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螺旋起重器(千斤顶)设计,螺旋,起重器,千斤顶,设计
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螺旋起重器设计 已知：螺旋起重器的最大载荷 30F kN ，最大上升距离 180h mm ，试： 1) 选择螺杆、螺母、托杯等零件的材料； 2) 计算螺杆、螺母的主要参数和其他尺寸； 3) 检验稳定性和自锁性； 4) 计算手柄的截面尺寸和长度； 5) 绘制装配图，标出有关尺寸，填写标题栏和零件明细表； 6) 绘制零件图。 受力分析： 螺旋起重器中的滑动螺旋副工作承受的主要载荷包括摩擦力矩（螺纹副旋合部分的摩擦力矩和工件与螺杆支承端面间的摩擦力矩）和作用在螺杆上的压力。 失效分析： 由于螺旋副之间存在较大的相对滑动速度，因此磨损是滑动螺旋的主要失效形式。同时，螺杆承受压力，当支承的长径比较大时，也可能会发生失稳。因此，螺旋起重器的滑动螺旋的设计准则是：根据耐磨性设计计算螺杆的直径及其他参数，同时对螺杆和螺母（主要是螺纹牙）进行强度校核。此外，螺旋起重器还应校核螺杆的稳定性及自锁性能。 设计计算： Step1： 选定螺纹类型 考虑到 螺旋起重器 工作时 会 受到双向载荷 ，故选用 矩形 螺纹， 则其牙型角0。 对整体式螺母，磨损后不能够调整， 故高径比 2.5 。 Step2：选择螺旋副的材料 考虑到螺旋传动低速、重载，螺杆选用合金钢 40Cr 调质 ，螺母选用铝青铜ZCuAl10Fe3。查表 2-39，许用压力 20p MPa （螺杆 -螺母的材料钢 -青铜，滑动速度低速），摩擦系数 0.10f （ 工作总 近似 起动过程 ）。 Step3：耐磨性设计 由 耐磨性设计准则2 FPd hp， 初始假设 0.5hP ，则 2 30000 19 .50.5 2.5 20d mm 螺纹参数 取 中径 2 21d mm ，大径 24d mm ，小径 1 18d mm 。 Step4：自锁性校核 取 螺距 6P mm 。 螺纹升角 1126ta n ta n 5 .2 021Pd ， 当量摩擦角11ta n ta n 0.10 5.71v f ， v ，满足自锁性要求。 Step5：计算螺母高度 螺母高度 2 2 .5 2 1 5 2 .5H d m m ， 圆整为整数 53H m 。 则螺杆总长1 8 0 1 8 0 5 3 2 3 3l H m m 。 Step6：计算旋合圈数 旋合圈数 53 8 .8 3 1 06HZ P ， 满足要求。 Step7： 螺纹 强度校核 螺杆载荷稳定， 由表 2-40，许用应力 500 1 6 733s M P a 。 螺杆所受的转矩 2 21t a n 3 0 0 0 0 t a n 5 . 2 0 5 . 7 1 6 0 7 1 622vdT F N m m ， 计算应力 校核 22 222 3 2 3114 4 3 0 0 0 0 6 0 7 1 63 3 1 4 8 0 . 2 1 8 0 . 2 1 8caFT M P add 。 螺母螺纹牙，由表 2-40，许用弯曲应力 50b MPa ，许用挤压应力 75p MPa ，许用剪应力 30MPa 。螺纹牙根部厚度 0.5 3b P mm，螺纹高度 0.5 3h P mm， 校核其强度 223 3 3 0 0 0 0 3 4 5 8 .8 3 2 4 3bbFh M P aZ d b 30000 1 5 8 .8 3 2 4 3F M P aZ d b 。 螺纹形状 如图 ： Step8：稳定性校核 螺杆的最大工作长度 531 8 0 1 8 0 2 0 6 .522Hl m m 。 考虑到螺杆使用最大工作长度时，其上端与载荷接触，下端与底座相连，均认为是固定连接，故取长度系数 0.5 ， 柔度 14 4 0.5 206 .5 23 6018ld 故不必进行稳定性校核。 Step9：螺纹传动其他尺寸设 计 和校核 螺母 外形 如图 ： 螺母外径 ： 按螺母抗拉强度计算，由于螺纹副中摩擦转矩的存在，将轴向载荷增大 30%， 2 2 21.3 2 2 300 00 24 42.1 504 bFFD d d m m 圆整为 44mm。 凸缘： 凸缘直径 1. 3 1. 3 42 .1 55 .9fD D m m ， 圆整为 56mm；凸缘高度53 1 7 .633f HH m m ， 圆整为 18mm。 