机械设计——《螺旋传动设计说明书》.doc

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: 机电工程学院 班号: 0508109 姓名: 刘大鹏 日期: 2007年9月29日 目录一、选择螺杆、螺母的材料3二、螺杆强度计算及螺纹参数确定3三、耐磨性校核3四、螺纹牙的强度校核4五、自锁条件校核5六、螺杆的稳定性校核5七、螺母外径及凸缘设计5八、手柄设计6十、各部分尺寸及参数(不包括螺纹部分)7十一、参考资料7一、 111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B=600MPa， S=480 MPa。由于千斤顶属于低速重载的情况，故螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3二、 螺杆强度计算及螺纹参数确定以d表示公称直径, p表示螺距, d2表示中径, d1表示小径, 表示螺母大径，H表示螺母高. 取螺纹旋合圈数为10. （1）式中：T1螺纹副摩擦力矩， （2）螺纹升角.此处需要用到中径及螺距，经查阅资料,暂按照d2=29mm，np=60mm计算，然后进行校核.则:,.查课本80页表5.10,得:=0.09,螺纹摩擦角 把已知的值代入（2）式得：由课本79页查得螺杆的，所以取。代入（1）式，形成一个方程，解之，得 =22.72mm查机械设计课程设计第114页，取公称直径为32mm, p=6mm, d2=29mm, =25mm，=33mm.螺纹旋合圈数z=10,螺母高 H=60.三、 耐磨性校核螺杆选用45号钢，螺母选用铸造铝青铜ZCUAl10Fe3,选用梯形螺纹，查课本78页表5.8，得 ，整体式螺母，按2代入计算：式中：Q轴向载荷 Nd2螺纹中径 mmp许用压强 Mpap螺距而选择的 =29，符合条件。四、 螺纹牙的强度校核螺纹牙危险截面处的剪切强度式： 式中：Q轴向载荷 N螺母螺纹大径 mmz螺纹旋合圈数，z=10b螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.90m螺母材料的许用剪应力，查表 显然满足弯曲强度条件式：式中：Q轴向载荷 N螺母螺纹大径 mmz螺纹旋合圈数，z=10b螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.90mb螺母材料的许用弯曲应力，查表 l弯曲力臂，显然满足螺纹牙的强度满足条件.五、 自锁条件校核 满足自锁条件.六、 螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值式中：螺杆的最大工作长度 +l退刀槽H螺母=zp=106=60 mm假设手柄直径为d手柄=25 mm, h1=(1.82)d手柄=4550 mm假设退刀槽长度为5mm， 则长度系数 ，对千斤顶，可看作一端固定，一段自由，取=2螺杆危险截面惯性半径 mm对于45号钢，取螺杆的临界压力满足稳定性要求.七、 螺母外径及凸缘设计 八、 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承面间的摩擦力矩.设F为加在手柄上的力，取, 为手柄长度。则公式中的编号见大作业第9页图b取取托杯选铸铁，手柄选Q215,则摩擦系数f=0.12，则 T2=97964.557 NmmL=L+D/2=472.2+27.5=499.7, 取L=550mm手柄直径查大作业，查阅手册知，可取100.取手柄直径d=28mm.九、 底座设计螺杆落到底面后，再留2030mm,斜度1:10,厚度应大于8mm.取10mm.D5由结构设计，试取D5=160mmD4=1.4D5=224mm校核底面的挤压应力，,可在混凝土地面的情况下使用.底座高为285，这样螺杆落到底面后，螺钉底部距地面尚余30mm的空间.十、 各部分尺寸及参数(不包括螺纹部分)固定挡圈用的螺钉4.8级GB/T5780-2000M820 螺杆顶部固定螺钉4.8级GB/T5780-2000M812紧定螺钉GB/T71-1985M635手柄长度L=550mm 手柄直径d=28mm螺杆长度260mmD=55mm；D1=25 mm；D2=48mm；D3=67.2mm；D4=224mm；D5=160mm (以上数据均已在前面的计算中得出)DT=（2.02.5）d=6480mm，取80mma=8mm；t=6mm，b=(0.20.3)H=1218mm取15 mm，=10mmh=(0.81)D=4455mm,取45mm；h1=45mm；h2=0.7 D1 = 17.5mmS=1.8=18mm挡圈内径9mm ，高5mm底座高285mm装配完成后，千斤顶的高度在390590mm的范围内升降.各符号的意义参见机械设计作业指导中的图2-1 a) 和图2-1 b).十一、 参考资料1 王知行, 邓宗全. 机械原理. 高等教育出版社, 2006, 5: 142陈铁鸣机械设计哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2