汽车电动千斤顶设计-设计任务书

第一篇：汽车电动千斤顶设计-设计任务书

江苏技术师范学院2012届毕业设计（论文）任务书 学院

机械与汽车工程学院

班级

08汽服4Z 姓名

张祥

题目

设计

汽车电动千斤顶设计

指导教师

蒋科军

论文

来源

其他

主要内容及基本要求

本课题要求学生在毕业设计期间内，运用所学的专业理论知识独立完成汽车电动千斤顶的书面设计，要求设计合理可行，能满足轿车日常使用需求。基本要求： 1.了解汽车随车千斤顶的使用性能和设计要求； 2.掌握汽车电动千斤顶机械设计的方法和流程； 3.熟悉一种制图软件的操作；

4.能够熟练地查阅有关参考文献及资料； 5.熟悉毕业论文的格式和撰写软件的操作。

设计（研究）条件及主要技术指标

设计条件：

学校图书馆图书资料、学校校园网及互联网的网络资源； 机械与汽车工程学院相关的实验设备； 学校机房、教研室电脑。主要技术指标：

1.设计结果切实可行，结构简单经济； 2.相关的设计图纸正确齐全；

3.提交一份较高质量的毕业设计说明书；

4.有一定的资料参考和查阅量，能翻译与课题有关的外文资料。

进度安排

起迄日期

内容

11月20日-12月5日 12月6日-1月10日 1月11日-3月20日 3月21日-5月20日 5月25日-5月30日

确定毕业设计（论文）的选题，收集资料 整理资料、完成开题报告 完成总体方案设计

完成毕业设计（论文）工作

完成毕业设计（论文）答辩及成绩评定

参考文献

（自己填写）

[1] 方学武，一种电动螺旋液压千斤顶 P]中国专利：02287223 X

[2] 黄纯颖．机械创新设计EM]．北京：高等教育出版社，2000;

[3] 杨家军机械系统创新设计[M]．武汉：华中理工大学出版社，2000．

[4] 嘉通牌QY'L一2型油压千斤顶使用说明书[Z]

[5]黄轶逸.钢绞线千斤顶起重系统.建筑机械,2000

[6]Hisashi Fukushima, Kohji Itoh, Nobuharu Miki， Nobuo Tachikawa， YasushiSaito.Mechanical characteristics and seismic response of divertor support structure with locking system.Fusion Engineering and Design, 1995 指导教师_____________ 年月日

专业系审核意见

符合毕业设计立题要求，同意立题。系主任__________ 年月日

第二篇：液压千斤顶设计论文

XXXX学院xxxx届毕业论文

目 录

1、引言..................................................................1 1.1 液压千斤顶的分类.................................................1

2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除......................................1 2.1 国外发展情况.....................................................1 2.2 国内发展情况.....................................................2 2.3 液压千斤顶的特点.................................................2 2.4 液压千斤顶优缺点.................................................2 2.5 液压千斤顶常见故障排除...........................................3

3、液压千斤顶的组成结构及工作原理........................................3 3.1 液压千斤顶的组成.................................................3 3.2 液压千斤顶的结构图...............................................4 3.3 液压千斤顶工作原理...............................................4

4、液压千斤顶结构设计....................................................5 4.1 内管设计.........................................................5 4.2 外管设计.........................................................6 4.3 活塞杆设计.......................................................6 4.4 导向套的设计.....................................................7 4.5 液压千斤顶活塞部位的密封.........................................9

5、液压千斤顶装配图.....................................................10

6、结论.................................................................11 参考文献................................................................12 致谢....................................................................13

XXXX学院xxxx届毕业论文

1、引言

液压千斤顶是典型的利用液压传动的设备，液压千斤顶具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点，被广泛应用于流动性起重作业, 是维修、汽车、拖拉机等理想工具。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。本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计使我熟悉了千斤顶内液压传动原理，同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。1.1 液压千斤顶的分类

液压千斤顶分为通用和专用两类。

通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由油室、油泵、储油腔、活塞、摇把、油阀等主要部分组成。

工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油，由于油缸内油压的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上运动。打开回油阀，油缸内的高压油便流回储油腔，于是重物与活塞也就一起下落。

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。

2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除

2.1 国外发展情况

早在20世纪40年代，卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用，但由于当时设计和使用上的原因，其尺寸较大，承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展，在90年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时，用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过15～20秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶

