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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2009级2班设计者王刚
指导教师玲
成绩
2011 年11 月28 日
螺旋千斤顶设计任务书
学生王刚专业年级机械设计制造及其自动化2009级设计题目：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。
目录
1螺杆的设计与计算 (3)
1.1螺杆螺纹类型选择 (3)
1.2选取螺杆材料 (3)
1.3确定螺杆直径 (3)
1.4自锁验算 (3)
1.5结构 (4)
1.6螺杆强度计算 (4)
1.7稳定性计算 (5)
1.7.1计算柔度 (6)
1.7.2计算稳定性 (6)
2螺母设计与计算 (6)
2.1选取螺母材
料 (6)
2.2确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u (6)
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' (7)
2.3校核螺纹牙强度 (7)
2.4结构要求 (8)
3托杯的设计与计算 (8)
4手柄设计与计算 (9)
4.1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 (11)
5底座设计 (12)
参考资料 (13)
螺旋千斤顶设计
1.4自锁验算
自锁条件是ψ≤ρv，式中：ψ为螺纹中径处升角；ρv为当量摩擦角（当量摩擦角ρv=arctanμv，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。
查教材表5-12，f取0.09
ψ =arctan(t /π d
2)=arctan[ 8/(3.1444
⨯)] =2.88°
ρv=arctan（f/cosβ）=arctan[ 0.09/cos(30°/2)]=5.35°则ψ=2.88°<ρv-1°= 4.35°
满足自锁条件
1.5结构如下图（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d k的大小根据手柄直
径
d p决定，d k≥d p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ψ=2.88°
ρv=5.35°
ψ<ρv-1°
满足自锁条件
式中：b 为螺纹牙根部的厚度，对于梯形螺纹，b=0.65t; l 为弯曲力臂，l =（D-D 2）/2;
查机械设计课程设计手册表3-8，D=d+1=49mm, D 2 =44mm
查表5-13，[]τ取30Mpa, []b σ取40Mpa
故，=τDbu F
π=8
865.04914.310653⨯⨯⨯⨯⨯
=10.15MPa<30 Mpa
=σu Db Fl
2
6π=()8
865.04914.35.21065623⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =29.28Mpa<40Mpa
满足强度条件
2.4 结构要求
螺母压入底座上的孔，圆柱接触 面问的配合常采用
78r H 或7
8n 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），
紧定螺钉直径常根据举重量选取，一般为6～12mm 。 螺母的相关尺寸计算 D=d+1=49mm
u '=8
=τ10.15Mpa
=σ29.28Mpa
D 3= (1.6~1.8)D =1.7×49mm=83mm D 4= (1.3~1.4)D 3 =1.4×83mm=117mm H ′=64mm
a=H ′/3=64/3=21.3mm
3托杯的设计与计算
托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见图1―4。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的
沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。 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，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
4
)
D D (2
11212-=πF
p ≤[p]（式1-1） 式中：[p ]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p ]的小者。[p ]取20Mpa
满足强度条件
D=49mm
D 3=83mm
D 4=117mm
a=21.3mm
图中δ取10mm ，尺寸计算：
D 10=(2.4~2.5)d=2.5⨯48=120mm
D 11=(0.6~0.7）d=0.65⨯48=31.2mm 圆整为32mm D 13=(1.7~1.9)d=1.8⨯48=86.4mm 圆整为87mm D 12= D 13-(2~4)=87-3=84mm
故4
)
D D (2
11212-=πF
p ≤[p ] =4)
3284(14.31065223
-⨯⨯ =13.72Mpa<20Mpa
4 手柄设计与计算
4.1手柄材料
常用Q235和Q215。
4.2手柄长度L p
板动手柄的力矩：
K ·L p =T 1+T 2则K
T T L 2
1p +=
（式1-2） 式中：K ——加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150～250N ，工作时间较长时为100～150N 。
δ=10mm D 10=120mm D 11=32mm
D 13=87mm