凸缘 强度校核 （许用值见螺母 螺纹牙 的强度校核部分） 2 2 2 24 4 3 0 0 0 0 3 2 5 6 4 4ppf F M P aDD 224 3 0 0 0 0 5 6 4 4 4 1 2 6 4 4 1 8 6fbbfF D D M P aDH 30000 12 44 18fF M PaDH 螺钉孔中心线距螺母底面的距离 53 1 7 .633b HH m m 。 螺杆上部外形 如图 ： 轴颈直径 1 17.8rD mm ，高 1 9rH mm ， 手柄套高 2 36rH mm ， 直径2 44rD mm 。 凸台高度 3 12rH mm ，凸台直径 3 22rD mm 。 Step10：托杯尺寸 设计 选择托杯材料为 Q235。 其外形 如图 ： 托杯下 端面 直径 1 40cD mm ，孔直径 2 16cD mm ，上端面外径 3 60cD mm ，壁厚 8c mm ，高度 42cH mm ，圆形开口直径 4 14cD mm ，坡面斜率 1:10。托杯下端面 按抗压强度校核 2 2 2 2134 4 3 0 0 0 0 2 8 1 . 5 3 5 04 0 1 6p p bccF M P a M P aDD 。 Step11： 底座 尺寸 设计 底座 材料选择 HT250。 外形如图： 取 底面内 径 1 100pD mm ，外径 按底面抗压强度计算 2221 30000 100 151 344pp pFD D mm 取底面外径 为 160mm。 坡面斜率 1:10， 壁厚 1 10p mm ，底部厚 2 10p mm ，上端面直径 3 70pD mm ，内部 坡面 上端面直径 4 50pD mm ，顶部 高度 41pH mm 。 Step12：手柄 尺寸设计 手柄材料为 HT250。 外形如图： 由 工作时载荷平衡 33122 221t a n23 ccv DDdN L F fF 得 手柄长度 33222 1 1 4 0 1 63 0 0 0 0 t a n 5 . 2 0 5 . 7 1 0 . 1 0 3 0 0 0 0 2 0 0 5 2 62 3 4 0 1 6L m m 实际 2 445 2 6 5 2 6 5 4 822rDL m m ， 取 600L mm 。 手柄直径 332 0 0 6 0 0 1 6 .9 2 5 03 2 3 2h bFLD mm 取 18hD mm ， 则 手柄套孔直径 可取 4 20rD mm 。 球 头直径 30bd mm ，高27bh mm 。 Step13：其他计算 及讨论 螺杆上下各有螺栓和挡圈，起定位作用，保证螺杆不会脱离螺母。螺栓选取GB/T 70.1 M6 10；挡圈 材料为 45 钢，外径 30，厚 4。 螺母与底座之间的紧定螺钉选取 GB/T 71 M8 14。 螺旋传动效率 tan tan 5.20 0.472tan tan 5.20 5.71v 机械传动效率 3 0 0 0 0 6 0 .2 3 92 2 0 0 2 6 0 0m FPNL 。 怎样设计可以省力？ 减小螺距（但工作时 旋转手柄的圈数会增加 ，容易使人疲劳）；增长手柄或两侧都设计成有手柄。 怎样设计可以节省操作空间？ 手柄上套有加长套筒，不用时可以拆卸 ；加装齿轮减速装置 。 注：以上尺寸设计中用到的、未列出的经验公式参见：机械设计习题与解析，修世超主编。北京：科学出版社， 2008。 1目录1 螺旋起重器的结构 .22 选择螺杆、螺母的材料 .23 螺杆强度计算 .24 校核耐磨性条件 .35 校核螺杆自锁能力 .46 校核螺母的螺纹强度 .47 螺杆的稳定性校核 .48 螺母外径及凸缘设计 .59 手柄的设计计算 .510 螺旋传动效率计算 .611 底座主要尺寸设计 .612 其他尺寸的确定6参考文献721 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 ， =600屈服强度 。 .=355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 =141.2= 41.250000118.33 25.43式中 螺杆螺纹小径，mm ；1d螺杆材料的许用应力,MPa，本题中；=13=13355=118.33Q 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,矩形螺纹螺距应取整数,取 P=6mm,小径 d1=26mm,大径 d= mm 取541=5426=32.5d=33mm,中径 d2=29.5mm。