XXXX学院xxxx届毕业论文

车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环，一个三维机械手，一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70～125t级转向架的大多数卸载货车进行维修，并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。2.2 国内发展情况

我国千斤顶技术起步较晚，由于历史的原因直到1979年才接触到类似于国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过全面改进和重新设计，在外形美观、使用方便、承载力大、寿命长等方面，都超过了国外的同类产品，并且迅速打入欧美市场。经过多年设计与制造的实践，除了卧室斤顶以外，我国研究规格齐全并形成系列产品。2.3 液压千斤顶的特点

液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质，把液压能转换为机械能从而将重物向上顶起的千斤顶。它结构简单、体积小、重量轻、举升力大、易于维修。但同时制造精度要求较高，若出现泄漏现象将引起举升汽车的下降，保险系数降低，使用其举升时易受部位和地方的限制。传统液压千斤顶由于手柄、活塞、油缸、密封圈、调节螺杆、底座和液压油组成。它利用了密闭容器中静止滚体的压力以同样大小向各个方向传递的特性。

2.4 液压千斤顶优缺点

液压传动的优点:（1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10％～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100)。（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。（8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。

液压传动的缺点:（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件

XXXX学院xxxx届毕业论文

制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适；（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。

2.5 液压千斤顶常见故障排除 重载时顶杆不能升起。当千斤顶顶到某一高度后，顶杆就不再升高这表明千斤顶内缺少工作油，应予补足。顶杆抖动。这说明回油阀关闭不严，可将回油阀针再向里拧紧一些。若仍不能顶起，且压杆周围漏油，则为顶杆密封圈损坏，应予更换。若不能顶起且压杆周围也无漏油，再检查回油阀和进油阀门能否关严包括压杆筒体端面接合处的密封垫圈情况若上述均无异常，则为顶杆密封圈损坏或其固定螺栓松动，应予更换或拧紧。空载时顶杆就不能升起。首先检查千斤顶的油量，不足时应添加。若千斤顶不缺油可将千斤顶回油阀针松开，拆下加油孔油塞，然后用脚踩住千斤顶底座，双手向上拔起顶杆再压下去，如此反复拔、压顶杆几次，以排除空气若做完上述检查后，拧紧加油孔油塞和回油阀，再试空顶若此时顶杆仍不能上升，应将千斤顶放平，拆去回油阀，检查阀与座的接触情况是否良好，若有脏物，应予清除若有坑、槽、不平应予更换。最后检查进油阀门是否密封良好，顶杆密封圈有无损坏或脱落，若有则及时更换。漏油。千斤顶的漏油部位多在座与筒体结合处、顶杆周围、回油阀的锁紧螺纹处、加油孔的固定油塞处、压杆周围等。漏油原因多为密封垫圈损坏必须及时更换。

3、液压千斤顶的组成结构及工作原理

3.1 液压千斤顶的组成

液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。

动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能，是液压传动中的动力部分。

执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。

XXXX学院xxxx届毕业论文

控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。

辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等，它们同样十分重要。

工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。

3.2 液压千斤顶的结构图

液压千斤顶结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀9被吸入小油缸，然后下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过10单向阀压入3大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动作顶起重物。通过1调节螺杆可以调整液压千斤顶的起始高度，使用完毕后扭转4回油阀杆，连通3大油缸和邮箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取决于回油阀杆的扭转程度。

图1 液压千斤顶内部结构示意图

3.3 液压千斤顶工作原理

XXXX学院xxxx届毕业论文

图2 液压千斤顶工作原理图

1—油箱 2—放油阀 3—大缸 4—大活塞 5—单向阀 6—杠杆手柄 7—小活塞 8—小缸体

9—单向阀

液压千斤顶的工作原理如图所示，大缸体3和大活塞4组成举升缸；杠杆手柄

6、小缸体

8、活塞

7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔密封容积增大形成局部真空时，单向阀9打开，油箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次压油动作。反复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高，达到起重的目的。如将放油阀2旋转90°（在实物上放油阀旋转角度是可以改变的），活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。

