篇一：哈工大机械设计大作业一千斤顶
Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学
机械设计作业设计计算说明书
题目：设计螺旋起重器（千斤顶） 系别： 班号： 姓名： 日期：
Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书
题 目：设计螺旋起重器
设计原始数据：题号3.1.1起重量Fq=30 kN最大起重高度H=180mm
一 选择螺杆、螺母的材料
螺杆采用45#调制钢，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度?b?600 MPa，?s?355 MPa。 螺母材料用铝黄铜ZCuAl10Fe3。
二 耐磨性计算
螺杆选用45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表 5.8 查得[p]=18~25MPa
从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[p]值可以加大20%，则[p]=21.6~30MPa 取[p]?25 MPa。
按耐磨性条件设计螺纹中径d2，选用梯形螺纹，则
d2?
?2—2.5，取??2。 由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数?=1.2则
d2???19.6mm
式中：FQ－－－－－轴向载荷，N；
d2－－－－－螺纹中径，mm；
[p]－－－－－许用压强，MPa；
查参考文献[2]表11.5取公称直径d?28mm，螺距P?3mm，中径d2?26.5mm，小径
d3?24.5mm，内螺纹大径D4?28.5mm。
三 螺杆强度校核
螺杆危险截面的强度条件为：
?e??[?](2) 式中：FQ－－－－－轴向载荷，N；
d3－－－－－螺纹小径，mm；
T1－－－－－螺纹副摩擦力矩，T1?FQtan(???')
np
1×3
2
d2
(3)
2
?为螺纹升角，?=arctan=arctan??×26.5=2.0637°；
????[?]－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa。
查参考文献[1]表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数f'?0.08~0.10，螺纹副当量摩擦角取?'?5?'?arctanf'?arctan0.08~arctan0.10?4.5739~5.7106，.7106
（由表5.10的注
释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。把数据代入(3)式中，得
26.5
T1?30000?tan(2.0637??5.1427?)?
50261N?mm
2
把数据代入(2)式中，得
?e??70.4MPa
由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力
?[?]?s
4其中?s?355 MPa，则
（4）
[?]?88.75MPa
显然，?e?[?]，螺杆满足强度条件。
四 螺母螺牙强度校核
螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为
??
FQZ?D4b
?[?]（5）
式中：FQ－－－－－轴向载荷，N；
D4－－－－－螺母螺纹大径，mm；
Z－－－－－螺纹旋合圈数，取Z?10；
b－－－－－螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b?0.65p?0.65?3 mm?1.95 mm；
[?]－－－－－螺母材料的许用切应力。
代入数据计算得
30000
MPa?17.2MPa
10???28.5?19.5
??
查参考文献[1]表5.9螺母材料的许用切应力[?]?30~40 MPa，显然??[?]。 螺纹牙根部的弯曲强度条件为
?3FQl
b?
?D[?]b
4Zb2
?式中：FQ－－－－－轴向载荷，N；
l?
D4?d2l－－－－－弯曲力臂，
2?28.5?26.5
2mm?1mm；
D4－－－－－螺母螺纹大径，mm；
Z－－－－－螺纹旋合圈数，取Z?10；
b－－－－－螺纹牙根部厚度，mm；
[?]b－－－－－螺母材料的许用弯曲应力。 数据代入式（6）得
?3?30000?1
b?
10??28.5?1.952
MPa?26.435MPa
查参考文献[1]表5.9螺母材料的许用切应力[?]b?40~60 MPa。 显然?b?[?]b，即满足螺纹牙的强度条件。
五 自锁条件校核
因螺纹升角??2.0637?，螺纹副当量摩擦角?'?5.1427?
???'
所以满足自锁条件。
六 螺母外径及凸缘设计
6）
（
篇二：哈尔滨工业大学机械设计大作业_千斤顶
机械设计作业设计计算说明书
题目：设计螺旋起重器班号：
姓名：
日期：
机械设计作业任务书
题目：设计螺旋起重器
设计原始数据：
螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可提升重物。它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄、或扳手等零件所组成。已知数据：起重量：50kN 最大起重高度：150mm。
目 录
一、设计题目-----------------------------------------------------------------------------------------------------2
二、螺母、螺杆选材-------------------------------------------------------------------------------------------2
三、螺杆、螺母设计计算
3.1 耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------2
3.2 螺杆强度校核--------------------------------------------------------------------------------------------3
3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------3
3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------4
3.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4
四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------5
五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------5
六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------6
七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------7
八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------8
一、 设计题目
螺旋起重器（千斤顶）
已知条件：起重量FQ=50KN（38kN），最大起重高度H=150mm(220mm)。
二、 螺杆、螺母选材
本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。查参考文献[2]表（机械设计表5.1）10.2得σs=355MPa, σ
?s,取[σ]=110MPa; σb=600MPa。查参考文献[1]表5.9(机械设计表5.9)得[?]?3~5
b=600MPa。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3，查参考文献[1]表5.9(机械设计表5.9)得螺母材料的许用切应力[?]?30~40MPa,取[?]=35MPa；许用弯曲应力[σb]=40~60MPa,
取[σb]=50MPa。
托盘和底座均采用铸铁材料。
三、 螺杆、螺母设计计算
3.1 耐磨性计算
由耐磨性条件公式：
Ps?FF?p??[p] A??d2?h?H
对于梯形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为：
d2?式中d2——螺纹中径，mm;
F——螺旋的轴向载荷，N；
H——螺母旋合高度，mm; ? ——引入系数，?=H/d2;
[p]——材料的许用压强，MPa;
查机械设计表5.8，得[p]=18~25MPa，人力驱动[p]值可增大20%，则[p]=18~25MPa。取[p]=25MPa，对于整体式螺母，??1.2~2.5，取?=2.0，那么
有d2??25.3mm。查参考文献[4]表H.5,试取公称直径d=36mm,螺距p=6mm,中径d2=33mm,小径d1=29mm,内螺纹大径D4=37。
3.2 螺杆强度校核
千斤顶螺杆危险截面受轴向力F和扭转力矩T1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的
摩擦转矩T1。根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为??(4F
?d12)?3(216T1?d13)?[?]