4 校核耐磨性条件对整体式螺母，矩形螺纹2=29.50.8=0.850000220=28.3式中系数，对整体式螺母，磨损后间隙不能调整，取 =2 滑动螺旋传动许用压强，取 =20MPa；p p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= mm 2=229.5=59螺纹旋合圈数 9.832.5稳定性校核合格 8 螺母外径及凸缘设计21.5=1.533=49.55031.4=1.449.5=69.3 70=0.22=0.2259=12.9 139 手柄的设计计算fQ(=+=22(+)+13 30302020)L=1124.5mm,取 L=1200mm按弯曲强度求手柄直径 解得: 23.8mm 取 mmbkb dFLWFL 1.0 3 =24610 螺旋传动效率计算19.92 LF QP11 底座主要尺寸设计对底座选用 HT200 灰铸铁，户抗压强度 220螺杆落到底面后，再留 510mm,斜度 1:10,厚度 8m由结构设计 D5=127D41.4D5=1.4127=178校核底面的挤压应力，= 4(2425)= 500004(17821272)=4.0912 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， =1=8mm， h=57mm， h1=52mm， h2=17mm， a=8mm， t=6mm， d3=8.4mm， b=13m挡圈 3 GB/T 891-1986 B30，挡圈 9 GB/T 891-1986 B55六角螺栓 2（ ） GB/T 5782-2000 M825两个紧定螺钉 GB/T 71-1985 M8 25%7参考文献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，2008.8齐 齐 哈 尔 大 学 普 通 高 等 教 育机械设计课程设计题 目： 螺旋起重器 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机械 083 学生姓名： 尹洪石 指导教师： 王银彪 学 号： 2008111047 成 绩： 2010 年 10 月齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸- 1 -机械设计课程设计成绩评阅表题目评价标准评分项目 分值 A 级（系数 1.0） C 级（系数 0.6） 评价 得分选题合理性题目新颖性 20课题符合本专业的培养要求、新颖、有创新基本符合，新颖性一般内容和方案技术先进性20设计内容符合本学科理论与实践发展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量30设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立工作及创造性 10完全独立工作，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度10遵守纪律，工作认真，勤奋好学工作态度一般答辩情况10介绍、发言准确、清晰，回答问题正确介绍、发言情况一般，回答问题有较多错误。评价总分总体评价齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸2目 录1、设计任务.42、设计内容. 41.螺杆的设计与计算.41.1.螺杆螺纹类型的选择.41.2.选取螺杆材料.41.3.确定螺杆直径.4 1.4.自锁验算.51.5.螺杆强度计算.61.6.稳定性计算.62.螺母设计与计算.82.1 选取螺母材料.82.2.确定螺母高度及螺纹工作圈数.82.3 校核螺纹牙强度.93.托杯的设计与计算.114.手柄的设计与计算.13齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸34.1.选取手柄材料.134.2.手柄长度.144.3.手柄直径.155.底座的设计与计算.156.其他.177.画装备图.18齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸4一设计任务 设计一个起重器 Q=38KN，最大起重高度 L=160 mm 螺旋起重器。 