4、液压千斤顶结构设计

设计液压千斤顶的额定载荷为19600N，初定额定压力为15Mpa。千斤顶的最低使用高度为192mm,最高使用高度为277mm。4.1 内管设计

根据以上设计要求可以得到如下计算结果：

XXXX学院xxxx届毕业论文

F=P×A 得到A=19600/9.8/150=13.3cm2

所以内管的直径D=42mm，长为115mm,有效长度为85mm 这里： F=外部作用力（㎏f）A=内管的作用面积(cm2)P=被传递的压力（㎏f/cm2）

内管的壁厚δ为 δ=δ0+C1+C2

根据公式δ0>PmaxD/2δp(m)δp=δb/N 查机械设计手册可知δb=550（无缝钢管，牌号20）N为安全系数一般取5 δ0>15×0.042/(2×550/5)=0.002m=2mm δ=δ0+C1+C2=3mm 上式中C1为缸筒外径公差余量

C2为腐蚀余

缸筒壁厚的验算

根据公式Pn≤0.35δs(D12-D2)/D12MPa 0.35×550×0.00054/0.002304=50MPa Pn=15MPa 所以缸筒的臂厚完足满足设计需要的要求。4.2 外管设计

立式千斤顶的外管主要的作为是用来储存多余的液压油，在无电动源作用的情况下，外管起了一个油箱的作用。

由上可知道内管的内径为42mm 可得V内=AH=3.14×2.12×8.5=117.7cm2 外管的外径D=66mm 可得V外=AH=3.14×3.32×10=341.94cm2 △V= V外-V内=341.94-117.7=224.24cm2 所以△V>V内，完全满足要求。4.3 活塞杆设计

XXXX学院xxxx届毕业论文

活塞杆是液压缸传递力的重要零件，它承受拉力，压力，弯力，曲力和振动冲击等多种作用力，所以必须有足够的强度和刚度，由于千斤顶的液压缸无速比要求，可以根据液压缸的推力和拉力确定。

可根椐内管的内径D=42mm，初步确定活塞杆的外径为d=30mm 活塞杆强度的计算：

活塞杆在稳定的工况下，只受纵向推力，可按下式进行计算 δ=F×10-6/(nd2/4)<= δp MPa 可得δ=19600×10/(0.03×3.14/4)=27.7 查表可知δp的许用应力为100-110MPa（无缝钢管）所以δ<δp

所以活塞杆的设计要求强度完全满足。

活塞杆弯曲稳定性验算可以用实用验算法活塞杆弯曲计算长度为Lf= KSm具体可以根据机械设计手册表中选取。4.4 导向套的设计

活塞杆导向套装在内管的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导行，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封，导向套采用非耐磨材料时，内圈可设导向环，用以作活塞杆的导向。-6

图3 导向套

根据千斤顶的受力方式，可以作以下分析

XXXX学院xxxx届毕业论文

图4 活塞杆导向套受力分析图

如图4所示，垂直安放的千斤顶，无负载导向装置，受偏心轴向载荷9800N,L=0.1m时

M0=F1L Nm Fd=K1 M0/LG N 可得M0=9800×0.1=9800Nm Fd= K1 M0/LG（N）

可得Fd=1.5×9800/0.057=2.5×105N 在上式中

Fd-----------------导向套承受的载荷，N M0----------------外力作用于活塞上的力矩，N.m F1-----------------作用于活塞上的偏心载荷，N L------------------载荷作用的偏心矩，m

XXXX学院xxxx届毕业论文

LG-----------------活塞至导向套间距，m。D、d---------------分别为活塞及活塞杆外径，m 4.5 液压千斤顶活塞部位的密封

图5 液压千斤顶活塞部位密封图

在大活塞与大油缸配合部位采用的尼龙碗形密封件与O形密封圈组合而成的组合密封装置，由于橡胶具有良好的弹性，受力时迫使尼龙碗的唇边与缸壁贴合，起良好的密封作用。

缺点如图：

图6 液压千斤顶活塞密封缺点分析图

密封圈处在小孔口，缸中的超高压工作油在限位孔处存在极大的压力差，会使密封圈在此处遭受极大的撕拉作用。从而产生损伤，形成轴向沟痕。此沟痕随着起重物的加

XXXX学院xxxx届毕业论文

重，限位孔直径的增大以及超越限位孔次数的增多而变大加深，最终会破坏了密封圈的密封性能。致使活塞不能推动重物上升。为此。要求密封圈材质的强度要高。由于面柱与面柱面的配合始终存在一定的误差，为了避免因为油液单独进入一边空隙造成压力不平衡而引起活塞卡死现象，可以在活塞与大油缸配合的活塞头上适当开辟油沟，平衡各边压力。

5、液压千斤顶装配图

图7液压千斤顶

XXXX学院xxxx届毕业论文

图8 单向阀装配图

6、结论

毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次对液压千斤顶理论知识和实际设计的相结合，锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在，提高是有限的但却是全面的，正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装起来，也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。

