螺旋千斤顶设计

课程设计

题目螺旋千斤顶设计

系别机械工程学院

专业机械设计制造及其自动化班级

姓名

学号

指导教师

日期2015．10.16

设计任务书

设计题目：

螺旋千斤顶的设计

设计要求：

1、设计一人力驱动的螺旋千斤顶，起重载荷F=1.5t=5000N,高度差100mm

2、了解螺旋千斤顶的工作原理，掌握其设计方法；

3、本型号剪式千斤顶的选型布局、总体设计与结构计算，实现顶起自锁与

下落功能；

摘要 (3)

第一章起重机械的概述 (4)

第二章千斤顶的概述 (5)

2.1 千斤顶的种类 (6)

2.2 千斤顶的结构 (7)

2.3千斤顶的工作原理 (8)

第三章螺旋传动的设计与计算.................................................................... 错误!未定义书签。

3.1螺旋传动的应用和类型 (9)

3.2螺旋传动的结构和用途 (10)

3.3螺旋传动的计算 (12)

3.4螺旋传动的设计和选材 (14)

3.5螺旋机构耐磨性的计算 (15)

3.6螺母螺纹牙的计算 (17)

3.7螺杆强度和稳定性的校核 (18)

3.7.1强度的校核 (18)

3.7.2稳定性的校核 (18)

3.8自锁性的校核 (20)

第四章千斤顶的设计 (20)

4.1螺杆的设计计算 (20)

4.1.1. 选择材料 (20)

4.1.2. 确定螺杆直径 (21)

4.1.3. 螺纹副自锁性验算： (21)

4.1.4. 螺杆强度校核 (23)

4.2螺母的设计计算 (25)

4.2.1 选取螺母材料 (25)

H及螺纹工作圈数N (25)

4.2.2 确定螺母高度'

4.2.3 校核螺纹牙强度 (25)

第五章千斤顶图形的绘制 (26)

第六章使用千斤顶的注意事项 (27)

参考文献 (29)

摘要

千斤顶是一种起重高度小(小于1ｍ)的最简单的起重设备。主要用于厂矿、

交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活

可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托

座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。

螺旋千斤顶采用机械传动，主要有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、

托杯的零部件组装而成的。在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设

计与选材最为重要；并且重点运用了机械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘

图工具AoutCAD、等。

本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，对它进行了精确地计算。由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价成本低，所以在日常生活中被广泛应用。

本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。制造方法以及产品运行，使用和维修方法。现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改进过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。

关键词：螺旋传动，体积小，方便，成本低

第一章起重机械的概述

起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备。起重机是机械化作业的重要物质基础，是一些工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑施工工地，以及海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的生产力要素，在生产中进行着高效的工作，构成合理组织批量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在某些关键岗位上增加一两台起重设备，劳动生产率就会成倍的增长。

起重机械由运动机械、承载机构、动力源和控制设备以及安全装备、信号指示装备等组成；是一种以间歇作业方式对物料进行起升，下降和水平移动的搬运机械。起重机械的作业通常带有重复循环的性质。一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载，然后返回原处等环节。起重机械广泛用于交通运输业、建筑业、商业和农业等国民经济各部门及人们日常生活中。

在实际生产中，我们总是会遇到一些将重物如机床﹑笨重的箱子﹑井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起的情况，仅靠工人操作是很难实现的，这时我们就需要用到千斤顶。千斤顶与我们的生活息息相关，在各行各业如建筑﹑铁路﹑汽车维修等部门均得到广泛的应用，因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作，而螺旋千斤顶又是千斤顶的一种，螺旋千斤顶是由人力通过螺旋副传动，其结构紧凑，成本较低，使用携带较为方便；能长期支持重物，最大起重量已达100吨，应用广泛。通过研究螺旋千斤顶的内部结构，工作原理，使我们对千斤顶有进一步的了解，使我们更加科学合理的应用千斤顶。

第二章千斤顶的概述

千斤顶又叫举重器、顶重机、顶升机等，是一种用比较小的力就能把重物顶升、下降或移位的简单起重机具，也可用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备，千斤

顶的顶升高度一般为400mm，顶升速度一般为10-35mm/min，起重能力最大可达500t。

2.1 千斤顶的种类

千斤顶按其构造及工作原理的不同，通常分为机械式和液压式，机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，其中螺旋式千斤顶和液压式千斤顶较为常用。

液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。但液压千斤顶传动的缺点是：(1)液压千斤顶系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压千斤顶传动不能保证严格的传动比。(2)液压千斤顶传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。(3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。(4)液压千斤顶传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。(5)液压千斤顶系统发生故障不易检查和排除。

螺旋千斤顶的主轴外表用铬处理可增加使用寿命；其高度低，适用于一般窄小空间之作业需求，杨程短，可多次的垫高使用，它是由人力通过螺旋副传动，其结构紧凑，成本较低，使用携带较为方便；能长期支持重物，最大起重量已达100吨，使用更为广泛。

液压千斤顶主要由油室、油泵、储油腔、活塞和摇把等组成，工作时，用千斤顶的手动摇把驱动油压泵，将工作油压入油室，推动活塞上升或下降，进而顶起或下落重物。在工程施工时，YQ型手动液压千斤顶（或称移溜千斤顶）是一

2.1 螺旋千斤顶

种内回液双作用的液压机构。使用较多。这种千斤顶质量轻，效率高，使用和搬运也比较方便，它又可以分为通用和专用两类。

专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。绝大时候使用穿心式。

穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿拉伸机轴心有一穿心孔道，钢筋(或钢丝)穿入后由尾部的工具锚固。

螺旋式千斤顶又分为：固定式螺旋式千斤顶、固定式

LQ 型螺旋千斤顶和移动式螺旋千斤顶三大类。（1）固定螺

旋式千斤顶有普通式和棘轮式两种，在作业时，未卸载之

前不能作平面移动；（2）固定式LQ 型螺旋千斤顶结构紧

凑、轻巧，使用方便。它有棘轮组、大小锥齿轮、升降套

筒、锯齿形螺杆、主架等组成；当往复搬动手柄时，撑牙

推动棘轮组间歇回转，小锥齿轮带动大锥齿轮，使锯齿形

螺杆旋转，从而使升降套筒上升或下降。由于推力轴承转动灵

活，摩擦力小，因而操作灵敏，工作效率高。（3）移动式螺旋千斤顶是一种在顶升过程中可以移动的千斤顶，在作业时，它的移动主要是靠其底部的水平螺杆转动，从而使顶起或下降的重物连同千斤顶一同做水平移动。因此，移动式螺旋千斤顶在设备安装施工中使用起来就很方很。如右图：

2.2 千斤顶的结构和技术规格

油压千斤顶按其结构、用途分为如下两种：

①立式螺纹连接结构的油压千斤顶，其代号的表征字母为qyl。

②立卧两用油压千斤顶，其代号的表征字母为qw。

螺旋千斤顶按其结构和使用场所分为：

①普通型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为ql。

②普通高型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlg。

③普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qld。

④钩式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlg。

⑤剪式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlj。

⑥自落式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlz。

2.3千斤顶的工作原理

千斤顶有机械千斤顶和液压千斤顶等几种，原理各有不同。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。螺旋千斤顶是通过往复扳动