班级： 姓名： 学号：螺旋千斤顶一、 设计原始参数螺旋千斤顶的最大起重重量 N，最大起升高度 H = 160mm𝐹=25×103二、 设计计算书计算与说明 结果（一） 螺杆的设计计算螺杆材料选用 35 钢1．确定螺纹直径螺杆工作时，同时受压力与转矩的作用因此它的计算克近似按紧螺栓联接的计算公式球的螺纹小径，即𝑑1≥4×1.3𝐹𝜋[𝜎] 𝑚𝑚许用应力 [𝜎]=𝜎𝑠(3~5)查[9]P27， ，𝜎𝑠=315 𝑁/𝑚𝑚2 𝜎𝐵=530 𝑁/𝑚𝑚2[𝜎]= 𝜎𝑠(3~5)=315(3~5)=105~63 𝑁/𝑚𝑚2取 [𝜎]=75 𝑁/𝑚𝑚2𝑑1=4×1.3×25×103𝜋×75 =23.5𝑚𝑚查附表 1，选梯形螺纹 Tr32×6螺纹大径 ，d=32mmD=d+1=32+1=33mm螺纹中径 𝑑2=32‒3=29𝑚𝑚螺纹小径 ，𝑑1=32‒7=25𝑚𝑚>23.5𝑚𝑚𝐷𝑞=32‒6=26𝑚𝑚满足要求螺距 𝑃=6𝑚𝑚螺纹压根部厚度 𝑡1=0.634𝑃=0.634×6=3.8𝑚𝑚螺纹工作高度 ℎ=0.5𝑃=0.5×6=3𝑚𝑚校核螺杆强度螺纹力矩 𝑇=𝐹⋅𝑡𝑔(𝜓+𝜑𝜐)⋅𝑑2/2螺纹升角 𝜓=𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔𝑛𝑃𝜋𝑑2=𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔1×6𝜋×29=3.77°查[9]P6 表 1—10，钢与铸铁的滑动摩擦系数（无润滑剂） ， 𝜇=0.18梯形螺纹牙型斜角 °𝛽=15𝜑𝜈=𝑡𝑔‒1(𝜇/𝑐𝑜𝑠𝛽)=𝑡𝑔‒1(𝜇/𝑐𝑜𝑠15)=10.55°𝑇1=25×103×𝑡𝑔(3.77+10.55)×292=0.93×105 𝑁/𝑚𝑚2按第四强度理论，压—扭组合校核𝜎𝑐𝑎=(4𝐹𝜋𝑑21)2+3(𝑇10.2𝑑31)2≤[𝜎][𝜎]=75 𝑁/𝑚𝑚2d=32mm𝑑2=29𝑚𝑚𝑑1=25𝑚𝑚𝑃=6𝑚𝑚𝑡1=3.8𝑚𝑚ℎ=3𝑚𝑚D=33𝑚𝑚𝐷𝑞=26𝑚𝑚𝜓=3.77°𝜑𝜈=10.55°𝑇1=0.93×105 𝑁/𝑚𝑚2计算与说明 结果班级： 姓名： 学号：𝜎𝑐𝑎=(4×25×103𝜋×252 )2+3×（ 0.93×1050.2×253） 2=72.5 𝑁/𝑚𝑚23 𝑙0为轴径直径。
为固定支承，见[1]P121，取 ， （一端固定、一𝑑0𝑙0𝑑0>3 𝛽=2端自由） 𝐹𝑐𝑟=𝜋2×2.0×105×1.92×104(2×240)2 =16.45×104𝑁𝐹𝑐𝑟𝐹=16.45×1042.5×104=6.58>2.5~4.0螺杆可以稳定工作𝑑𝑐=24.6𝑚𝑚𝑏=9𝑚𝑚𝑙'=50𝑚𝑚ℎ1=14𝑚𝑚𝑙=312𝑚𝑚𝐸=2.0×105𝑀𝑃𝑎𝐼=1.92×104 𝑚𝑚2𝐿=240𝑚𝑚𝛽=2𝐹𝑐𝑟=16.45×104𝑁𝐹𝑐𝑟𝐹=6.58班级： 姓名： 学号：（二） 螺母的设计计算螺母的材料选用铸铁 HT3001．确定螺纹旋合圈数 Z[1]P120 式(6—19)，根据耐磨性计算螺纹旋合圈数 Z，即𝑝= 𝐹𝑃𝜋𝑑2ℎ𝐻'≤[𝑝]𝑧≥ 𝐹𝜋𝑑2[𝑝]ℎ由[1]P120 表 6.5，取 (滑动速度<2.4m/min)[p]=15 𝑁/𝑚𝑚2𝑧≥ 25×103𝜋×29×15×3=6.10𝑧'=𝑧+1.5=6.10+1.5=7.60取 ，则 𝑧'=8 𝑧=𝑧'‒1.5=8‒1.5=6.5螺母旋合长度 𝐻'=𝑧'⋅𝑃=8×6=48𝑚𝑚校核螺母的高径比， ，查[1]P120，螺母兼作支承而受力𝜙=𝐻'𝑑2=4829=1.66较大时，取 ，不满足要求。
