螺旋起重机设计答案.doc

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： xxxx 完成日期： 2012 年 10 月 25 日 目 录 1. 设计条件 1 2. 螺旋起重器的工作原理及其结构 1 3. 螺杆螺纹类型的选择 2 4. 螺杆和螺母材料 2 5. 螺杆设计与计算 3 5.1 确定螺杆直径 3 5.2 自锁验算 3 5.3 螺杆强度计算 4 5.4 稳定性计算 4 6. 螺母设计与计算 5 6.1 选取螺母材料 5 6.2 确定螺母高度及螺纹工作圈数 5 6.3 校核螺纹牙强度 6 6.4 螺母外径计算 7 6.5 螺母凸缘设计 7 7. 手柄设计与计算 7 7.1 手柄材料 7 7.2 手柄长度 7 7.3 手柄直径 8 8. 托杯设计 8 9. 底座设计 9 参考文献 10 设计条件 起重量FQ=30kN 最大起重高度H=180mm 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 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。 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 =355 MPa，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 ≤3.0 11?18 67?10 15 1?2 淬火钢—青铜 610?13 钢—铸铁 2.4 13?18 64?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—钢 0.11~0.17 钢—铸铁 0.12~0.15 螺杆设计与计算 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： 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/T 5796.3-1986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° 校核螺旋副是否满足自锁条件，自锁条件， 式中：为螺纹升角；为当量摩擦角；n为线数 根据第四强度理论校核螺杆的强度： 其中 该螺杆满足强度要求。 ?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： 对起重器螺杆，可看作一端固定、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 ， E为螺杆材料的拉压弹性模量，； F=30kN，，计算得=3.48 =0.57%5% 螺杆满足稳定性要求。 螺母设计与计算 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。 确定螺母高度及螺纹工作圈数 螺母高度： =51mm 螺纹工作圈数： 螺纹工作圈数不宜超过10圈， =2%5% 螺纹圈数满足工程要求。 校核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆，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