螺旋起重机设计

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1、机械设计大作业设计题目：螺旋起重机机械与自动控制院（系）机械设计制造及其自动化专业班级：学号：学生姓名：指导教师：目录1.设计条件12.螺旋起重器的工作原理及其结构13.螺杆螺纹类型的选择24.螺杆和螺母材料25.螺杆设计与计算35.1确定螺杆直径35.2自锁验算35.3螺杆强度计算45.4稳定性计算46.螺母设计与计算56.1选取螺母材料56.2确定螺母高度及螺纹工作圈数56.3校核螺纹牙强度66.4螺母外径计算76.5螺母凸缘设计77.手柄设计与计算77.1手柄材料77.2手柄长度77.3手柄直径88.托杯设计89.底座设计9

2、参考文献101.设计条件起重量FQ=30kN最大起重高度H=180mm2.螺旋起重器的工作原理及其结构螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。千斤顶一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件所组成。螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，将托杯上的重物举起或放落。图21螺旋起重器结构101.螺杆螺纹类型的选择梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺性好，牙根强度高，对中性好，所以选择梯形螺纹。2.螺杆和螺母材料螺杆材料要有足够的强度和耐磨性，一般用45钢，再经调质处理。查【2】，GB/T699-1999标准规定

3、=355MPa，由，得。螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨，故选用ZCuSn10Pb1。因螺杆—螺母材料为钢—青铜,查表41和表42得，滑动螺旋副的摩擦系数，选用；许用压力，选用。表41滑动螺旋副材料的许用压力螺杆—螺母的材料滑动速度许用压力钢—青铜低速18~25≤3.011~186~127~10>151~2淬火钢—青铜6~1210~13钢—铸铁<2.413~186~124~7表42滑动螺旋副材料的摩擦系数螺杆—螺母的材料摩擦系数f钢—青铜0.08~0.10淬火钢—青铜0.06~0.08钢

4、—钢0.11~0.17钢—铸铁0.12~0.15101.螺杆设计与计算1.1确定螺杆直径滑动螺旋的磨损与许多因素有关，其中最主要的是螺纹工作表面上的压力，压力愈大，螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作表面上的压力，使其小于材料的许用压力。对于梯形螺纹，耐磨性设计计算式为：(5-1)式中：F─螺杆所受轴向载荷，N；─螺纹中径，mm；[p]─螺旋副材料的许用压力，MPa。对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取，选用，，=30kN，得。根据GB/T57

5、96.3-1986标准，螺杆中径取，选取螺杆的公称直径，小径，螺距；螺母螺纹大径D=28.5mm，螺母螺纹中径，梯形螺纹牙型角为30°1.2自锁验算校核螺旋副是否满足自锁条件，自锁条件，(5-2)(5-3)10式中：为螺纹升角；为当量摩擦角；n为线数；。∴满足自锁条件。1.1螺杆强度计算螺杆所受扭矩：(5-4)根据第四强度理论校核螺杆的强度：(5-5)其中该螺杆满足强度要求。1.2 稳定性计算细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。螺杆危险截面的惯性半径：(5-6)对起重器螺杆，可看作一端固

6、定、一端自由，长度系数取螺杆的工作长度：为螺母高度，H为最大起重高度∴螺杆的柔度，需要进行稳定性校核，10(5-7)(5-8)E为螺杆材料的拉压弹性模量，；螺杆的稳定性条件为：(5-9)F=30kN，，计算得=3.48=0.57%5%螺杆满足稳定性要求。1.螺母设计与计算1.1选取螺母材料螺母选用青铜ZCuSn10Pb1，材料的许用切应力，许用应力为。1.2确定螺母高度及螺纹工作圈数螺母高度：=51mm(6-1)螺纹工作圈数：(6-2)螺纹工作圈数不宜超过10圈，=2%5%螺纹圈数满足工程要求。101.1校核螺纹牙强度一般螺母的材

7、料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。查表61，青铜螺母=40~60，，取=40MPa，。表61滑动螺旋副材料螺旋副材料许用应力(MPa)[σ][σ]b[τ]螺杆钢σs/(3~5)  螺母青铜 40~6030~40铸铁 40~5540钢 (1.0~1.2)[σ]0..6[σ]注：1）σs为材料屈服极限。2）载荷稳定时，许用应力取大值。螺纹牙危险截面的剪切应力为：(6-3)∴满足要求螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为(6-4)∴满足要求    式中：l为弯曲力臂,l=(D-D2)/2；b为螺纹牙根部的厚度,对于梯形螺纹，b=0.

8、65P；D为螺母螺纹大径。101.1螺母外径计算由经验公式得，螺母外径D21.5d=1.528mm=42mm1.2螺母凸缘设计由经验公式，螺母凸缘外径D31.4D2=58.8mm,取D3=59mm。螺母凸缘厚b’=(0.2~0.3)=(0.2~0.