XXXX学院xxxx届毕业论文

参考文献

XXXXX 主编 《液压与气压传动》 机械工业出版社，2009 XXXXX 主编 《机械设计基础》 国防科技大学出版社，2008 XXXX 主编 《公差配合与几何精度检测》 人民邮电出版社，2007 XXXX 主编 《液压原件》 机械工业出版社，1982 XXXX 主编 《液压传动》 冶金工业出版社，1998 XXXX，XXXX主编。《液压传动概论》 机械工业出版社，1992 XXXX主编。《液压原件》 机械工业出版社，1982 XXXX主编。《液压传动》 中央广播电视大学出版社，1995 XXXX主编。《液压传动》 冶金工业出版社。1998

XXXX学院xxxx届毕业论文

致谢

大学四年即将结束，在这短短的四年里，让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。

毕业设计是对我大学四年的总结，因而投入了极大的热情和很高的积极性，更幸得指导老师的悉心指导，使我能够顺利完成毕业设计，感谢老师在百忙之中还时常来对我们进行指导，老师总是不厌其烦，耐心细心的指导我们，让我们受益匪浅。同时老师实事求是，不摆架子的作风也让我很是敬佩。

其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，在此感谢他们。

本次的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的一个月里，我们合作的非常愉快，从中学到的知识是我人生中的一笔宝贵财富，我再次向给予我帮助的老师和同学们表示诚挚的感谢！

第三篇：千斤顶设计计算说明书

哈尔滨工业大学

机械设计作业设计计算说明书

题目：设计螺旋起重器（千斤顶）系别： 班号： 姓名：

日期：2014.10.12

哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书

题 目：设计螺旋起重器

设计原始数据： 起重量：FQ=30KN 最大起重高度：H=180mm

目 录

1.选择螺杆、螺母的材料·······································3 2.耐磨性计算··················································3 3.螺杆强度校核················································4 4.螺母螺纹牙的强度校核······································4 5.自锁条件校核················································5 6.螺杆的稳定性校核···········································5 7.螺母外径及凸缘设计·········································6 8.手柄设计····················································6 9.底座设计····················································7 10.其他零件设计··············································8 11.绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图·························8 12.参考文献···················································8

1.选择螺杆、螺母的材料

考虑到螺杆承受重载，需要有足够的强度，因此选用45钢，需要调质处理。由参考文献[3]表10.2查得45钢的抗拉强度σb=600MPa，屈服强度

σs=355MPa。

螺母是在重载低速的工况下使用的，并且要求与螺杆材料配合时的摩擦系数小、耐磨，因此，螺母的材料选择铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。

2.耐磨性计算

螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表5.8查得，钢对青铜的许用压强[p]=18~25MPa，由表5.8注释查得，人力驱动时，[p]值可提高约20%，即[p]=21.6~30MPa,取[p]=25MPa。由参考文献[1]表5.8查得，对于整体式螺母，系数ψ=1.2~2.5，取ψ=2.5。

按照耐磨性条件设计螺杆螺纹中径d2，选用梯形螺纹，则螺纹的耐磨性条件为

ps=

FQpd2hH≤[p]

H以消去H，得 d2计算螺纹中径d2时，引入系数ψ=

FQp

d2≥0.8h[p]FQ

对于梯形螺纹，h=0.5p，则

d2≥0.8[p]=0.830000=19.6mm 225以上三式中，FQ—螺旋的轴向载荷，N；

p —螺距，mm；

d2—螺纹中径，mm；

h —螺纹工作高度，mm；

H—螺母旋合高度，mm；

ps—螺纹工作面上的压强，MPa；

[p]—许用压强，MPa。

根据螺纹中径d2的取值范围，由文献[3]表11.5查得，取螺杆的公称直径d=32mm，螺距p=6mm，中径d2=29mm，小径d1=25mm，内螺纹大径D4=33mm。

说明：此处如果选择螺杆的公称直径d=24mm，螺距p=3mm，中径d2=22.5mm，小径d1=20.5mm，内螺纹大径D4=24.5mm，螺杆的强度校核不满足要求。

3.螺杆强度校核

螺杆的断面承受轴向载荷FQ和螺纹副摩擦转矩T1。根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度理论为

4FQ16T1≤ [σ]