二设计内容1.螺杆的设计与计算1.1 螺杆螺纹类型的选择由于梯形螺纹的工艺性能好，牙根强度高，对中性好，故选用梯形螺纹较好。1.2 选取螺杆材料螺杆材料选取 45 号钢， 选取s355MPa。1.3.确定螺杆直径1.3.1.按耐磨性计算初选螺纹的内径，因选用梯形螺纹螺母兼作支承，故取 =2.5；螺母材料为铸铝青铜，故取 =15MPa。p根据 0.8 =0.8 mm2dPF25.471.3801.3.2 根据螺杆抗压强度初选螺纹的内径，根据第四强度理论求出威危险截面的应力， 2ca3备注：齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸5但对于中小尺寸的螺杆可以近似地认为， 对 于 传 力 螺 旋为 螺 杆 稳 定 性 安 全 系 数 面 面 积 。为 螺 杆 螺 纹 段 的 危 险 截式 中 ， ， 所 以 上 式 可 简 化 为 0.53.4AAQ3.1.36.021 s2ca SSmdS对于传动螺旋，S=2.54.0，对于精密螺杆或水平螺杆，S4,故可以选用 S=5。m7.293514.80SQ3.14ds1 根据以上因素综合考虑，确定螺杆直径，比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果可知，确定直径的选定应与抗压强度计算的结果为准，按国家标准 GB/T5796-2005 选定螺杆尺寸参数，螺杆外径 d=38mm；螺纹内径=30mm；螺纹中径 =34.5mm。螺母大径1d2d=39mm,小径 mm，中径 mm。4D31D5.342D螺纹线数 n=1；螺距 P=7mm。1.4 自锁验算对于传力螺旋传动来说，一般应确保自锁性要求，以避免事故，由于螺杆的材料为钢，螺母的材料为铜，故钢与青铜的摩擦系数选取 f=0.09，因为梯形螺纹牙型角 ，30备注:d=38mm=30mm1d=34.5mm2=39mm4Dmm31mm 5.42Dn=1P=7mm齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸6所以牙侧角 。152螺旋升角 /2 735.41.arctndParct 当量摩擦角 /vv 195cos0.artncosfartnrctf 满足自锁要求。1.5 螺杆的强度计算螺杆工作时承受轴向力 F 和扭矩 T 的作用，螺杆危险截面上既有压缩应力，又有切应力。因此，校核螺杆强度时应根据第四强度理论，求出危险截面的计算应力 53 MPa9.64103.8dF.13.s 222a 满足强度要求。1.6 稳定性计算备注:齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸7图（1）当轴向力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性取 B=60mm,则螺杆的工作长度 mHBL2536012l 螺杆危险面的惯性半径.7m43di1螺杆的长度系数，按一端自由，一端固定考虑取 ，螺杆的柔度2备注：齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸8m685.72s il因此螺杆 40 100，为中柔度压杆，s其失稳时的临界载荷按欧拉公式计算的，KNlEIc 3.1025644.310.3F22 .7.8.10QSc S满足稳定性要求。2.螺母的设计与计算2.1.选取螺母材料螺母材料选用 ZCuAl10Fe3。2.2.确定螺母高度及螺纹工作圈数因为选取 =2.5，所以H= =2.5 34.5=86.5mm，取整数2dH=87mm，螺纹工作圈数计算u= = =12.3。 PH78螺纹圈数最好不要超过 10 圈，因此宜作调整，一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距，而本螺杆直径的选备注：齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计（论文）用纸9定以抗压强度计算的结果为准，而耐磨性已相当富裕了，所以可适当降低螺母高度。现取螺母高度 H=70mm，则螺纹圈数u=10，满足要求。 2.3.校核螺纹牙强度螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹的强度。