机械设计的一些基本步骤和流程。
在此次大作业中，各方面零碎的知识点通过设计整合在一起。
在设计千斤顶的过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
设计的过程难在其中一点不符合要求，就要全部推翻，重新进行设计。
在今后学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决。
同时通过本次螺纹千斤顶大作业，使得我的三维软件的应用更进一步熟练，ug的实用，建模，装配图，导出图纸等等，AutoCAD的应用。
千斤顶设计让我感触很深。
使我对机械设计有了具体的认识。
通过这次大作业，我熟悉了机械原理与设计的知识，UG，AutoCAD等工程软件的应用。
收获良多，感悟颇深。
参考文献
[1]马履中，谢俊，尹小琴《机械原理与设计（下册）》——2版——北京：
机械工业出版社，2015.6（2016.8重印）
[2]江苏大学机械设计课程组.机械设计课程大作业指导书,2011.8
[3]王之栎.机械设计综合课程设计[M].北京:
机械工业出版社,2007.8
[4]戴立玲，袁浩，黄娟，《现代机械工程制图》——北京：
科学出版社，2014.6
[5]马履中《机械原理与设计（上册）》——北京：
机械工业出版社，2009.1
螺纹千斤顶装配图
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