σ=

d23d311式中：FQ—轴向载荷，N；

d1—螺纹小径，mm；

T1—螺纹副摩擦力矩，N·mm，T1=FQtan(ψ+ρ’）

d2； 22

2[σ]—螺杆材料强度的许用应力，MPa，[σ]=

s。3~5查参考文献[1]表5.10，钢对青铜的当量摩擦系数f ‘=0.08~0.10,取 f ‘=0.09，则螺纹副当量摩擦角ρ’=arctan f ‘=arctan0.09=5.1427°。

ψ为螺纹升角，ψ=arctan

16np=arctan=3.7679°。

29d2把已知的数据带入T1的计算公式中，则得

T1=30000tan(3.7679°+5.1427°)=68201N·mm

2代入强度计算公式，则

43000016682013

σ==72.2MPa 23252522由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力[σ]=

s，3~5σs=355MPa，[σ]=71~118MPa,取[σ]=95MPa。

显然，σ≤[σ]，螺杆满足强度条件。4.螺母螺纹牙的强度校核 由系数ψ=

H可求得螺母的旋合高度H=ψ×d2=2×29=58mm。d2螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为

τ=

FQZD4b≤[τ]

式中：FQ—轴向载荷，N；

D4—螺母螺纹大径，mm；

Z—螺纹旋合圈数，Z=

H58==9.7，取Z=10； p64

b—螺纹牙根部厚度，对于梯形螺纹，b=0.65p=0.65×6=3.9mm。代入数值计算得

30000

τ==7.4MPa

10333.9查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用剪切应力[τ]=30~40MPa，显然，τ≤[τ]。

螺纹牙根部的弯曲强度条件为

σb=

3FQlZD4b2≤[σb]

式中：l—弯曲力臂，l=

D4d23329==2mm；

FQ—轴向载荷，N；

D4—螺母螺纹大径，mm；

Z—螺纹旋合圈数，Z=

H58==9.7，取Z=10； p6

b—螺纹牙根部厚度，对于梯形螺纹，b=0.65p=0.65×6=3.9mm。代入数值计算得

3300002

σb==11.4MPa

10333.92查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用弯曲应力[σb]=40~60MPa。显然，σb≤[σb]，由上述计算分析可知，螺母螺纹牙满足强度条件。5.自锁条件校核 由ψ=3.7679°，ρ’=5.1427°，得

