螺旋起重器说明书

螺旋起重器设计计计算说明书学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学号：班级：130131姓名：指导老师：2022年4月27日前百螺旋起重器是一种简单的起重机械，体积小，携带方便，运用范围广。螺旋起重器是以手柄的往复运动，通过螺杆与螺母的相对运动，从而达到重物的上升与下降。它的结构主要有：托杯、螺钉、螺母、手柄、档环、螺杆与底座。起重的最大重量是它工作的一个重要指标。y档环档环螺杆底座y档环档环螺杆底座螺母紧定螺钉托杯目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、原始资料 1二、设计内容 1.螺杆的设计与计算.. 1螺纹类型的选择. 1螺杆材料的选择. 2确定螺杆直径 2螺旋副锁条件的校检 2螺杆强度校 2螺杆稳定性校核 3.螺母的设计与计算 4螺母材料选择 .5确定螺母工作圈数 5确定螺母外径D 5确定螺母凸缘外径D1 5螺母螺纹牙强度校核 6螺纹牙危险截面的剪切强度为 6螺纹牙危险截面弯曲条件为 6.手柄的设计与计算 .7手柄材料的选择 8确定手柄长度 8确定手柄直径 8.托杯的设计与计算 .8托杯材料的选择 8确定托杯尺寸 8.底座的设计与计算 9底座材料的选择 9确定底座的尺寸 9.其他零件的选择 10.螺旋起重器效率 10三、课程小结 11四、参考文献 12一、原始资料起重量Q（kN）20起重高度L（mm）250F=Q=20kNL=250mm注：建议采用梯形螺纹二、设计内容.螺杆的设计与计算图1螺杆结构简图①[1]表14-1螺纹类型的选择由于梯形螺纹牙根强度高、可中性好，故选用梯形螺纹①。

螺杆材料的选择螺杆材料选择45钢①，屈服强度。s取355MPa②。确定螺杆直径由耐磨性初选螺纹中径，因选用梯形螺纹，螺杆低转速转动，故选用钢-青铜许用压强[p]=25MPa,摩擦系数f=0.10③，①=H/d2螺纹中径%>0.8、，W=0.8xj202缄162 H[p] 22x25由挤压强度初选螺纹小径，取[O]=os/5④⑤i4x1.3F ；4x1.3x20x103综上所逑确定蟠标直径按而助5到596-2的5选取螺杆d=32mm,d=29mm,d=22mm,p=6mm,n=1螺母D=33mm,D2=d2=29mm,Di=26mm1.4螺旋副自锁条件的校检对于传动螺杆一般应确保自锁要求，以避免事故，当量摩擦系数f=0.10，梯形螺纹牙型角0=30°若满足自锁性需满足^(pv其中为螺纹升角，pv是螺旋副当量摩擦角Pv=arctanfv,fv是当量摩擦系数V=arctan n^-——=arctan x>=3.77°兀d2 29兀、p,,=arctanf=arctan0.10=5.71°中〈pv产口入满足要求1.5螺杆强度校核螺杆工作时承受轴向拉力(或压力)F和转矩T联合作用，根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力⑥I4F (T、2o=1(—)2+3 <[O]c\nd1 10.2d13)dd ， 、d-T=Ftan(V+Pv)与①[1]表14-6②[2]表2-7③[1]表14-7[p]=25MPaf=0.10①=H/d2④[1]表14-8⑤[1]式14-22d=32mmd=29mm2d=22mm1p=6mmn=1D=33mmD=d=29mm2D=26mm1⑥[1]式14-333所以d 29 T=Ftan(V+P,—=20x103xtan(3.77°+5.71°)x—b48425N,mm21 21i/4x20xi/4x20x103、 0/o=■( )2+3x(c、'兀x222484250.2x223)2b65.7MPaN&LI故满足强度要求。1.6螺杆稳定性校核对于长径比大的受压螺杆，当轴向力超过某一临界值时，螺杆就会发生侧向弯曲而失稳，故需检验其稳定性，螺杆稳定性条件为：s=scFcrs=scFcrFr>2.5〜4F兀2EI(PL)2①[1]式14-34其中：s是螺杆稳定性计算安全系数F是螺杆的临近载荷E是螺杆材料的弹性模量L是螺杆计算长度I是螺杆危险截面的极惯性矩I=也464P是螺杆长度系数，其与螺杆端结构有关计算中p=2②[3]P2螺杆头部长度B=(1.4〜1.6)d②取B=51mm②[3]P2螺母高度H=①d2=29x2=58mm螺杆工作长度L=B+L+H=51+250+58=359mms=sc工=75s=sc工=75=3.75