故需重新确定螺母高度𝜙=2.5~3.5取 ，则 ，取 𝜙=3.0 𝐻''=3×29=87𝑚𝑚𝐻''=88𝑚𝑚紧定螺钉直径取 10mm，查[9]P452．校核螺母螺牙强度由于螺母材料强度低于螺杆材料强度，故只需校核螺母螺牙强度1)剪切强度([1]P120 表 6.21)𝜏= 𝐹𝜋𝐷𝑡1𝑧≤[𝜏]式中：螺母螺纹大径 𝐷=33𝑚𝑚[1]P121 表 6.6 [𝜏]=40 𝑁/𝑚𝑚2𝜏= 25×103𝜋×33×3.8×6.5=9.76 𝑁/𝑚𝑚2≤[𝜏]=40 𝑁/𝑚𝑚2满足要求(2)弯曲强度（[1]P120 表 6.22）𝜎𝑏=3𝐹ℎ𝜋𝐷𝑡21𝑧≤[𝜎]𝑏查[1]P121 表 6.6[𝜎]𝑏=45~55 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑏=3×25×103×3𝜋×33×3.82×6.5=23.12 𝑁/𝑚𝑚2≤[𝜎]𝑏𝑧'=8𝐻'=48𝑚𝑚𝐻''=88𝑚𝑚[𝜏]=40 𝑁/𝑚𝑚2𝜏=9.76 𝑁/𝑚𝑚2𝜏≤[𝜏]满足剪切强度要求[𝜎]𝑏=45~55 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑏=23.12 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑏≤[𝜎]𝑏满足弯曲强度要求班级： 姓名： 学号：满足要求班级： 姓名： 学号：3．螺母其它结构尺寸螺母外径 𝐷'=(1.6~1.8)𝐷=(1.6~1.8)×33=52.8~59.4𝑚𝑚取 𝐷'=55𝑚𝑚𝐷1=(1.3~1.4)𝐷'=(1.3~1.4)×55=71.5~77.5𝑚𝑚取 𝐷1=75𝑚𝑚螺母凸缘厚度𝛼=𝐻'3=483=16𝑚𝑚取 𝛼=18𝑚𝑚4．螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分拉—扭组合校核(注：螺母旋合长度 ，螺母实际长度 ，𝐻'=48𝑚𝑚 𝐻''=88𝑚𝑚。
这一段螺母的螺牙不承载，只起支承作用校𝐻''‒𝐻'=88‒48=40𝑚𝑚核螺母耐磨性和螺牙强度时用 ，校核螺杆稳定性用 )𝐻' 𝐻''(1)螺母外径和凸缘强度的计算𝜎=(1.2~1.3)𝐹𝜋4(𝐷'2‒𝐷2)≤[𝜎]式中：螺母的许用拉应力 [𝜎]=0.83[𝜎]𝑏螺母材料的许用弯曲应力 ，见[1]P121 表 6.6，[𝜎]𝑏[𝜎]𝑏=45~55 𝑁/𝑚𝑚2[𝜎]=0.83×(45~55)=37.35~45.65 𝑁/𝑚𝑚2𝜎=(1.2~1.3)×25×103𝜋4(552‒332)=19.73~21.37 𝑁/𝑚𝑚2<[𝜎](2)凸缘与底座接触部分的挤压强度𝜎𝑝= 𝐹𝜋4(𝐷21‒𝐷'2)≤[𝜎]𝑝螺母材料许用挤压应力 [𝜎]𝑝=(1.5~1.7)[𝜎]𝑏=(1.5~1.7)×(45~55)=67.5~93.5 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑝= 25×103𝜋4(752‒552)=12.24 𝑁/𝑚𝑚2≤[𝜎]𝑝查[9]P63 表 5—8 可确定螺母上固定螺钉用的孔3)凸缘根部的弯曲强度计算𝐷'=55𝑚𝑚𝐷1=75𝑚𝑚𝛼=18𝑚𝑚[𝜎]=37.35~45.65 𝑁/𝑚𝑚2𝜎=19.73~21.37 𝑁/𝑚𝑚2𝜎<[𝜎]安全[𝜎]𝑝=67.5~93.5 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑝=12.24 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑝≤[𝜎]𝑝安全𝜎𝑏=13.40 𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑏≤[𝜎]𝑏安全班级： 姓名： 学号：𝜎𝑏=1.5𝐹(𝐷1‒𝐷')𝜋𝐷'𝛼2 ≤[𝜎]𝑏𝜎𝑏=1.5×25×103×(75‒55)𝜋×55×182 =13.40 𝑁/𝑚𝑚2≤[𝜎]𝑏班级： 姓名： 学号：（三） 托杯设计计算托杯的材料选用结构钢 Q235取托杯壁厚度 𝛿=6𝑚𝑚ℎ2=1.3𝛿=1.3×6=7.8𝑚𝑚取 ℎ2=8𝑚𝑚1.