ψ≤ρ’ 因此，满足自锁性条件。6.螺杆的稳定性校核 受压螺杆的稳定性条件为

Fc≥2.5~4 FQ式中：Fc—螺杆稳定的临界载荷，N；

FQ—螺杆所受轴向载荷，N。

螺杆的柔度值为

λ=

4l d1式中：l—螺杆的最大工作长度，mm。当螺杆升到最高位置时，取其顶端承受载荷的截面到螺母高度中点的距离作为最大工作高度，则

l=180+

H螺母2+h手柄座+l退刀槽

查参考文献[3]表11.25得，l退刀槽=7.5mm。手柄直径d手柄=24mm(将在手柄设计中给出这一尺寸的计算），由结构尺寸经验公式得

h手柄座=（1.8~2）d手柄=43.2~48mm 取h手柄座=44mm。

代入数值计算得

l=180+29+44+7.5=260.5mm

μ—长度系数，对于千斤顶，可看作一端固定，一端自由，故取μ=2。代入以上数值计算得

λ=

42260.5=83.36

25对于45钢调质（淬火+高温回火），当λ<85时，有

d1490490252 Fc===100648.8 N 410.0002210.000283.36242于是有

Fc100648.8= =3.35≥2.5

30000FQ因此，螺杆满足稳定性条件。

7.螺母外径及凸缘设计

螺母外径由结构尺寸经验公式得

D2 ≈1.5d=1.5×32=48mm 螺母凸缘外径由结构尺寸经验公式得

D3 ≈1.4D2=1.4×48=67mm 螺母凸缘厚度由结构尺寸经验公式得

b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×58=11.6~17.4mm 取b=14mm。

8.手柄设计

加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支撑面之间的摩擦力矩。

设F为加在手柄上的力，取F=200N，L为手柄长度，则

FL=T1+T2

式中：T1—螺纹副之间相对转动的阻力矩，N·mm；

T2—托杯支撑面之间的阻力矩，N·mm。由前述计算可得

T1=68201N·mm

331D2~4D12

T2=fFQ3D2~42D221

式中：D—手柄座直径，mm，由结构尺寸经验公式得

D=(1.6~1.8)d=(1.6~1.8)×32=51.2~57.6mm 取D=52mm；

D1—螺柱与托杯连接处直径，mm，由结构尺寸经验公式得

D1=(0.6~0.8)d=(0.6~0.8)×32=19.2~25.6mm 取D1=22mm。

托杯选用铸铁，手柄选用Q215，摩擦因数f=0.12，则

524222=67200N·mm T2=0.123000035242222233于是有

L=T1T26820167200=≈677mm

200F取L=200mm，加套筒长500mm。

手柄直径

d手柄≥3FL

0.1b查教材可知[σb]=

s1.5~2，查参考文献[3]可知，σs=205MPa,则

[σb]=102.5~136.7MPa，取[σb]=110MPa。

代入数值计算得

d手柄≥3200677=23.1mm

0.1110取手柄直径d手柄=24mm。

9.底座设计

螺杆下落到最低点，再留10~30mm空间，底座铸造拔模斜度1:10，厚度选择8mm。

D5由结构设计确定，则D5=128mm。由结构尺寸经验公式得

D4=1.4D5=1.4×128=179mm 结构确定后，校核底面的挤压应力

σp=

FQD424D52=

3000017947

21282=2.4MPa

底面材料选用HT100，查参考文献[3]表10.3得，当铸件壁厚δ=2.5~10

时，σb≥130MPa，[σp]=(0.4~0.5)σb=(0.4~0.5)×130=52~65MPa。

显然，σp≤[σp]，满足设计要求。

10.其他零件设计

⑴ 螺杆顶部和底部的挡圈及螺钉尺寸设计

螺杆底部必须有一个挡圈，并用螺钉加以固定，以防止螺杆全部从螺母中旋出。托杯在相应的位置也要设置挡圈，以防止托杯与螺杆脱离。

挡圈的直径略大于螺杆外径，所以，顶部挡圈直径取为26mm，底部挡圈直径取为36mm。

根据结构尺寸经验公式得螺钉大径为

d3=(0.25~0.3)D1=(0.25~0.4)×22=5.5~8.8mm 取其直径为M8，根据GB/T 5783—2000确定其他尺寸。

⑵ 紧定螺钉尺寸设计

对于螺母与底座分开的结构，为了防止螺母随螺母转动，必须用紧定螺钉加以固定，紧定螺钉的直径取为M6，根据GB/T71—1985确定其他尺寸。

⑶ 托杯尺寸设计

托杯直径根据结构尺寸设计经验公式得

DT=(2.0~2.5)d=(2.0~2.5)×32=64~80mm 取DT=70mm。

托杯高度根据结构尺寸设计经验公式得 h=(0.8~1)D=(0.8~1)×52=41.6~52mm 取h=42mm。

托杯顶部开槽的槽深和槽宽根据经验公式得

a=6~8mm

t=6~8mm 取a=8mm，t=8mm。

⑷ 倒角、铸造圆角及拔模斜度设计 所有加工表面需要倒角。拔模斜度取为1:10。铸造圆角R=2mm。

11.绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图 见附A2图纸。

参考文献

[1] 王黎钦，陈铁鸣.机械设计.4版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.[2] 张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.北京：高等教育出版社，2009.[3] 王连明，宋宝玉.机械设计课程设计.4版.哈尔滨：哈尔滨工业大学

出版社，2010.

第四篇：螺旋千斤顶设计指导书

螺旋千斤顶设计指导书

螺旋千斤顶的设计

千斤顶一般由底座1，螺杆

4、螺母

5、托杯10，手柄7等零件所组成（见图1—1）。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。

设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。

设计的原始数据是；最大起重量Q（KN）和最大提升高度l（mm）。

螺旋千斤顶的设计步骤如下： 1.螺杆的设计与计算（1）螺杆螺纹类型的选择

螺纹有矩（方）形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=300，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB5796.1—86的规定。

（2）选取螺杆材料

螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。（3）确定螺杆直径

按耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距t及其它尺寸。

（4）自锁验算 自锁条件是λ≤φv

式中：λ为螺纹中径处升角；φv为摩擦角（非矩形螺纹应为当量摩擦角φv=tg-1fv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l°

（5）结构（见图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dk的大小根据手柄直径dp决定，dk≥dp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小，其值可查手册按退刀槽规范确定。退刀槽的宽度可取为1.5t。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈，挡圈用螺钉固定在螺杆端部。