由螺纹牙危险面的剪切强度条件为buDF4MPa403Pa82.61075.3914.8螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为 a604MPa23.0175.391.48ubDFl6 b2b24MP上式中，b螺纹牙根部的厚度，对于梯形螺纹，b=0.65P，l 弯曲力臂，。2Dl142.4.螺母外径的计算螺母的外径 D，按螺母悬置部分抗拉强度备注：H=70mmu=10机械设计课程设计说明书设计题目 螺旋起重器机电工程院（系） 机械设计制造化及其自动化 专业班级 10 机制 5 班 学号 502设计人 吴迎辉 指导老师 完成日期 2012 年 10 月 日华东交通大学理工学院螺旋起重器设计一螺旋起重器（千斤顶）简介螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可升起重物。它一般由底座。螺杆。螺母。托杯。手柄和扳手等零件组成。二螺旋起重器的结构与功能如图 1-1 所示，螺旋起重器是用人力推动手柄 6 使螺杆 3 旋转上升举起重物的简单机械。螺母 4 用紧定螺钉 5 固定于底座 2 上，托杯 9 承受重物压力，他它与重物之间无相对转动。托杯与螺旋 3 有相对转动，螺杆 3 下端装有保安挡片 1，以防止螺杆全部旋出螺母。螺旋起重器主要零件是螺杆和螺母，为自锁性好，宜采用滑动螺旋；最常用的是梯形螺纹。为降低螺旋副磨损又保证必要的强度，螺杆常用碳钢制造，如Q275.35.45.50 等，对于重要传动也可用合金钢，如 40Cr。65Mn.18CrMnTi 等，螺母材料则常用铸造青铜，如 ZcuSn10Pb1.ZcuAl10Fe3 等，载荷不大时也可采用铸铁。三。设计题目设计起重量 F=25KN,最大起重高度 H=160mm 的螺旋起重器（千斤顶） 。四。选择螺母。螺杆材料 螺杆采用 45 钢调质，由参考文献（1）查表 7-2 查得抗拉强度 b=600Mpa，屈服强度 s=355Mpa。由于速度较低，螺母材料用铝青铜 ZCuAll0Fe3。五。设计计算计算及其说明 结果1.耐磨性计算按耐磨性性条件设计螺纹中径 d2，对于梯形螺纹，d20.8F/螺杆选用 45 钢，螺母用铝青铜 ZCuAll0Fe3，由参考文献1表 17-7 查得p=1825MPa ，从表 17-7 注释中可以查得，人力驱动可提高约 20%，则p=21.6 30MPa，取p=25MPa。由参考文献1查得，对于整体式螺母系数 =1.21.5，取 =2 则代入数据，可得p=20Mpa=2d2=25.5mm计算及其说明 结果式中：F螺杆所受轴向载荷， N; d2螺纹中径，mm ； p螺旋副材料的许用压力， MPa。 查参考文献1表 9-2 和表 9-3 取公称直径 d =28mm,螺距 P=5 mm, 中径 d2=25.5 mm, 小径 d3（d1）=22.5mm,内螺纹大径 D4=106mm。2. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：e=式中：F螺杆所受轴向载荷，F =25 000 N ； d3（d1）螺纹小径，mm d3（d1）=22.5 mm ；T1螺纹副摩擦力矩e 螺杆材料的许用应力， Mpa查参考文献1表 17-2 .得钢对青铜的当量摩擦因数 f=0.080.10, 取 f = 0.09， 螺纹副当量摩擦角 = arctanf = arctan0.09 = 5.1428 。把已知的值代入 T1 的计算公式中，则得T1=e=由参考文献2表 5-13 可以查得螺杆材料的许用应力= , =355 Mpa, =71118 Mpa，取 =95 Mpa。显然，e ，螺杆满足强度条件。d=28mmp=5mmd2=25.5mmd1=22.5mmD4=106mm计算及其说明 结果3.螺母螺纹牙的强度校核螺母螺纹牙剪切强度为：(公式 ) 式中： F螺杆所受轴向载荷，N, F =25 000 N；d=28;b螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=0.655mm=3.25 mm 代入数值计算得 查参考文献2表 5-13 螺母材料的 t =3040 Mpa,显然， t t 。 满足剪切度条件。螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为： b=式中：l弯曲力臂，l=其他参数同上。 