螺旋千斤顶课程设计

《机械原理与设计课程设计》

《 机 械 设 计 课 程 作 业 任 务 书 》

题目：螺

旋 千 斤 顶

起重量Q= 27.5 KN 起重高度H= 180 mm

手柄操作力P= 250 N

作业任务：

1、设计计算说明书一份

2、设计装配图一张（1:1）

学 院：

班 级： 姓 名： 学 号：

完成日期：

指导教师 评分

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目 录

1、设计题目............................................................ 错误！未定义书签。 2、螺旋千斤顶总功能 ........................................... 错误！未定义书签。 3、设计任务与要求 ............................................... 错误！未定义书签。 4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图 ........... 错误！未定义书签。 5、螺旋千斤顶结构尺寸设计 .................................................................. 2 5.1 螺杆的设计 ................................................ 错误！未定义书签。 5.2 螺纹类型和精度的选择 ............................ 错误！未定义书签。 5.3 螺旋千斤顶设计及计算 ............................................................... 3 5.3.1 螺杆和螺母的计算 .................................................................. 4 5.3.1.1 螺旋副的计算 ................................................................... 4 5.3.1.2 螺杆的计算 ....................................................................... 6 5.3.1.3 螺母的计算 ....................................................................... 7 5.3.2 托杯设计 ................................................................................ 9 5.3.3 底座设计 .............................................................................. 10 5.3.4 手柄的设计 .......................................................................... 10 5.3.5 螺旋千斤顶的效率 .............................................................. 11 参考文献

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1、设计题目

设计螺旋千斤顶

已知条件: 起重量Q=27.5KN，起重高度H=180mm， 人手作用力P=250N

2、螺旋千斤顶总功能

按螺旋传动原理，利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动。将回转运动转变为直运

动，并传递运动和动力。从而实现将一定重量的物体提升一定的高度的功能。

3、设计任务与要求

设计任务

1、 千斤顶最大起重量为40KN 2、工作行程L=200mm ，单臂操作 3、作出结构原理、结构简图

4、绘制系统装配图，画3#装配图一张 5、编写设计说明书 要求

1、设计螺杆要求校核耐磨性、自锁性；校核螺纹工作圈数、螺杆强度和稳定性 2、设计螺母要求校核螺母螺纹牙强度 3、底座和托杯要求满足一定的强度 4、机构应具有良好的传力性

5、绘制系统装配图，画3#装配图一张

4、螺旋千斤顶的工作原理与结构原理图

如左图为一螺旋千斤顶的结构型式，各零件的名称如图所示。螺母与螺杆为主要零件，螺母与底座可用H8/k7配合并用紧定螺钉与底座作相对固定，转动手柄时，螺杆在在做回转运动的同时作上下移动，以举起或放下重物，托杯座落在螺杆的凸台上直接顶住重物，它的作用是使重物不随螺杆转动，为防止螺杆旋出螺母，在螺杆下端有一个档环。 为了防止螺杆因重物的重压而自行下落，起重螺旋必须具有足够的自锁能力。

为了减少螺杆与螺母的螺纹牙工作面间的摩擦与磨损，以及减少托杯底面与螺杆支承面的摩擦与磨损，工作时应在这些滑动面间加注润滑剂。

右图表示螺旋千斤顶中螺杆所受轴向力和转矩的示意图。根据使用习惯，手柄操作力P和摩擦力矩T1和T2的方向应与图中标示的方向相反。

5、螺旋千斤顶结构尺寸设计

5、1 材料的选择

螺杆和螺母的材料除应具有足够的强度外，还要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，需进行热处理的螺杆可选用T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi等钢种。螺母材料：除要求足够的强

度外，还要求在与螺杆旋和时摩擦系数较小和有较高的耐磨性。常选用铸造锡青铜ZCu—

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—Sn10Pb1（10—1锡青铜），用于重载低速时，可选用高强度的铸造铝青铜ZCuA110Fe3（10—3铝青铜）或铸造铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3（25—6—3—3铝黄铜）。

5、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，其中以梯形和锯齿形螺纹应用最广。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。一般传动螺旋螺纹精度可选粗糙（对精度要求不高时）和中等（一般用途时）。据此确定螺纹的工差。

5、3螺旋千斤顶的设计计算

螺旋千斤顶的主要零件是螺杆和螺母，对于这两个零件，其尺寸应根据其可能的失效形式进行相应的计算加以确定。其它零件可根据经验数据和公式，在保证外形、结构和尺寸均匀、协调一致的前提下进行结构设计即可。 （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压力的作用，同时工作面间有较大的相对滑动，其主要的失效形式是螺纹磨损。因此，螺旋副的基本尺寸（螺杆直径和螺母高度），可根据耐磨性条件确定，对于起重螺旋还应校核其自锁性。

可以供选择的材料有：35#，45#，40Cr。

经分析，本设计中螺杆材料选用40Cr，因为材料经热处理，提高了其耐磨性，并有足够的强度，适用于载重较高的重要传动。根据选择的材料，查得相关的计算参数为：经查

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