哈工大机械设计螺旋传动

1、哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）HarbinInstituteof Technology机械设计大作业设计题目： 螺旋千斤顶院 系：班 级：设 计 者：学 号：指导教师：设计时间： 2016 年哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）设计实践任务书题目：螺旋起重器设计原始数据及要求： 螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量 FQ =50KN ，最大起重高度 H=150mm一 强度校核1. 耐磨性计算2. 螺杆的强度校核3. 螺旋牙的强度校核4. 自锁条件校核5. 螺杆的稳定性校核6. 手柄设计7. 底座校核二 主要部件尺寸三 参考文献强度计算1. 选择螺杆 螺母的材料螺杆采用 45

2、钢调质，由参考文献【 2】表 10.2查的抗拉强度 b 600MPa ，s 355MPa 。螺母材料用铝青铜 ZCuA110F3（考虑速度低）2. 耐磨性计算选用梯形螺纹， h 0.5 p哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）d2 0.8 FQ 28.23mmd2 29mm2 p 取 2式中d2 梯形螺纹的中径（ mm）FQ 起重载荷（ N）系数，整体式螺母，取 2 p 螺旋副的许用压强（ MPa），钢-青铜，低速，查表 8.11可取 p 20MPa 查GB/T5796.22005取外螺纹公称直径 d 32mm，螺距 p 6mm，外螺纹中径 d2 D2=d 3 29mm,，小径 d3 d 7 2

3、5mm，内螺纹大径 D4 d 1 33mm，小径 D1 d 6 26mm ，且有 Hd2 2 29mm 58mm。3. 螺杆强度校核e（4FdQ2）2 3（16dT31）2 d1d1FQ 螺杆受到的轴向载荷（ N）；T1 螺杆受到的摩擦力矩（ N mm）;d1 螺纹小径（ mm）; 螺杆材料的需用拉应力（ MPa），查表，取 S=3,则355 s Mpa 118.33MPa33其中dT1 FQ tan（V ） 22V 为当量摩擦角， V arctan f 取 f 0.08 ,cos为牙侧角， 2 15 ， 算得 V 4.73为螺纹升角， arctan s arctan np arctan p

4、3.76d2d2d2算得T1 108223 N mm进而得到 e 68.66MPa 哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）显然 e ，螺杆满足强度条件。4. 螺母螺旋牙强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度强度条件为FQz D4bD4 螺母螺纹大径，由上可得 D4 34mm z螺纹旋合圈数，取 z 5 b 螺纹牙的根部厚度（ mm），对于梯形螺纹， b 0.65 p 3.9mm 螺母材料的许用剪应力（ MPa ），查表 8.12可知 30 40MPa算得 22.74 MPa ，满足剪切强度条件 螺纹牙根部的弯曲强度条件为 b3FQl2 z D4bD4 d2 33 29l 弯曲力臂（ mm）， l4 2

5、 2mm22 b 螺母材料的许用弯曲应力（ Mpa ），查表 8.12 可知b 40 60MPa计算得到 b 38.06 MPa b 满足弯曲强度条件。5. 自锁条件校核螺纹升角，由 2 中计算可知 3.76V 当量摩擦角，由 2 中计算可知 V 4.73所以 V满足自锁条件6. 手柄设计托杯选铸铁材料，手柄选 Q215（1）手柄长度计算L T1 T2FQ哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）F 扳动手柄的力，取 F 300 NT1螺旋副与托杯之间的摩擦力矩，由上面计算可知T1 FQ tan(V) d2 108223N mm2T2螺杆端面与托杯之间的摩擦力矩，T2 13 fFQ3D 2 4D1

6、2 3D (2 4) 2 D1 2 2取 f 为 0.12，则D (1.6 1.8)d 51.2 57.6m，取 D 52mm D1 (0.6 0.8)d 19.2 25.6mm，取 D1 24109828N mmD 2 4 3 D1 2 3D (2 4) 2 D1 2 2代入初始公式中有 L 789.93mm ，取 L 100mm，加套筒 700mm。（2）手柄直径计算d 手柄 3 F L手柄 0.1 s b 手柄材料的需用弯曲应力， bs ，对于 Q215 ， s 205MPa ，1.5 2则 b s 102.5 136.7MPa ，取 b 136MPab 1.5 2 b计算得 d手柄 2

7、5.22mm ，为保证安全，取 d手柄 26mm。7. 螺杆的稳定性校核Qc 2.5FQ4ld1l 螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一端支点的距离，则 l 150 H2螺母 +h1 l退刀槽 。H 螺母 h1 符号参见图 3.1， l退刀槽 指螺杆与手柄座相接触的尺寸，差手册可知哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文)l退刀槽 =4mm。H 螺母 = zp 5 6 30 mm手柄的直径为 d手柄 =26mm ，由结构尺寸经验的公式 h1 (1.8 2)d手柄 =46.8 52mm ，取 h1 47mm，则 l (150 9 47 4) 211mm螺杆长度系数，对于螺旋起重器，可看作一端固定一端自

8、由，查表 8.14可取 2 。代入以上数值得4ld14 2 2112567.52对于淬火钢螺杆85 时：4901 0.0002 2d1125813N得到 Qc 2.52 (2.5 4) FQ满足稳定性条件8. 底座校核螺杆落到底面后，再留 2030mm，斜度 1:10，厚度取 10mm，224 (D42 D52)3.39MPa4000022 (1752 1252)4由结果知，螺旋起重器在最大载荷下可以在木材上使用。 在底面材料为砖(白灰砂浆) 、砖(水泥砂浆)及混凝土上使用时可以在下面垫上 块厚度合适的模板。二 . 主要部件尺寸DT (2.0 2.5)d ，取 DT 2.5d 75mm；D (

9、1.6 1.8) d ，取 D 1.8d 54mm ；D1 (0.6 0.8)d ，取 D1 0.8d 24mm；哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文)D2 1.5d 45mm ；D3 1.4D2 63mm；b (0.2 0.3)H ，取 b 0.2H 11mm 。h (0.8 1)D ，取 h 0.8D 40mm ；h1 (1.8 2)d1 ，取 h1 1.8d1 47mm；h2 (0.6 0.8)D1 ，取 h2 0.6D1 15mm；d3 (0.25 0.3)D1 ，取 d3 0.3D1 8mm；a 6 8mm ，取 a 8mm ；t 4 6mm，取t 5mm 。固定托盘用的挡圈内径 8mm ，外径 26mm ，厚5mm ；螺钉GB/T5783-2000A M8 10 螺杆底部挡圈内径 8mm ，外径 34 mm ，厚5mm ；螺钉 GB/T5783 - 2000A M8 16 紧定螺钉 GB /T71 1985 M 8 20。其余铸造圆角，取 R 2mm 。螺旋起重器(千斤顶)装配图见 A3 图纸。三 . 参考文献1 宋宝玉，王瑜，张峰主编 . 机械