代入数值计算得b=查参考文献 21表 5-13 得螺母材料的许用弯曲应力 b= 4060 Mpa.取 b=50 Mpa.4.自锁条件校核因 =3.57 ， p =4.74 ，因此 满足自锁条件。5.螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值=式中：l螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点间的距离，则 l= l 退刀槽指螺杆与手柄座相接触处的尺寸，查手册知 l 退刀槽 = 9 mmH 螺母= =1.9*25.5mm=48.45mm假设手柄直径为 ds=16.4 mm,由结构尺寸经验公式 h1=(1.82)ds =29.5232mm,取 h1=32 mm，则 l = 160+25+32+10=227 mm 长度系数，对千斤顶，可看作一端固定、一端自由，取d1螺纹小径，mm, d1=22. 5 mm；代入以上数值得s=ul/p p=d1/4因此,满足稳定性要求。 6.螺母外径及凸缘设计螺纹外径 D1.5d=1. 528 mm=42 mm。螺纹凸缘外径 D11.4 D2 mm=67mm,取 D1=67 mm。 螺纹凸缘厚 a=(0.20.3)H=(0.20.3)48.4 mm =9.6814.52mm，取 a=10 mm 。7. 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间的摩擦力矩。设 p1 为加在手柄上的力，取 p1=230N，L 为手柄长度，则 P1L= T1 + T2 式中：T1 螺旋副螺纹牙间的摩擦力矩， Nmm，T1= ； T2螺杆与托杯底面间的摩擦力矩， Nmm T2= D2=(1.61.8) d = (1.61.8)28mm=47.6mm,取D2=50mm;D3=(0.60.8) d = (0.60.8)28mm=10.0822.4mm,取 D3=20mm;h1=38mm=59.5Fc=145计算及其说明 结果F螺杆所受轴向载荷，N L手柄的长度，mm。托杯选铸铁，手柄选 Q215，摩擦因数 f0.08，代入计算得T2=L=d 手柄查教材可得： = ，查参考文献1表 10.1，对于 45 钢， = 205 Mpa 则 =102.5136.7 MPa,取 =110 MPa。代入数值计算得 d 手柄 取手柄直径 d=28 mm 。8.底座设计螺杆下落到地面，再留 2030 mm 的空间，底座铸造起模斜度 1:10，厚度为 10 mm。D5 有结构设计确定，D5=103 mm。D4=1.4 D5=1.4 103 = 144.2 mm，取 D4 = 144 mm。结构确定后校核地面的挤压应力：底面材料选择铸铁 HT100，由参考文献 1表 7-6 可知，当铸件壁厚=3050 mm 时， =80 MPa, =(0.40.5)80Mpa=(3240)Mpa.显然， ，满足设计要求。六。设计总结通过这次机械课程设计，我知道了螺旋起重器（千斤顶）的构成与工作原理。学到了许多关于机械方面的知识，使我以后的学习方便与轻松，提高我们学习应变能力，使我们以后工作更轻松。七。绘制螺旋起重器（千斤顶）的零件图。 （见 3 号图纸）参考文献【1】洪家娣 ，李明，黄兴元主编 机械设计指导书。 南昌：江西高校出版社，2006.7【2】 濮良贵，纪名刚主编，机械设计，西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著2006.5 螺旋起重器设计默认分类 2010-07-23 23:51:09 阅读 403 评论 0 字号：大中小 订阅 一螺旋起重器设计任务书一、课程设计目的机械设计基础的课程设计是上完机械设计基础课程后的一个实践性教学环节，通过课程设计期望能达到如下几个目的：1、 培养综合运用课程所学知识的能力；2、 了解机械设计的基本过程和方法；3、 培养使用机械设计手册的能力；4、 进一步巩固和强化机械制图的能力。二、课程设计的任务1、设计题目：螺旋起重器的设计（每位同学按照自己学号的末尾数字从螺旋起重器设计指导材料第 4 页数据表的序号中选择对应的序号，学号末尾为 0 的选序号 10）。2、已知参数：序号 起重力 F / kN 起升高度 H / mm27 20 2503、设计任务：（1）编写设计计算说明书一份；（2）螺旋起重器总装配图一张（A2 纸）。