（6）螺杆强度计算

对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材。

（7）稳定性计算

细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性，计算时应注意正确确定螺杆长度系数μ。

当螺杆的柔度λs＜40时，可以不必进行稳定性校核。2.螺母设计与计算（1）选取螺母材料

螺母材料一般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。

（2）确定螺母高度H及螺纹工作圈数u

H，考虑到螺纹圈数u越多，t载荷分布越不均，故u不宜大于10，否则应改选螺母材料或加大d。螺母高度H=φd2（H应圆整为整数）螺纹工作圈数u（3）校核螺纹牙强度

一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。螺母的其它尺寸见图1—3。必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。

（4）螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面问的配合常采用

H8H或8等配合。为了安r7n7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。

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。

pQ22(D12D11)4≤[p]

（或1-1）

式中：[p]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p]的小者。4.手柄设计与计算（1）手柄材料 常用Q235和Q215（2）手柄长度Lp

板动手柄的力矩

F·Lp=T1+T2

则

TT2

（式1-2）Lp1F式中：F——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。

T1——螺旋副间的摩擦阻力矩

T2——托杯与轴端支承面的摩擦力矩

手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长D13+（50～150）mm。手柄实际长度不2应超过千斤顶，使用时可在手柄上另加套管。度还应加上（3）手柄直径dp

把手柄看成一个悬臂梁按弯曲强度确定其直径dp，按弯曲强度条件，手柄弯曲应力

FF·Lp0.1d3p≤[σ]F

（式1-3）

故

dp≥

Lp·F

（式1-4）

0.1[]F式中：[σ]F——手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215和Q235时，[σ]F=120Mpa（4）结构

手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环（图1-6），并用螺钉或铆合固定。

5.底座设计

底座材料常用铸铁（HT150及HT200）（图1—7），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。

图中

H1=l+（14～28）mm

D6=D3+（5～10）mm HD7=D6+1

5D8=4Q2 D3[]p式中：[σ]p——底座下枕垫物的许用挤压应力。

第五篇：公路汽车客运站设计任务书-h

公路汽车客运站方案设计及施工图设计

（学期：第四学年第7学期学时：96）

一、教学目的本课程设计以具有较大空间和复杂流线的公路汽车客运站建筑为设计对象，学习和初步掌握交通建筑设计的基本原则、方法和步骤，训练大空间与小空间的组合、大跨度空间的结构选型与形式处理。学习施工图设计的基本原则和方法。

二、设计任务书

要求新建客运站年均日旅客发送量为3000人次，日发车量80辆，停车场驻车40辆考虑，规模属于城市三级站。1 总体设计内容：

（1）确定旅客和车辆进、出站口的位置，注意与公交车站方位及人流路线的关系（2）站前广场：组织广场人、车流线，确定机动车和非机动车停车场地、旅客活动

场地，布置绿化和景观小品 站前广场车20辆

非机动车：自行车100辆

（3）按驻站客车辆数布置停车场、到发车位和车行道。

驻站客车辆数：80辆

有效发车位数量：6个

（4）按拟定面积布置下列附属建筑及设施①汽车台

②保修车间300平方米，其中包括：保修车间：200平方米辅助工间：60平方米材料库：40平方米③食堂：100平方米

④司乘公寓：200平方米

2．站房建筑设计内容及要求（1）总建筑面积：4000平方米

日发送旅客折算量：3000人次（2）房间组成及建筑面积分配

组成部分 房 间 名 称 候车部分 候车厅

售票部分

售票厅

售票室 票据库 售票办公室 行包托运厅 发运行包库房 行包提取厅 到达行包库房 行包组装室

建筑面积 1500 180 55 15 12～15 20～40 200 20 90 10

备注

若设母子候车室，其面积从候车厅面积中扣除 售票窗口8～9个

托运单元数量1～2个

提取单元数量1个

行包部分

旅客服务部分

客运管理部分

行政管理部分

间休室 问询处 小件寄存处 邮电处 失物招领处 商店小卖 快餐 冷热饮 医务室 饮水处 旅客厕所 盥洗室 广播室 值班站长室 调度室 乘务员室 站务员室 驾驶员室 公安值勤室 财会室 联运办公室 党政工团办公 计统财务办公 其他行政办公

会议室10 30 10 10 180 80 50 15 1010～15 10～15 30 75 90 50 10～15 20 10～15 50 50 20 150