F20故Fcr兀2EI兀x2.06x10ux兀(25、10一3)4(PL)2 64 b75kN(2x359x10-3)2由上知满足稳定性要求。2.螺母的设计与计算Di图2螺母结构简图.2.1螺母材料选择为提高耐磨性，螺母选用强度较低的青铜材料。2.2确定螺母工作圈数由耐磨性确定螺母圈数：螺母凸缘高度hDi图2螺母结构简图.2.1螺母材料选择为提高耐磨性，螺母选用强度较低的青铜材料。2.2确定螺母工作圈数由耐磨性确定螺母圈数：螺母凸缘高度h=—（取整）=—»19mm3 3螺母工作螺数Z=-=58氏10P6为使螺纹各圈受力均匀，一般要求n<102.3确定螺母外径D：由拉伸扭转强度条件公式—1.3F—<b]=0.83卜]①，I]取50MPa②兀(D2—d2) b'b J4得D>42.7mmD取52mm①13P②13P42.4确定螺母凸缘外径D：1D二(1.3〜1.4)D③故取D=72mm按挤压强度验一 1b]二(1.8〜2)pF算南④取LL1.8口］=74.7MPa <兀(D2-D2)

1 4L10.72MPa〈L]p③b]P5④b]P5故D满足挤压强度计算12.5螺母螺纹牙强度校核螺纹牙危险截面的剪切强度为①1」L4—31②[1] 表14-6T①1」L4—31②[1] 表14-6其中螺纹牙根部厚度b=0.65p=0.65x6=3.9mm,Z为旋合圈数Z=牛=10,许用切应力□=(30~40)MPa②t= 20x103 .4.95MPa〈口兀x33x3.9x10故满足剪切强度条件。螺纹牙危险截面弯曲条件为6—l\1③1」式14-32④1」表③1」式14-32④1」表14-8b兀Db2Z b其中l是弯曲臂力l=~~=~—mm=2mm2 2I」=(40~60)MPa④b、 '6x20x103x2 r」o= 六15.22〈O」b兀x33x3.92x10 b故满足弯曲强度条件。.手柄的设计与计算图3手柄安装位置结构示意简图图3手柄安装位置结构示意简图图4手柄结构示意简图图4手柄结构示意简图手柄材料常选用碳素结构钢Q235TOC\o"1-5"\h\z与螺纹力赛之手柄长度喳打干Fxl应大于螺杆端面力矩Ti 1pp 2T=48425mmiT=1(D+D)fF①，其中2 4 2 3D3=(0.6~07)d②,D取22mm3①13P3②13P4③13P①13P3②13P4③13P4④13P44D=D_—(2〜4)mm④，D取58—4=54mm2 4 2故T=工(54+22)x0.10x20x103=38000N•mm24故T=<+T=48425+38000=86425N•mm86425150mm-576.16mm取l-577mm

p⑤13P6当起重量为50kN以下，用一人工作时，在间歇工作情况下，一个工人的臂力Fp=150〜250N，在工作较长的时候可取F86425150mm-576.16mm取l-577mm

p⑤13P63.3确定手柄直径dp手柄弯曲强度条件Fl<——p-b]，其中I]p120N；mm2⑤

pp32b b取d-20mm

pdNJ6425X32.19.43mm

p3取d-20mm

p注：手柄插在螺头部的孔中，一端在制造时直径锻大一点，

而另一端加挡圈以防止脱出。4.托杯的设计与计算图5底面为环面的托杯托杯材料的选择托杯选用底面为环面的结构材料，选用Q235确定托杯尺寸D5=(2.4〜2.5)d取D5=80mmh=(1.5~1.8)d取h'=57mmB=(1.4~1.6)d取B=51mmD4=(1.7~1.9)d取D4=58mmD3=(0.6〜0.7)d取D3=22mmD2=D4-(2〜4)取D2=54mm按经验数据决定厚度5=10mm

5.底座的设计与计算D1-P2A图6底座结构示意简图底座材料的选择底座材料选用HT150确定底座的尺寸按经验数据决定铸铁壁厚5=8mmL座L+(20〜30)mm=338+30=368mmL=L+H+30=L+甲d+30=250+2*29+30=338mm2由几何关系求得D=83mm7底面直径Da由挤压应力计算6

兀(D2兀(D2-D2)一＜1x-42N：:mm2①①13P64x20x103+832°140.08mm九x2D=141mm6考虑到螺母与底座配合处对中条件好，因此螺母凸缘外径D=72mm比底座内径小，即D〈D,取D=76mm，则1 1 1 1D1+2A=76+2x8=92mm1.其他零件的选择螺母上紧定螺钉根据结构尺寸有国标选出。GB/T71-1985M6x1214级螺杆下面档块可取直径D廿d+5mm=37mm厚度h=5mm，挡块可选用固定螺钉与螺杆连接固定。螺杆顶部挡块可取直径D〉D/取D=25mm而能使托杯自由转动，厚度可取3mm，选用螺钉与螺杆顶部固定。.螺旋起重器效率螺杆每旋转一周所需输入功为A螺杆每旋转一周所需输入功为A2=2冗T带入数值即为A2=542749N-mm所做有效功为4=QS，其中Q为起重量，S为螺纹导程，带入数值为A=120000N-mm故螺旋起重器效率丑=故螺旋起重器效率丑=A120000A2542749课程小结这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务，更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。感觉设计对我们这些刚刚入门（或者在某种意义上来说还是门外汉）就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺没有劲的。反正按照步骤一定可以完成设计任务，其实不然。设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统总结与应用，还是对自己体质的