三、时间安排1、6 月 25 日中午 13:30 在 A2-214 集中布置设计任务和要求；2、7 月 5 日7 月 6 日 设计计算，确定尺寸和参数；3、7 月 7 日7 月 9 日 绘图；4、7 月 10 日7 月 11 日 编写设计计算说明书；5、7 月 12 日上交设计计算说明书及图纸。注：答疑时间为：7 月 5 日7 月 9 日下午 13:3015:30地点：C2-604。四、设计要求1、 独立、按时、保质量完成设计任务；2、 计算说明书格式要求统一规范（详细参照计算说明书格式说明）。二 螺旋起重器设计1、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。图中，螺杆 7 与螺母 5 组成螺旋副，螺母 5 与底座 8 固定联接，紧定螺钉 6 提高了联接可靠性。托杯 1 直接顶住重物，当转动手柄 4 时，螺杆 7 一边转动一边上下移动，使托杯 1 托起重物上下移动，达到起升重物的目的。这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30 40），磨损快，寿命低，传动精度低。螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆 7 受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。螺母 5作为起升时的支承件，常做成整体结构。螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆 7 和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。螺杆一般采用梯形牙、右旋、单线螺纹。当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯 1 的下部安放一推力轴承。2、螺杆和螺母材料螺杆材料要有足够的强度和耐磨性，一般用 45 钢，经调质处理，硬度 220250HBS。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因数小和耐磨，可用ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2 等。3、滑动螺旋起重器的设计计算3.1. 耐磨性计算 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关，其中最主要的是螺纹工作表面上的压力，压力愈大，螺旋副间愈容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作表面上的压力 p，使其小于材料的许用压力 p。计算时，一般假设：螺杆上的轴向载荷 F 作用于螺纹工作承压表面 A 上。耐磨性条件校核计算式为：p 式中，F螺杆所受轴向载荷，/N；d2螺纹中径，/mm ；h螺纹工作高度，/mmh0.5(dD1)，d 为螺杆大径，D1 为螺母小径；u螺纹工作圈数，一般最大不宜超过 10 圈。u ，H 为螺母高度，P 为螺纹螺距。 p 螺旋副材料的许用压力， /MPa。可取 p 1825 MPa。对梯形螺纹，h0.5P ，式（1）可演化为设计计算式： d2 0.8 式中 螺母高度因数， H / d2 ,一般可取 2.53.5。计算：d2 0.8 =0.8 =16.8mm 取 d2=18mm 公称尺寸 d 螺距 p 螺纹中径d2、 D2内螺纹大径 D4外螺纹小径d3内螺纹小径 D120 4 18 20.5 17.5 18H =d2=2.518=45mmu =11.25p = =15.7 满足耐磨性条件3.2 自锁性校核计算滑动螺旋起重器必须保证可靠的自锁性，自锁的条件为： v ， v arctan 式中 螺纹升角；f螺旋副材料的摩擦因数，一般可取 f 0.080.1 ； 牙型半角（牙侧角），梯形螺纹 /2 15o。计算：取 f 0.1 = =4.05v arctan =arctan =5.91因此满足自锁的条件： v3.3 螺杆强度计算起重时螺杆受压和受扭，按第四强度理论计算： ca 式中 A螺杆螺纹段的危险截面面积，A ，/mm2 ;WT 螺杆螺纹段的抗扭截面系数，W
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