螺旋起重器(千斤顶)设计.docx

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目录

1螺旋起重器的结构 2

2选择螺杆、螺母的材料 2

3螺杆强度计算 2

4校核耐磨性条件 3

5校核螺杆自锁能力 4

6校核螺母的螺纹强度 4

7螺杆的稳定性校核 4

8螺母外径及凸缘设计 5

9手柄的设计计算 5

10螺旋传动效率计算 6

11底座主要尺寸设计 6

12其他尺寸的确定 6

参考文献 7

9

1螺旋起重器的结构

螺杆7和螺杆6是它的主要零件。

螺母6用紧定螺钉5固定在底座

8上。

转动手柄4时，螺杆即转动并上下运动。

托杯1直接顶住重物，不随螺杆转动。

安全板3防

止托杯脱落，安全板9防止螺杆由螺母中全部脱出。

对这一装置的主要要求是:

保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。

2选择螺杆、螺母的材料

螺杆采用45号钢正火，由手册查得

抗拉强度屈服强度

𝜎𝑏=600𝑀𝑃𝑎，

𝜎𝑠=355𝑀𝑃𝑎。

.

螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3（考虑速度低）

3螺杆强度计算

考虑到螺杆对中精度要求不高，采用矩形螺纹

4×1.2𝑄

𝜋[𝜎]

𝑑1≥ =



4×1.2×50000

𝜋×118.33

=25.4𝑚𝑚

式中d1

[s]

螺杆螺纹小径，mm；

螺杆材料的许用应力,MPa，本题中

[𝜎]=

1 1

3

𝜎𝑆=3

×355=118.33𝑀𝑃𝑎

；

Q 螺杆所受轴向力，N；

取螺距P=d1/4=25.4/4mm=6.35mm.为了加工方便,矩形螺纹螺距应取

5

𝑑1=

整数,取P=6mm,小径d1=26mm,大径d=4

d=33mm,中径d2=29.5mm。

4校核耐磨性条件

50000

2×20

对整体式螺母，矩形螺纹

5

×26=32.5

4



mm取

𝑄

𝜓[𝑝]

𝑑2=29.5𝑚𝑚≥0.8

=0.8

=28.3𝑚𝑚

式中

y

[p]

系数，对整体式螺母，磨损后间隙不能调整，取y=2滑动螺旋传动许用压强，取[p]=20MPa；

根据上式可知，螺母与螺杆满足耐磨性条件同时

螺母旋合高度H=𝜓×𝑑2=2×29.5=59mm

螺纹旋合圈数

𝐻 59

𝑧= =

𝑝 6

=

9.83<10合理

5校核螺杆自锁能力

𝑃

螺纹升角y=arctan𝜋𝑑2

= 6

arctan𝜋×29.5=3.706°

当量摩擦角 r=arctan0.1=5.71°

因为y

6校核螺母的螺纹强度

由表查得:

青铜材料[t]=40MPa,[s]b=60MPa

𝑄 50000

𝜏=𝑍𝜋𝑑𝑏=9.83×𝜋×33×3=16.36MPa<[τ]=40MPa

3Q（d-d2）

3´50000´（33-29.5）

sb=

pdb2Z =

p´33´32´9.83

=57.269MPa<[s]b

=60MPa

螺母螺纹牙的剪切和弯曲强度均能满足要求．

7螺杆的稳定性校核

螺杆的柔度值

l= ml=

2´231.5=71.23

i 26 /4

*≤100且对于优质碳素钢45号钢，螺杆的临界载荷

Q𝑐=

（461‒2.57𝜆）𝜋𝑑2

1

=

4

（461‒2.57×71.23）𝜋×262

=147491𝑁

4

上面两式中：

l 螺杆最大工作长度，mm，本式中螺杆以螺母为支承，取

l为螺母中部到另一支点间的距离

𝐻

=150+2+ℎ1=150+

59

+52=231.5𝑚𝑚

2 l

m 螺杆长度系数，本题中，视杆端部支承情况为一端固定，

一端自由，取2根据压杆稳定性条件式:

稳定性校核合格

8螺母外径及凸缘设计

𝑄𝑐

𝑄

147491

=

50000



=2.95>2.5

𝐷2≈1.5𝑑=1.5×33=49.5≈50𝑚𝑚

𝐷3≈1.4𝑑=1.4×49.5=69.3≈70𝑚𝑚

𝑏=0.22𝐻=0.22×59=12.9≈13𝑚𝑚

9手柄的设计计算

𝐷3‒𝑑3

𝑑2

1 0 0

𝐹𝐿=𝑇+𝑇'= 𝑄𝑡𝑎𝑛（𝜓+𝜌）+

）

𝐷2‒𝑑2

2

L=1124.5mm,取L=1200mm

按弯曲强度求手柄直径𝑑𝑘

3fQ（ 0 0

ob=

FLW

=FL

0.1d3

£[s]b



𝑑≥ 𝑑



=24

k 解得:

𝑘 23.8mm取𝑘 mm

10螺旋传动效率计算

h=QP

=19.9%

FL´2p

11底座主要尺寸设计

对底座选用HT200灰铸铁，户抗压强度[𝜎𝑝]≥220𝑀𝑃𝑎

螺杆落到底面后，再留5~10mm,斜度1:

10,厚度d=8mm

由结构设计 D5=127𝑚𝑚

D4≈1.4D5=1.4×127=178𝑚𝑚

校核底面的挤压应力，

𝑄

𝜎𝑝=𝜋

50000

=

𝜋



=4.09𝑀𝑃𝑎<[𝜎𝑝]

（𝐷2‒𝐷2） （1782‒1272）

4 4 5 4

12其他尺寸的确定

参考设计实践指导书的经验公式得：

DT=82mm，D=57mm，D1=28mm，D2=50mm，D3=70mm，ð

=ð1=8mm，h=57mm，h1=52mm，h2=17mm，a=8mm，t=6mm，d3=8.4mm，b=13m

挡圈3GB/T891-1986B30，挡圈9GB/T891-1986B55

六角螺栓2（两个）GB/T5782-2000M8×25

紧定螺钉GB/T71-1985M8´25

参考文献

[1]宋宝玉主编.机械设计基础.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，

2006.

[2]王连明，宋宝玉主编.机械设计课程设计.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社,2008.

[3]王黎钦，陈铁鸣主编.机械设计.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，

2008.