哈尔滨工业大学 机械设计 课程 大作业 螺旋起重机的设计千斤顶 哈工大

1、螺旋起重机的设计-段泽军哈尔滨工业大学机械设计课程大作业螺旋起重机的设计（最终版）设计人： 段泽军 学 号： 1120810810 院 系： 机电工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 1208108 - 8 -目录机械设计大作业任务书- 1 -一，螺杆、螺母材料的选择- 2 -二，耐磨性设计- 2 -三，螺杆强度设计- 2 -四，螺母螺纹牙强度校核- 2 -五，自锁条件校核- 3 -六，螺杆的稳定性校核- 3 -七，螺母外径及凸缘设计- 4 -八，手柄设计- 4 -九，底座设计- 6 -十，其他配件设计- 7 -十一，参考文献- 7 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：螺旋起

2、重器的设计设计原始数据：题号起重量FQ/kN最大起重高度H/mm3.1.130180表1 螺旋起重器的示意图及已知数据一，螺杆、螺母材料的选择螺杆采用45钢调质，参考GB/T 699知其抗拉强度b=600MPa，屈服点s=355MPa；考虑到速度低并且要求耐磨，参考GB/T 1176，螺母材料选用10-3铝青铜 ZCuAl10Fe3。二，耐磨性设计根据选用的螺杆螺母材料，参考参考文献3表8.11，可知许用压强p=1825MPa，取p=20MPa。选用梯形螺纹，根据耐磨性条件，螺纹中径d20.8FQp。选用整体式螺母，根据参考文献3P184内容，=1.22.5，此处取=2。则d20.8FQp=2

3、2.0mm三，螺杆强度设计根据第四强度理论，考虑到本设计属于起重螺旋的情况，选取梯形螺纹，可知螺杆螺纹小径d14×1.25F。参考参考文献3表8.12，=s35=71118MPa，取=80MPa，F=FQ，则d14×1.25FQ=24.5mm根据耐磨性条件及强度条件，参考GB/T 5796.2及GB/T 5796.3，选择公称直径d=32mm，螺杆螺纹螺距P=6mm。则螺杆螺纹中径d2=29mm，小径d1=25mm，均满足上述条件。该组螺纹其他数据为：内螺纹大径D4=33mm，小径D1=26mm。四，螺母螺纹牙强度校核螺母螺纹牙根部剪切强度条件为：=FZd'b上式中

4、，F取FQ；d取D4=33mm；=Hd2=2，旋合高度 H=58mm，则旋合圈数 Z=HP10；螺纹牙根部厚b=0.65P=3.9mm，则=FQZD4b=7.42MPa根据参考文献3表8.11，螺母材料的许用剪切应力=3040MPa，显然。螺母螺纹牙根部弯曲强度条件为：b=3Fld'Zb2b上式中，F取FQ；弯曲力臂 l=D4-d22=2mm；d取D4；Z10；b=3.9mm，则b=3FQlD4Zb2=11.42MPa根据参考文献3表8.11，螺母材料的需用弯曲应力b=4060MPa，显然bb。综合以上两点，本设计满足螺母螺纹牙强度条件五，自锁条件校核螺旋的自锁条件为上式中，取螺杆螺纹

5、升角=tan-1npd2=3.7679°；根据参考文献3表8.13，螺杆螺母螺纹副当量摩擦因数f=0.080.10，则螺纹副当量摩擦角,=tan-1f'=4.57395.7106°。显然满足自锁条件。六，螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值=4ld1上式中，螺杆最大工作长度 l=180+H螺母2+h1+l退刀槽；其中，根据手册，l退刀槽=9mm；H螺母=ZP=60mm；假设手柄直径d手柄=20mm，根据经验h1=（1.82.0）d手柄=3640mm，取h1=38mm，则l=180+H螺母2+h1+l退刀槽=257mm由于千斤顶螺杆一端固定一段自由，故取长度系数=2，则=4l

6、d1=82.24对于螺杆材料，当90时，螺杆稳定的临界载荷FcFc=3401+0.000132d124=88810.68NFCF=2.962.5综上，可知本设计满足稳定性要求。七，螺母外径及凸缘设计图1参看图1螺纹外径D21.5d=48mm；螺纹凸缘外径D31.4D2=67.2mm，取D3=68mm；螺纹凸缘厚b=（0.20.3）H=1218mm，取b=16mm。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撑面间的摩擦力矩。取加在手柄上的力F=250N，L为手柄长度，则FL=T1+T2。有T1=FQd22tan(+')=72627NmmT2=13fFQD-243

7、-(D1+2)3D-242-(D1+2)2上式参看图2。D =（1.61.8）d=51.257.6mm，取D =56mmD1=（0.60.8）d=19.225.6mm，取D1=24mm图2托杯选铸铁，手柄选Q215，摩擦因数f=0.12，则T2=13fFQD-243-D1+23D-242-D1+2274940NmmL=T1+T2F=590.27mm取L=200mm，加套筒长450mm。手柄直径d手柄3FL0.1b；根据参考文献3b=s1.52；根据GB/T 700,，手柄材料屈服点s=205MPa，则b=102.5136.7MPa，取b=110MPa，则d手柄3FL0.1b23.76mm取手柄

8、直径d手柄=25mm九，底座设计螺杆下落到底面，下部预留2030mm，底座铸造起模斜度1:10，厚度10mm。图3D5由结构设计确定，参考图3，结合几何关系，取D5=120mm；D4=1.4D5=168mm。校核底面挤压应力：p=4FQ（D42-D52）=2.76MPa底面材料选择铸铁HT100，查表得铸件壁厚=3050mm时，b80MPa，p=0.40.5b=(3240)MPa。显然，pp，满足设计要求。十，其他配件设计托杯在螺杆上及螺杆下部的挡圈厚度为4mm，外径取36mm，内径取10mm。底部螺栓及托杯挡圈处螺栓GB/T 5783-2000 M8×16紧固销钉 BG/T 71-1985 M6×16DT=2.02.5d=7290mm6，取DT=80mm=10mm a=8