验算接触面间的压力强度；螺旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度，其验算式是：𝑝= 𝐹𝜋(𝐷24‒𝐷25)/4≤[𝑝][p]=18N/mm2直径 𝐷4=𝐷2‒(2~4)=58‒(2~4)=54~56𝑚𝑚取 𝐷4=55𝑚𝑚直径 𝐷5=𝑑'+(1~2)=20+(1~2)=21~22𝑚𝑚取 𝐷5=21𝑚𝑚𝑝= 25×103𝜋(552‒212)/4=12.32 𝑁/𝑚𝑚2𝑝<[p]安全2.托杯口径外径𝐷3=(2.4~2.5)𝑑=(2.4~2.5)×32=76.8~80𝑚𝑚取 𝐷3=78𝑚𝑚𝐷4=55𝑚𝑚𝐷5=21𝑚𝑚𝑝=12.32 𝑁/𝑚𝑚2[p]=18N/mm2𝑝<[p]安全𝐷3=78𝑚𝑚班级： 姓名： 学号：班级： 姓名： 学号：（四） 手柄的设计计算手柄的材料选用结构钢 Q2351.手柄长度 𝐿𝑝1)作用于手柄上的力矩 ，可得𝑇=𝐾𝐿𝑝=𝑇1+𝑇2𝐿𝑝=𝑇1+𝑇2𝐾2)K 为搬动手柄的力臂，其取值为 ，取 K=150~250N K=200𝑁3)螺纹力矩𝑇1=𝐹𝑡𝑔(𝜓+𝜑𝜐)𝑑22=25×103×𝑡𝑔(3.77°+10.55°)×292=0.93×105 𝑁/𝑚𝑚24)摩擦力矩查表得托杯与螺杆端面摩擦系数 𝜇=0.07𝑇2=14(𝐷4+𝐷5)𝜇𝐹=14×(55+21)×0.07×25×103=3.33×104 𝑁/𝑚𝑚2 𝑇2=𝐹𝜇𝑟𝑚5)手柄长度𝐿𝑝=𝑇1+𝑇2𝐾 =0.93×105+3.33×104200 =631.5𝑚𝑚取 𝐿𝑝=620𝑚𝑚6)手柄实际长度 𝐿𝑝𝐿=𝐿𝑝+𝐷22+(50~150)=620+582+(50~150)=699~799𝑚𝑚手柄长度一般不大于千斤顶最大高度，取 ，工作时加套筒。
𝐿=400𝑚𝑚2.手柄直径 𝑑𝑝安弯曲强度设计𝜎𝑏=𝐾𝐿𝑝0.1𝑑3𝑝≤[𝜎]𝑏𝑑𝑝≥3 𝐾𝐿𝑝0.1[𝜎]𝑝Q235 的结构钢取 [𝜎]𝑏=120 𝑁/𝑚𝑚2𝑑𝑝≥3200×631.50.1×120=21.9𝑚𝑚取 𝑑𝑝=22𝑚𝑚3.手柄结构为防止手柄从螺杆孔中滑出，在手柄两端设有挡圈，并用螺钉固定或铆合挡圈选用标准件 GB891—86，见[9]P59 表 5—3，用螺钉 GB68—85 固定，K=200𝑁𝑇1=0.93×105 𝑁/𝑚𝑚2𝑇2=3.33×104 𝑁/𝑚𝑚2𝐿𝑝=620𝑚𝑚𝐿=400𝑚𝑚𝑑𝑝=22𝑚𝑚班级： 姓名： 学号：见[9]P42班级： 姓名： 学号：𝑀𝑑=(13~14)𝑑𝑝=(13~14)×22=5.5~7.3𝑚𝑚取 𝑀𝑑=6𝑚𝑚𝑙1≥(1.25~1.5)𝑀𝑑=(1.25~1.5)×6=7.5~9𝑚𝑚取 𝑙1=8𝑚𝑚𝑑𝑓=𝑑𝑝+(8~10)=22+(8~10)=30~32𝑚𝑚取 𝑑𝑓=30𝑚𝑚（五） 底座设计底座的材料选用铸铁 HT150铸铁壁厚 ，将底座外形制成 1:5 的锥度，其主要结构尺寸：𝛿=8𝑚𝑚𝐻1=𝐻+𝐻''+(14~18)=160+88+(14~18)=262~266𝑚𝑚取 𝐻1=262𝑚𝑚直径 𝐷0=𝐷1+(5~10)=75+(5~10)=80~85𝑚𝑚取 𝐷0=82𝑚𝑚直径 𝐷6=𝐷'+(5~10)=55+(5~10)=60~65𝑚𝑚取 𝐷6=62𝑚𝑚直径 𝐷7=𝐷6+𝐻1‒𝐻'+𝛼5 =62+262‒88+185 =100.4𝑚𝑚取 𝐷7=100𝑚𝑚按挤压强度计算直径 𝐷8�。