螺旋起重器.doc

机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计螺旋起重器 过程装备与控制工程1203姓名：钱跃杰学号：201202060317指导老师：周国斌浙江工业大学机械工程学院2014年10月17日目 录1、 设计任务.32、 设计内容. 3 1.螺杆的设计与计算. 31.1.螺杆螺纹类型的选择.31.2.选取螺杆材料.31.3.确定螺杆直径.31.4.自锁验算.31.5.螺杆结构.4 1.6.螺杆强度计算.41.7.稳定性计算.5 2.螺母设计与计算.52.1.取螺母材料.62.2.确定螺母高度及螺纹工作圈数.62.3. 核螺纹牙强度.62.4. 螺母与底座孔的配合选择.63. 托 杯的设计与计算.74.手柄的设计与计算.84.1.选取手柄材料.84.2.手柄长度.84.3.手柄直径.85. 底座的设计与计算.9千斤顶设计计算和说明 计 算 及 说 明结 果一设计任务：起重量Q：27KN，起升高度H：300mm1装配工作图1张(A2或A3图纸)；2所有非标准零件工作图（图纸规格自定）；3设计计算说明书1份二设计内容1. 螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有三角形螺纹矩形螺纹、梯形螺纹与锯齿形螺纹，常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角=30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺性能好，牙根强度高，且定心性较好。故选梯形螺纹。1.2选取螺杆材料 螺杆材料选45钢，性能等级4.8级。 ;安全系数=3.5; 1.3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及其它尺寸。 取P=10MPa， 查机械设计手册，取d=40mm，P=7mm，d1=33mm,d2=36.5mm1.4自锁验算自锁条件是，式中：为螺纹中径处升角；为当量摩擦角,当量摩擦角取f=0.14 取 所以， ；满足自锁条件。1.5结构 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dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp+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。退刀槽的宽度取为9mm。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端有的倒角。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端安置钢制挡圈，挡圈用紧定螺钉固定在螺杆端部（挡圈和螺钉均采用标准件）。1.6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。强度计算公式:其中扭矩故，满足强度要求1.7螺杆的稳定性计算 I =稳定性计算（1）计算临界载荷E=210GPa (2) 稳定性计算满足稳定性要求2. 螺母设计与计算2.1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。此题选青铜2.2确定螺母高度H及螺纹工作圈数u螺母高度H=d2，螺纹工作圈数，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1.5(u应圆整)。考虑到螺纹圈数u越多，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。螺母高度由下式计算：H= up。螺母高度H：H =d2 =1.536.5=54.8mm螺纹工作圈数实际螺纹圈数u = u+1.5 =7.8+1.5=9.3，圆整取u=10螺母实际高度H：H= uP =107=2.3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13。必要时还应对螺母外径D3进行强度验算。螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：；查表，b=0.65P（梯形螺纹），h=0.5P取30-40Mpa, 取40-60Mpa故，满足剪切强度条件满足弯曲强度条件2.4螺母与底座孔的配合选择螺母压入底座上的孔内，圆柱接触面间的配合采用配合。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，采用紧定螺钉，紧定螺钉采用标准的M6*20的紧定螺钉。,倒角半径均为2mm。3.托杯的设计与计算托杯采用铸钢铸成，在上表面制有切口的沟纹，另外在螺杆和托杯底部采用人工间歇供给润滑油。验算接触面间的压力强度，满足强度。4.手柄设计与计算4.1手柄材料采用Q235钢，许用弯曲应力。4.2手柄长度Lp设计公式，取。螺旋副间的摩擦阻力矩：托杯与轴端支承面的摩擦力矩：代入数据得考虑螺杆头部直径及手握的长度，手柄的实际长度为为了减少起重器的存放空间，一般取实际手柄长度不大于起重器的高度，当起重量较大时，可在手柄上套一长套管以增大力臂，达到省力的目的。4.3手柄直径dp设计条件代入数据得，圆整得手柄孔径。4.4结构手柄插入螺杆上端的孔内，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面加上挡环，用螺钉固定。5底座的设计与计算底座材料选用HT250铸铁壁厚取，选梯形螺纹选45钢d=40mmP=7mmd1=33mmd2=36.5mm满足自锁条件螺杆满足强度要求螺杆满足稳定性要求螺母材料选 ZCuSn10Plu=10H=70mm螺纹牙强度满足要求D=41mmD3=60mmD4=80mm=24mmD13=70mmD12=66mmD11=26mmD10=100mm托杯满足强度要求手柄材料选Q235钢底座材料选用HT250H1=320mmD