哈工大机械设计大作业2

一、设计题目

设计起重量，最大起重高度的螺旋起重器。

要求绘制装配图，撰写设计说明书。

二、选择螺杆、螺母的材料

螺杆采用45钢调质，由参考文献［2］表10.2查得抗拉强度，。螺母材

料用铝青铜ZCuAllOFe3（强度高，耐磨）。

三、耐磨性计算

根据所选材料，由参考文献⑴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：

d..>0.8I—=0.81300°°为/〃=29.54〃切

标㈤V2x11

式中：与-轴向载荷，N；

d2-螺纹中径，切加；

［夕］-许用压强，.八。

查参考文献［2］表11.3和表11.4取公称直径，螺距，中径，小径，内螺

纹大径，内螺纹小径。。

四、螺杆强度校核

根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为：

式中：FQ-轴向载荷，N；

4-螺纹小径，mm；

1\-螺杆受力矩，£=I1tan(2+“)与，N・加，4为螺纹升角，

乙

A=arctan—=3.312。

7id2

［夕］-螺杆材料许用应力，MPa。

由参考文献⑴表8.13得钢对青铜的当量摩擦因数，取，螺纹副当量摩

擦角。

代入数值得：

33

7\=30000xtan(3.312+5.143)x—-nun=73580.84N•nm

12

『4x3000012116x73580.84丫..p

er=J--------+3x-------------MPa=52.MMPa

^x292)l万x29，)

由参考文献［1］表8.12查得螺杆材料许用应力一。

显然,，满足螺杆强度条件。

五、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：

ZTiD.b

式中：与-轴向载荷，N；

&-螺母螺纹大径，mm；

z-螺纹旋合圈数，z=9；

b-螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=3.9mm。

代入数值计算得：

查阅参考文献⑴表8.12得螺母材料许用切应力，显然,

螺纹牙根部的弯曲强度条件为：

3FQ1J1

%=—TTr-区」

z冗Dp」

式中：/一弯曲力臂，1=—-----=————mm=2/77/ZZ；

22

FQ-轴向载荷，N；

&-螺母螺纹大径，皿n；

z-螺纹旋合圈数，z=9；

b-螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=3.9mm。

代入计算得：

查参考文献⑴表8.12得螺母的许用弯曲应力[%]=4060,据o

显然,，满足螺纹牙强度条件。

六、自锁条件校核

由以上步骤得到:一故:

入G6

满足自锁条件。

七、螺杆的稳定性校核

螺杆的柔度值：

/-螺杆的最大工作长度，加，取螺母中部到另一端支点间的距离,

式中.〃

、.则1180+产+%+/退刀槽

查阅相关手册知，。

假设手柄直径为，由结构经验公式，暂取，则:

1=(180+27+50+18)mm=275mm

代入以上数值得:

A=皿=4-2x275=7586

429

对于45钢，当时:

340也=-------340.......JX29-=128467.87.V

1+0.00013*41+0.00013x75.8624

2/28467.87=“8>2.5

30000

因此，满足稳定性要求。

八、螺母外径及凸缘设计

D3

螺纹外径。p1.5d=1.5x36mn=54/〃/〃。

螺纹凸缘外径4«1.44=1.4X54mm=75.6mm,取&=76mm

J4Jo

螺纹凸缘厚

Z?=(0.20.3)II=(0.20.3)x54mm=10.816.2mm,取b=15mm。

九、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

支承面间的摩擦力矩。设加在手柄上的力,，则。

D1-2

D-(2-4l

根据之前计算有:

33

r_1[D-(2-4)]-(D,+2)

”=§Q[D^(2-4)]12-(D

D=(1.61.8)d=(1.61.8)x36mm=57.664.8mm,取D=60mm。

I)、=(0.60.8)d=(0.60.8)x36mm=21.628.8mm,取[)1=25勿/〃。

托杯选铸铁，手柄选Q215,摩擦因数，则:

1[D-(2-4)]3-(D,+2)3

7；=-£F0；---------劣一Y1X78814.29.V.mm

3°[D-(2-4)]2一(“+2)2

73580.84+78814.29

1=£Imm=507.98加勿

F300

故取/=300/7/w,加套筒长500〃〃〃。

手柄直径，查手册得:，查参考文献［2］表10.1得，则，取。

代入计算得：

J300x507.98

"手柄>mm=24.39imn

V0.1x105

原假设手柄直径4柄=25腼满足设计要求。

十、底座设计

螺杆下落到地面，再留20至30mm空间，底座铸造起模斜度1:10,厚

度10mm。

D5由结构确定，取。

D.q=1.4〃o=1.4x134/7/OT=187.6/〃m,取〃zi।=180////??。

确定结构后校核底面挤压应力:

30000

2.64MPa

科-邛）-(1802-1342)

4

底面材料选择铸铁HT100,查参考文献⑶得：铸件壁厚时,，。

显然,，满足设计要求。

十一、其余尺寸设计

DT=(2.02.5)d=(2.02.5)x36mm=7290mm,取=8bmln。

〃=(1.61.8)d=(1.61.8)x36mm=57.664.8mm,取D=60nm。

I)、=(0.60.8)d=(0.60.8)x36mm=21.628.8mm,取D1=25勿〃7。

«1.5c/=1.5x36/W77=54/TZOTO

D、«1.4Z?„=1.4x54〃〃〃=76.5mm,取&=7£勿/〃。

S=g=10〃⑷

/?=(0.81)D=(0.81)x60〃〃〃=4860〃〃〃，取力=50ZZ/OTO

hy=(1.82)d[=(1.82)x29mm=52.258mm,取=54mm。

h.=(0.60.8)D.=(0.60.8)x24mm=14.419.2mm,取h,=16〃加。

ah68mm,取a=8mm。

£q68//zw,取1=8/7/WO

dJ=(0.25I0.3)D=(0.250.3)x24mm=67.2mm,取dJ=6mm。

S=(1.52)5=(1.52)x10/nin=1520ZWA取S=15/TZOTO

固定托杯用的挡圈内径9mm,外径30mm