课程设计-螺旋举重器设计计算说明书

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1、设计任务书设计课题螺旋举重器设计方案第17号方案【最大起重量：F=44KN；最大提升高度：L=200mm】设计要求（1）、装配图一张（2）、设计计算说明书一份教学目的（1）、熟悉螺旋传动的工作原理，掌握螺旋传动的设计过程和方法，培养结构设计能力，初步了解机械设计的一般程序；（2）、学会综合运用所学的知识，培养独立解决工程实际问题的能力；（3）、培养查阅机械零件设计手册及有关技术资料和正确使用国家标准、规范的能力。螺旋起重器主要零件螺杆、螺母、螺钉、螺栓、托杯、底座、手柄参考资料（1）、【1】《机

2、械设计》东北大学出版社（2）、【2】《机械设计习题及解题分析》东北大学出版社（3）、【3】《机械零件手册》高等教育出版社螺旋举重器设计计算说明书设计计算步骤及说明数据结果一、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸1、选择螺纹牙型：梯形螺纹[依据：梯形螺纹的工艺性能好，牙根强度高，对中性好。]2、螺纹基本尺寸计算：由基本数据知：F=44KN，取，查阅【1】P160表7-1：取MPaMPa查阅【2】P110得：d2≥=30.28mm查阅【3】P67的GB/5796.3-1986：取P=6mmd=34mm则：d2

3、=D2=d-3d3=d-7D1=d-6D4=d+1二、螺杆的设计计算1、选择螺杆材料:45钢2、螺杆头部结构：见附图一3、螺杆的强度校核：[P]=MPaP=6mmd=34mmd3=27mmd2=31mmD2=31mmD4=35mmD1=28mm螺杆既受轴向力F又受转矩T的作用，在螺杆危险剖面上存在拉应力和扭转应力。根据第四强度理论计算：查阅【2】P110：取摩擦系数f=0.08半角其中：=4.735==44000=99007N=80.859MPa查阅【1】P48表2-6及P161表7-2取：MP

4、a则故安全4、螺杆稳定性校核:▲【图一】--受力分析图f=0.08=4.735=99007N80.859MPa螺纹升至最高位置时，可视为直径为d3的下端固定，上端自由的压杆，为防止失稳，按下式进行校核其稳定性：查阅【1】P162得：=3.5～5其中：查阅【1】P162表7-3及【2】P111-113：取=51mm=6.75mm5、自锁性能校核：查阅【1】P163可得：自锁条件为：由可得满足自锁条件。三、螺母的设计计算1、选择螺母材料：铸锡青铜2、螺纹牙圈数计算：螺纹牙工作圈数z根据耐磨性计算查阅

5、【1】P160得：I=26074=51mm=6.75mm=4.735=3.525h=3mm则∴z=10又∵考虑螺杆退刀槽的影响∴螺母螺纹牙的实际齿数应取（1）、螺母结构的确定：①、螺母高度H②、螺母外径D按螺母悬置部分抗拉强度计算，考虑螺纹副中摩擦转矩的存在，将轴向载荷增大30%查阅【2】P112得：拉伸强度校核公式为▲【图二】--螺母结构图z=10=11.5H=69mm设计公式为：其中：查阅【1】P161表7-2：取=55MPa③、螺母凸缘尺寸查阅【2】P112得凸缘尺寸按以下经验公式初步确定

6、：取其中④、螺母拉伸强度校核∵=45.541MP＜45.65MPa=∴安全（2）、螺母强度校核：查阅【1】P161得：梯形螺纹中①、螺纹牙根部弯曲强度校核式如下：≤=23.690MPa≤55MPa=②、根部剪切强度校核式如下：≤=10.266MPa≤40MPa==55MPa=45.65MPaD=53.151mm=71.753mm=23mm=45.541MPa=3.9mm=23.690MPa=10.266MPa③、凸缘支撑面的挤压强度校核：≤其中取=24.124MPa≤88MPa=④、凸缘根部弯曲

7、强度校核：≤=13.906MPa≤55MPa=⑤、根部剪切强度应满足：≤=11.462MPa≤40MPa=∴安全四、托杯的设计计算1、选择托杯材料：铸铁、铸钢或Q2352、托杯结构：查阅【2】P113得托杯主要尺寸按以下经验公式计算并圆整：取取取=24.124MPa=13.906MPa=11.462MPa取取取▲【图三】--托杯及螺杆端部结构图3、托杯下端面挤压强度校核：查阅【2】P113得挤压强度校核计算式如下：≤=19.486MPa≤88MPa=五、底座设计计算=19.486MPa1、选择底

8、座材料：常选用铸铁HT150，GT200,当举重量大时可选用铸钢。2、底座结构：取取底座的挤压强度确定其中查阅【1】P50表2-9得：查阅【1】P48表2-6取：∵考虑到起重器的稳定性，∴取▲【图四】--底座结构图3、危险截面强度校核:查阅【2】P113得危险截面强度校核按压缩强度校核=288MPa103.297mm则危险截面强度校核计算式为≤=33.977≤88MPa=故安全六、手柄设计计算1、选择手柄材料：碳素结构钢Q235或Q2752、手柄长度设计：▲【图五】--手柄结构图由【图一】受力分