哈工大机械设计大作业_螺旋起重器设计书.doc

1、 设计任务设计一螺旋起重器，起重量，最大起重高度，其结构件图如图1所示。图1 螺旋起重器简图2、 设计要求1. 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。2. 撰写设计说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。3、 设计过程1. 选择螺杆、螺母的材料由参考文献1表8.11，考虑到低速重载的工况，螺杆采用45钢调质，由参考文献2查得抗拉强度，。螺母材料用铸造铝青铜。2. 耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜，有参考文献1表8.11查得，取。按耐磨性条件设计螺纹中径，选用梯形螺纹，则。由参考文献1查得，对于整体式螺母系数，取。则式中：轴向载荷，；螺纹中径，；许用压强，。查参考文献2表11.3取公称直径，螺距，中径，小径，内螺纹大径。3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：式中：轴向载荷，；螺纹小径，；螺纹副摩擦力矩，为螺纹升角，；螺杆材料的许用应力，。查参考文献1表8.13得钢对青铜的当量摩擦因数，取，螺纹副当量摩擦角。把已知的值代入的计算公式中，得查参考文献1表8.12可以查的螺杆材料的许用应力，取。显然，螺杆满足强度条件。4. 螺母螺纹牙的强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为：式中：轴向载荷，;螺母螺纹大径，；螺纹旋合圈数，取；螺纹牙根部厚度，梯形螺纹。代入数值计算得查参考文献1表8.12螺母材料的许用剪应力，显然。螺纹牙根部的弯曲强度条件为式中：弯曲力臂，其他参数同上。代入计算得参考文献1表8.12得螺母材料的许用弯曲应力。显然，即满足螺纹牙的强度条件。5. 自锁条件校核因，因此满足自锁条件。6. 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。设为加在手柄上的力，取，为手柄长度，则。有图2 螺旋起重器设计参数示意图公式中的符号见图2，取。，取。托杯选铝青铜，手柄选，查参考文献1表8.13，则，取，加套筒长。手柄直径，查教材可得：，查参考文献2表10.1，则，取。代入数值计算得取手柄直径。7. 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，取螺母中部到另一端支点的距离，则。、符号参见图2，指螺杆与手柄座相接处的尺寸。查参考资料2表11.20知，；，取，则长度系数，对千斤顶，可看做一端固定、一端自由，取。代入以上数值得对于45钢调质，当时：因此，满足稳定性要求。8. 螺母外径及凸缘设计(参见图2)螺纹外径。螺纹凸缘外径，取。螺纹凸缘厚，取。9. 底座设计螺杆下落到地面，再留空间，底座铸造起模斜度，厚度。由结构设计确定，。，取。结构确定后，校核地面的挤压应力：地面材料选择铸铁，查参手册得铸件壁厚时，。显然，满足设计要求。10. 其他零件设计托杯的设计：根据结构尺寸经验公式，有（符号见图2），取；，取；，取；。防止螺母随螺杆转动，用紧定螺钉将螺母固定在底座上，紧定螺钉直径。防止螺杆全部从螺母中旋出，在螺杆的底端安装一挡圈，其厚度为、内径、外径，并用的螺钉固定。同时防止托杯与螺杆分离，安装厚度为、内径、外径的挡圈，用的螺钉固定。4、 螺旋起重器装配图另附图5、 参考文献1 宋宝玉,王黎钦.机械设计.北京:高等教育出版社,2010.2 宋宝玉.机械设