浙江工业大学机械设计大作业
浙江工业大学
机械设计
螺旋千斤顶设计说明书
班级：
姓名：
学号：
目录
1.设计要求 (1)
2.螺杆设计与计算 (1)
2.1螺杆材料的选择 (1)
2.2螺杆螺纹类型的选择 (1)
2.3确定螺杆直径 (1)
2.4自锁验算 (2)
2.5螺杆强度计算 (2)
2.6稳定性计算 (3)
2.7螺杆结构 (4)
2.8轴端挡圈 (5)
3.螺母设计与计算 (5)
3.1螺母材料的选择 (5)
3.2确定螺母实际高度及螺纹实际工作圈数 (5)
3.3校核螺纹牙强度 (5)
3.4螺母凸缘根部弯曲强度计算 (6)
3.5螺母与底座孔配合 (7)
4.托杯设计与计算 (7)
5.手柄设计与计算 (8)
5.1手柄材料 (8)
5.2手柄长度 (8)
5.3手柄直径 (9)
6.底座设计与计算 (9)
设计内容计算及说明结果1.设计要求
2.螺杆的设计与计算2.1 螺杆材料的选择
2.2螺杆螺纹类型的选择
2.3确定螺杆直径
最大起重量F=33 kN
最大起重高度S=180 mm
由于千斤顶的的最大载荷F=33kN,低速运行，按表
5-11【1】螺杆材料选45钢，并采用调质处理。
按表5-1【1】，选梯形螺纹，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；工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形
螺纹。千斤顶要求能自锁，因此采用单线螺纹。
按耐磨性条件确定螺杆中径d
2
。求出d
2
后，按标准
选取相应公称直径d、螺距P及其它尺寸。
螺纹工作面上的耐磨性条件为
[]p
≤
=
=
hH
πd
FP
hu
πd
F
p
2
2
F(N):作用于螺杆的轴向力
2
d(mm):螺纹中径
h(mm):螺纹工作高度 P(mm):螺纹的螺距
H(mm):螺母的高度 [p](MPa):材料许用压强
令?=H /d2，且螺纹工作圈数：u=H/P，
[p]
πh
FP
d
2?
≥
对梯形螺纹，h=0.5P；
[]p
F
.
d
?
8
2
≥
螺杆材料为
45钢
单线梯形螺纹
牙型角α=30o
2.8轴端挡圈
3.螺母设计与计算
3.1选取螺母材料
3.2确定螺母实际高度H'及螺纹实际工作圈数u'
螺杆上端用于支承托杯并在其中插装手柄，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
+4mm。由后面的计算可知手柄的直径d
p
=25mm，所
以d
k
=25+4=29mm
()58m m
57.6
32
1.8
d
7.1
13
≈
=
?
=
=～1.9
D
()()][
7.
16
29
58
33000
4
4
2
2
2
2
13
p
MPa
d
D
F
p
k
<
=
-
?
?
=
-
=
π
π
为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀
槽的直径d
4
应比螺杆小径d
1
约小0.2～0.5mm。d
4
=d
1
-
0.4=24.6mm
退刀槽的宽度可取为1.5P=9mm
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成
稍小于d
1
的圆柱体。
为防止螺杆从螺母中滑出，在螺杆下端面应加上轴
端挡圈：查表GB/T892-1986得螺杆底部轴端挡圈内径
6.6mm，外径50mm，厚5mm；螺栓M6×20
螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材
料配合时摩擦系数小和耐磨。根据表5-11【1】，螺母材
性条件
d
k
=29mm
d
4
=24.6mm
3.5螺母与底座孔配合
4.托杯的设计螺母凸缘根部弯曲强度计算式：
[]
b
b a
D
D
D
F
a
D
D
D
F
W
M
σ
π
π
σ≤
-
=
-
=
=
2
5
5
6
2
5
5
6)
(
5.1
6
)
(
4
1
D5=(1.6～1.8)D，D6=（1.3～1.4）D5，a=H/3
D=33mm，取D5=1.7D=56mm，D6=1.3D5 =73mm
代入数据计算：
()
]
[
a
2.
33
3
36
56
56
73
33000
5.1
b
2
σ
π
σ<
=
?
?
?
?
?
?
?
-
?
?
=MP
b
螺母凸缘根部弯曲强度满足要求。
螺母压入底座上的孔内，属于过盈配合，为了安装
简便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。为了更可
靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉直径
常根据举重量选取，一般为6～12mm。
紧定螺钉选：M6×20（GB/T71-1985）
螺母满足弯曲
强度要求
5.手柄设计与计算
5.1手柄材料5.2手柄长度L P
托杯材料选HT200。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，另一方面还需验
算接触面间的压强。
[p]为许用压强，取托杯和螺杆材料[p]中较小的一个，
取[p]=22MPa
mm
D
D
mm
54
4
58
4
19
2.
19
32
0.6
=
0.7)d
~
(0.6
=
D
13
12
11
=
-
=
-
=
≈
=
?
代入数据计算：
()[]p
MP
p<
=
-
?
?
=a
4.
16
19
54
4
33000
2
2
π
托杯厚度为mm
12
~
8
=
δ，在此取10mm
轴端挡圈外径D=28mm，内径d=5.5mm，高度h=4mm，螺栓
M5×20
托杯高度：
托杯材料为
HT200
mm
D
H56
1.
56
33
7.1
1
1
~
8.0
5
≈
=
?
?
=
=）
（
托
()[]
22
1211
4
F
p p
D D
π
=≤
-
()()
mm
D mm D F D mm
H D D D D mm a H mm S H P 1708.1661055.2330004][41054095655241236200201802814922
8
91
78571==+??=+≥=++=+=+==-=-'=+=+=，
～10～πσπ
][p σ为底座下枕垫物的许用挤压应力，对于木材
][p σ为2～2.5MPa ，在此取][p σ=2.5MPa
mm
D mm D mm D mm H 170105652009871==== 参考文献：
【1】濮良贵，《机械设计》第九版，高等教育出版社
【2】孙毅，《图学原理与工程制图教程》，清华大学出版社