题目：螺旋千斤顶起重量Q= 27.5KN起重高度H= 200mm手柄操作力P= 250N班级机械（卓越）1301学号 3130301121姓名王梦宇完成日期 2015年10月指导教师朱长顺评分目录序言：设计的简单介绍--------------------------------------4 1螺杆和螺母的设计计算-------------------------------------5 1.1螺旋副的计算------------------------------------------5 1.1.1螺杆螺纹类型的选择---------------------------------5 1.1.2选取螺杆材料---------------------------------------5 1.1.3计算-----------------------------------------------5 1.1.4自锁验算 ------------------------------------------6 1.2螺杆的计算--------------------------------------------7 1.2.1螺杆强度-------------------------------------------7 1.2.2稳定性计算-----------------------------------------8 1.3 螺母的计算-------------------------------------------9 1.3.1螺母的基本参数------------------------------------10 1.3.2螺纹牙强度----------------------------------------11 1.3.3螺母体强度----------------------------------------11 2托杯设计------------------------------------------------12 3底座设计------------------------------------------------13 4 手柄设计与计算-----------------------------------------14 4.1手柄材料---------------------------------------------144.2手柄长度---------------------------------------------155 螺旋千斤顶的效率---------------------------------------166 课程小结-----------------------------------------------177参考资料-----------------------------------------------18简单介绍千斤顶一般由底座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。
设计计算内容计算及说明结果1.1螺旋副的计算1.1.1螺杆螺纹类型的选择1.1.2选取螺杆材料一、螺杆和螺母的设计计算1.1螺旋副的计算螺杆材料：一般采用Q235、Q275、40、45、50等钢。
选45钢。
螺母材料：选用铸造铝青铜。
螺纹有矩形、梯形与锯齿形，选择的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
故选梯形螺纹。
属于一般传动螺旋一般用途，精度选择中等。
螺杆材料：45钢螺母材料：铸造铝青铜梯形螺纹中等精度1.1.3计算由[1]表1得计算公式：d2≥[]phFPϕπmm（a）国家规定ϕ=1.2~2.5，取ϕ=1.4（梯形螺纹）（b）螺纹牙的工作高度h=0.5P；1.1.4自锁验算（c）[p]取20Mpa（d）已知轴向力Q=27.5Kn（e）计算螺杆中径d2≥6310204.114.35.0105.27⨯⨯⨯⨯⨯=25.07mm查机械制图附表2-3，d取32mm，取2d=29mm,P=6mm[]phzdFp≤=2π（f）螺母高度mmdH6.40294.12'=⨯==ϕ（h）螺母的螺纹工作圈数777.666.40'≈===PHz（g）螺纹牙的工作高度3mm60.5=0.5P=h=⨯[]MpapMPahzdFp2038.147103102914.3105.273332=≤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--π满足条件≤λѰv=arctanvf（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小1°~1.5°）（a）当螺旋副材料为钢对青铜时取vf=0.09（b）Ѱv=arctanvf=arctan0.09=5.14°（c）λ=arctan(nP /πd2)=arctan76.32914.361=⨯⨯d=32mm2d=29mmp=6mmmh=3mm'H m6.40z=7MPap38.14=vf=0.09Ѱv=5.14°λ76.3=（d ）所以λ=76.3<Ѱv -1°，所以满足自锁条件根据第四强度理论对其强度进行校核。
1.2.1螺杆强度1.2螺杆的计算[]σππσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=231221ca 1634 d T d F（a ）螺杆所受的扭矩注：λ为螺纹升角，Ѱv 为当量摩擦角。
（b ）45钢的s σ=355MPa []MPa ss75.88435545~3====σσσ()mN d F T ∙≈⨯⨯︒+︒=+=-44.621022914.576.3tan 275002)tan(32ϕλmN T∙≈44.62（c ）查表知d 1=25mm （d ）计算ca σ()()[]MPaMPa 75.8819.66102514.344.62163102514.3105.2742332233ca =≤=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=--σσ满足强度要求d 1=25mmMPa66ca=σ1.2.2稳定性计算（a ）起重高度H=200mm （b ）螺杆危险剖面的惯性半径mm d A I i 25.642541====（c ）螺杆的工作长度m md H H l 3.268325.126.402005.12'=⨯++=++=（d ）螺杆的长度系数μ取2(一端固定，一端自由)（e ）螺杆的柔度856.8525.63.2682=⨯==ils μλ （f ）计算临界载荷因为100<=ils μλ，又因为Mpa 400≥B σ所以临界载荷Nd Q s c 32211098.11742514.3)856.8557.2461(4)57.2461(⨯=⨯⨯⨯-=-=πλ （g ）稳定性计算mm i 25.6=mml 3.268=856.85=s λNQ c117980=5.329.4105.271098.117Q 33=≥=⨯⨯==S c sc S Q S29.4=sc S1.3.1螺母的基本参数1.3螺母的计算螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度mm D D 1.56337.1)8.1~6.1(3=⨯== mmD D 54.781.564.1)4.1~3.1(34=⨯==mm H a 53.1336.403'≈==mmD 1.563=m mD 54.784=mma53.15≈1.3.2螺纹牙强度（a）内螺纹大径查表得D=33mm，7=z（b）梯形螺纹的螺纹牙根部宽度mmPb9.3665.065.0=⨯==（c）青铜螺母的[]MPa40~30=τ，取35MPa（d）计算剪切强度[]τπτ≤≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--MPaDbzQ72.97109.3103314.3105.27333，满足条件（e）螺纹牙受力弯曲力臂mmDDl2229-3322==-=（f）青铜螺母[]MPab60~40=σ，选取[]MPab50=σ（g）计算弯曲强度MPazDblb90.297)109.3(103314.3102105.276Q6233332≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---πσ，符合强度条件D=33mmmmb9.3=MPa72.9≈τmml2=MPab90.29≈σ1.3.3螺母体强度1）首先校核螺母外径2）计算螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度3）计算螺母凸缘根部的弯曲强度（a）螺母材料的许用拉伸应力[]σ，取[][]MPab8.49~2.3383.0==σσ，选取40MPa（b）螺母外径（校核）[]()m mDD50.28033.0104014.327500)2.58.4(Q)2.58.4(2623=+⨯⨯⨯-=+-≥σπ（c）螺母材料的许用挤压应力[][]MPabp80506.1)7.1~5.1(=⨯==σσ（d）螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度()()[][]ppMPaDDσπσ≤=⨯-⨯⨯=-=--59.11101.561054.784105.27)(4Q232332324π所以满足条件（e）螺母凸缘根部的弯曲强度[]MPa40=σm mD50.283≥[]MPap80=σMPap59.11=σ()()[]b b MPa a D D D W M σπσ≤=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=-==---91.151053.13101.56101.5654.78275005.1)(Q 5.123333342π所以满足条件MPab78.21=σ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 二、托杯设计托杯用来承托重物，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[]p p ≤，许用压力[]p 可取15~202/mm Nmmd D 4.783245.2)5.2~4.2(6=⨯==mmD 4.786=mm d D 8.203265.0)7.0~6.0(5=⨯== ()mm d D 6.57328.19.1~7.12=⨯==()mm 6.5436.574~220=-=-=D D[]p 14.124)0208.00576.0(14.3105.274)D D (Q2232522≤=-⨯=-=MPa p π 满足条件mm D 8.205=mmD 6.572=mm D 4.786= MPap14.12=三、底座设计底座常用铸铁铸造，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（δ）选择12mm 。