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时间:2018-01-15
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1、1螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm)1.1螺旋副的计算1.1.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形,常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角α=30º,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故选梯形螺纹。1.1.2选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。选45钢。1.1.3计算根据国家规定=1.2~2.5,取=1.4(梯形螺纹);螺纹牙的工作高度h=0.5P;查教材表2-4-9,[p]取21Mpa故,d2≥==35.45mm查机械制图附表2-3,d取40mm,,P=7mm螺母高度,取50mm螺母的螺纹工作圈数,所以
2、z取7圈螺纹牙的工作高度根据教材(2-4-36)的校核式,满足条件1.1.4自锁验算自锁条件是rv,式中:为螺纹升角;rv为螺旋副当量摩擦角,rv=arctan,当螺旋副材料为钢对青铜时取=0.09(为保证自锁,螺纹升角至少要比当量摩擦角小1°~1.5°)=arctan(nP/pd2)=arctan(17/3.1436.5)3.5°rv=arctan0.095.14°故,=3.5°3、中为螺杆材料的许用应力(MPa),其中扭矩式中:为螺纹升角,rv为当量摩擦角。查手册,45钢,=355MPa查机械制图附表2-3,d1=32mm,故满足强度要求1.2.2稳性的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。起重高度H=250mm,螺杆危险剖面的惯性半径螺杆的工作长度查教材,取2(一端固定,一端自由)螺杆的柔度因为,所以临界载荷稳定性计算1.3螺母的计算1.3.1螺母的基本参数,取70mm,取17mm螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,一般螺母的材料强度低于螺杆,故只需校核螺母螺纹牙的强度螺母材料选用青铜1.3.2螺纹牙强度,内4、螺纹大径D=41mm,梯形螺纹的螺纹牙根部宽度青铜螺母的剪切强度,所以满足条件螺纹牙受力弯曲力臂青铜螺母,选取弯曲强度,符合强度条件1.3.3螺母体强度螺母材料的许用拉伸应力,可取,选取41.5MPa螺母外径(校核),所以取40mm螺母材料的许用挤压应力螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度,所以满足条件螺母凸缘根部的弯曲强度所以满足条件2托杯设计托杯用来承托重物,一般用铸钢或铸钢材料。为了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相对滑动,在托盘表现制有切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落,在螺杆上端应安有挡圈。由于托杯在起重时不转动,因此,托杯底部与螺杆接触面有相对滑动,为了避5、免过快磨损,一方面要加注润滑剂,另一方面还需限制接触面间比压,许用压力可取15~20,满足条件3底座设计底座常用铸铁铸造,壁厚一般不应小于8~12mm,为稳定起见,可以制成1/10~1/12的斜度,所以壁厚()选择12mmH1=H+(14~28)mm=250+20=270mmD6=D3+(5~10)mm=70+6=76mmD7=D6+=76+=128mmD8=,取231mm式中:[s]p——联接结合面材料的许用挤压应力。当联接结合面材料为木头时,取[s]p=2MPa。4手柄设计与计算4.1手柄材料1常用碳素结构钢制造,如Q235和Q275。4.2手柄长度Lp螺旋副间的摩擦6、阻力矩断面摩擦力矩式中为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数,可取螺旋驱动力矩驱动力作用半径(即手柄的计算长度)手柄的实际长度,因为L过长,可以用段手柄外加套筒。所以L取500mm手柄的直径,式中为手柄材料的许用弯曲应力,可取=120MPa,所以取30mm5螺旋千斤顶的效率式中:分子上P为螺距,分母上P为人手作用力6参考文献[1]马履中.机械原理与设计[下册].北京:机械工业出版社,2009.2[2]清华大学工程图学及计算机辅助设计教研室.机械制图.北京:高等教育出版社,2006[3]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社,2006[4]江苏大学机械设计课程组7、.机械设计课程大作业指导书,2001.7
3、中为螺杆材料的许用应力(MPa),其中扭矩式中:为螺纹升角,rv为当量摩擦角。查手册,45钢,=355MPa查机械制图附表2-3,d1=32mm,故满足强度要求1.2.2稳性的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。起重高度H=250mm,螺杆危险剖面的惯性半径螺杆的工作长度查教材,取2(一端固定,一端自由)螺杆的柔度因为,所以临界载荷稳定性计算1.3螺母的计算1.3.1螺母的基本参数,取70mm,取17mm螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,一般螺母的材料强度低于螺杆,故只需校核螺母螺纹牙的强度螺母材料选用青铜1.3.2螺纹牙强度,内
4、螺纹大径D=41mm,梯形螺纹的螺纹牙根部宽度青铜螺母的剪切强度,所以满足条件螺纹牙受力弯曲力臂青铜螺母,选取弯曲强度,符合强度条件1.3.3螺母体强度螺母材料的许用拉伸应力,可取,选取41.5MPa螺母外径(校核),所以取40mm螺母材料的许用挤压应力螺母凸缘与底座接触表面的挤压强度,所以满足条件螺母凸缘根部的弯曲强度所以满足条件2托杯设计托杯用来承托重物,一般用铸钢或铸钢材料。为了使托杯与重物良好和防止与重物之间出现相对滑动,在托盘表现制有切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落,在螺杆上端应安有挡圈。由于托杯在起重时不转动,因此,托杯底部与螺杆接触面有相对滑动,为了避
5、免过快磨损,一方面要加注润滑剂,另一方面还需限制接触面间比压,许用压力可取15~20,满足条件3底座设计底座常用铸铁铸造,壁厚一般不应小于8~12mm,为稳定起见,可以制成1/10~1/12的斜度,所以壁厚()选择12mmH1=H+(14~28)mm=250+20=270mmD6=D3+(5~10)mm=70+6=76mmD7=D6+=76+=128mmD8=,取231mm式中:[s]p——联接结合面材料的许用挤压应力。当联接结合面材料为木头时,取[s]p=2MPa。4手柄设计与计算4.1手柄材料1常用碳素结构钢制造,如Q235和Q275。4.2手柄长度Lp螺旋副间的摩擦
6、阻力矩断面摩擦力矩式中为托杯底部与螺旋端面间的摩擦系数,可取螺旋驱动力矩驱动力作用半径(即手柄的计算长度)手柄的实际长度,因为L过长,可以用段手柄外加套筒。所以L取500mm手柄的直径,式中为手柄材料的许用弯曲应力,可取=120MPa,所以取30mm5螺旋千斤顶的效率式中:分子上P为螺距,分母上P为人手作用力6参考文献[1]马履中.机械原理与设计[下册].北京:机械工业出版社,2009.2[2]清华大学工程图学及计算机辅助设计教研室.机械制图.北京:高等教育出版社,2006[3]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社,2006[4]江苏大学机械设计课程组
7、.机械设计课程大作业指导书,2001.7
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