对于梯形螺纹该式可化为
d1? 式中 d1——螺杆螺纹的小径(mm)；
[?]——螺杆材料的许用应力(MPa);F—— 螺杆所受的轴向载荷(N)；
d2。
2 T1——螺杆所受转矩(N·mm),T1?Ftan(???')
?26.90mm 代入数据，d1?
而选择d1=29mm,满足螺杆强度要求。
3.3 螺纹牙强度校核
因为螺母材料强度低于螺杆 ，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上，故可只校核螺母螺纹牙强度。螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：
??F?[?] z?D4b
式中 F——轴向载荷(N)；
D4——螺母螺纹大径(mm);
Z——螺纹旋合圈数，Z取10；
b——螺纹牙根部厚度(mm)，对于梯形螺纹b=0.65p。
代入数据计算
50000?11.03MPa?[?] 10*?*37*0.65*6
即螺母满足剪切强度要求。
螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为：??
?b?
式中l——弯曲力臂，l?
其它参数同上。
代入数据计算
?b?3Fl?[?b] z?D4b2D4?d237?30??3.5mm； 223*50000*3.5?29.7MPa0??b[ ]210*?*37*(0.65*6)
即螺母螺纹牙满足弯曲强度要求。
3.4 螺纹副自锁条件校核
由螺纹副自锁条件：
fn' ???',?'?arcta
篇三：哈工大机械设计大作业螺旋传动设计千斤顶
Harbin Institute of Technology
机械设计大作业说明书
大作业名称：班 级：设 计 者：学 号：指导教师：设计时间：
哈尔滨工业大学
目录
一、设计任务书……………………………………………………………………………………………1
二、各部分尺寸计算及校核
1、选择螺杆、螺母的材料………………………………………………………………………………2
2、耐磨性计算………………………………………………………………………………………………2
3、螺杆各部分尺寸计算…………………………………………………………………………………2
4、螺杆强度校核……………………………………………………………………………………………2
5、螺母螺纹牙强度计算…………………………………………………………………………………3
6、螺纹副自锁条件校核…………………………………………………………………………………4
7、手柄设计…………………………………………………………………………………………………4
8、螺杆的稳定性校核……………………………………………………………………………………5
9、螺
母外经及凸缘设
计…………………………………………………………………………………6
10、底座设计………………………………………………………………………………………………6
11、其他零件相关尺寸……………………………………………………………………………………7
三、参考文献………………………………………………………………………………………………8
一、设计任务书
设计螺旋起重器，简图如下
1、螺旋起重器已知数据： 起重量FQ=30kN， 最大起重高度Ho=180mm（题号3.1.1）。
2、设计要求：
(1) 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。
(2) 对起重器各部分尺寸进行计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性进行校核。
- 1 -
二、各部分尺寸计算及校核
1、选择螺杆、螺母的材料
螺杆采用45号钢，由参考文献[3]查得抗拉强度?b?600MPa，?s?355MPa。 螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3（考虑速度低）。
2、耐磨性计算
根据螺纹的耐磨性条件 ps?
螺纹，h=0.5p，因此得 HFP??p?，引进系数??以消去H，并且对于梯形d2?d2hH
F30?103
d2?0.8?0.8?23.4mm ?p1.6?22
式中d2——螺杆螺纹中径，mm；
F——螺杆所受轴向力，即起重量，kN；
?——根据螺母结构选定，对于整体式螺母取?=1.2~2.5，此处取?=1.6；
?p?——滑动螺旋副材料的许用压强，根据参考文献[2]中表8.11，当螺杆和螺母副材料分别是钢和青铜且低速滑动时，许用压强?p?=18~25，此处取?p?=22 。
3、螺杆各部分尺寸计算
按照耐磨性计算求出d2=23.4mm，根据参考文献[3]中表11.3，选取适当的公称直径d=28mm，以及相应的螺距P=5mm。则螺纹牙的工作高度h=0.5P=2.5mm。
再根据参考文献[3]表11.4，当螺距P=5mm时，外螺纹小径即螺杆小径d1=d-5.5=22.5mm；内外螺纹中径D2=d2=d-2.5=25.5mm。因此H??d2?1.6?25.5?40.8mm。
螺纹旋合圈数Z?
4、螺杆强度校核
- 2 - H40.8??8.16?10。 p5
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