其中含库房25平方米

其中含操作20，贮存10平方米

按规范要求确定 同上

大会议室100，小会议室50平方米

交通部分：门廊、门厅等

3．建设地点及建筑用地

⑴南方地区（非地震区）⑵建设用地：见附图

根据需要 酌情确定

三、教学方式和内容深度要求

共分为两个阶段，即方案设计阶段和施工图设计阶段。第一阶段建筑方案设计阶段

1.学习原理，收集资料，参观同类建筑。

教学方式：原理学习采取讲课与自学相结合，并要求课外时间阅读指定参考资料。2.第一次草图。方案构思阶段，学生可采用文字、模式解析等分析、理解任务书要求和用地环境条件，在此基础上进行总体布局、广场布局和站房建筑单体布局设计。要求进行多方案比较，教师进行课堂指导，组织课堂评议（学生介绍自己方案，进行集体评议），进行小结。

图纸要求：

总平面图：1：1000~1：1500，要求表示出各功能分区的位置，站房主体建筑和辅助建筑及设施，停车场和车行道，旅客和车辆的进、出站口，广场的人行及

车行活动场地，绿化及广场周围建筑等。

平面图：1：500，站房中各个组成部分的位置，各组成部分的平面面组合关系，站台及到发车位。

剖面图：1：500，表示出候车厅的基本结构型式。

工作模型：表示出建筑整体体块关系及立面大的虚实关系 3.第二次草图。在一草的基础上修改和完善构思，放大比例尺进行方案的深化设计 教学方式：教师课堂指导和在课堂进行引导性改图，二草完成后进行修改和讲评，针对学生存在的共性问题布置自学资料或集中讲课。

图纸要求：

总平面图：1：1000~1：1500，除达到一草的深度要求外，汽车站广场及站内停车场应布置车位和车行通道、绿化小品等。

平面图：底层平面1：200，其它层平面1：400~1：200，表示出开门位置，门的开启方向，布置卫生设备、检票设施、固定家俱，内庭院绿化，台阶道路等。剖面图：1：200，表示出柱、梁、板关系及候车厅的结构造型，及空间组合关系。立面图：1：200，沿广场立面和侧立面，表示出门窗及立面处理等。表现方法：铅笔或绘图笔徒手或工具完成。4.第三次草图。修改二草中存在的问题，进一步深化方案设计，达到正式图的深度要求。教学方式：课堂指导和局部示范修改 需进一步深化的内容要求：

平面图：底层平面1：200，除达到二草深度要求外，候车厅应布置候车座椅，其它主要用房如商店，快餐厅等应布置家俱，标注两道尺寸线（开间进深轴线及总长）。

剖面图：1：200，除达到二草要求外，应标注楼面标高尺寸。立面图：1：200，应表示出立面的材料选择。透视（鸟瞰）图稿 5.绘制正式图。总平面图、平、立、剖面图计算机绘制。

表现模型或效果图：应表现出基地环境、场地处理、立面形式及材料色彩、内部空间划分等。

第二阶段施工图设计阶段

1.讲解施工图绘制要求，收集资料，学习观摩。掌握施工图设计基本知识和绘制方

法。教学方式：理论学习采取讲课与自学相结合，并要求课外时间阅读施工图图集。

2.补充讲解建筑构造设计要点与图纸表现方法。教学方式：理论学习采取讲课与自

学相结合，并要求课外时间阅读施工图图集。

3.在方案图基础上进一步加工总平面及各层平面图，达到施工图深度。4.在方案图基础上进一步加工立面图，达到施工图深度。5.在方案图基础上进一步加工剖面图，达到施工图深度。6.绘制详图，编写设计说明。

7.整理设计成果，施工图出图，上交。

四、评分标准

总体布局与流线组织20

站房建筑布局，空间组合与流线组织20 结构选型及技术经济的合理性10 造型处理能力10

施工图设计深度及质量40

五、参考书目

1、汽车客运站建筑设计，章竟屋编著，中国建筑工业出版社，2000

2、最新客运站设计图集，曹振照主编，陕西科技出版社，1991

3、汽车客运站建筑设计规范，JGJ60-994、建筑设计资料集第6集，中国建筑工业出版社

5、现代建筑结构与造型，中国建筑工业出版社

6、图说建筑结构，[日]日本建筑构造技术者协会编，中国建筑工业出版社，2000

7、建筑学报，世界建筑，现代建筑，新建筑等杂志有关文章

8、建筑施工图示例图集