螺旋起重器设计说明书123.doc

江苏大学 螺旋起重器 设计计算说明书 姓名： 方涛涛 学号： 3080104191 专业：机械工程及其自动化  螺旋起重器设计任务 设计题目：螺旋起重器 设计条件：最大起重Q=27.5KN 最大升距H=150mm 设计工作量： 绘制总装配图一张，标注主要尺寸，填写标题栏及零件明 细表。 编写设计说明书一份。  目录 1螺杆的设计与计算 3 1.1螺杆螺纹类型的选择 3 1.2选择螺杆材料 3 1.3确定螺杆直径 3 1.4自锁验算 4 1.5 螺杆强度计算 4 1.6稳定性计算 5 1.7 螺杆设计 6 2 螺母设计与计算 8 2.1 选取螺母材料 8 2.2 确定螺母高度H及螺纹工作圈数u 8 2.2.1 螺母高度 8 2.2.2 螺纹工作圈数 8 2.2.3 螺母实际高度 8 2.3 校核螺纹强度 8 2.4 安装要求 9 3手柄设计 10 3.1手柄材料选择 10 3.2手柄直径的确定 10 4 底座设计 10 参考文献 12 起重器设计计算和说明 1螺杆的设计与计算 1.1螺杆螺纹类型的选择 选择梯形螺纹，单线GB5796—86规定。 1.2选择螺杆材料 此处选用45#。 1.3确定螺杆直径 按耐磨性条件计算螺杆中径d2。 (mm) 根据国家规定，=1.2-1.5，这里取：1.4（梯形螺纹），=0.5即h=0.5p；p取18Mpa。 故，=m=22.3mm 查机械设计手册，d取27mm 则p=3，=23.75mm =25mm,H1=42mm 1.4自锁验算 自锁条件是 其中前者为中径出升角，后者为当量摩擦角。 查表取 arctan(np/)=arctan(1*3/3.14*25)=2.2 arctan0.09=5.14 故 1.5 螺杆强度计算 受力较大的螺杆需进行强度计算，螺杆工作时承受轴向力Q， 又承受扭矩T的作用，使得螺杆危险截面上有正应力和剪应力。因此，螺杆强度校核时按照第四强度理论计算。即 = 其中扭矩T=Qtan（）=tan（5.14+2.2）25/2=32N.m 查手册，45钢 =335Mpa =/(3-5)=335/3Mpa=111Mpa 而 =71Mpa 1.6稳定性计算 螺杆受压不失稳的条件为 其中：S为保证螺杆不失稳的最小安全系数，对于传力螺旋传动S=3.5-5。 根据材料力学，失稳时的临界载荷与螺杆的柔度的值有关，此处L为螺杆承受压力的一段长度，mm；i为螺杆危险截面的惯性半径，mm，此处i=，mm；为螺杆的长度系数，取决于螺杆支撑情况，对于螺旋千斤可视为一端固定，一端自由，取=2。 1.6.1计算柔度 （1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I和i I===6.5 i== （2）求承受压力的螺杆长度：其中后托盘底部到螺母中部的高度l l=H+H1+1.5d1==211.5mm （3）计算柔度 /i=70.5 1.6.2稳定性计算 临界载荷 E=2.06Mpa =74KN 稳定性校核 3.73.5 所以满足稳定性条件 1.7 螺杆设计 螺杆上端用于支撑托杯并安装手柄，因此需要大大直径。手柄孔径的大小要根据手柄直径决定=28mm，+0.5mm。为了便于切制螺纹，螺纹上端应该有退刀槽，其宽度取1.5t,其直径比螺杆小径小0.2-0.5mm。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须 安装钢制挡圈，挡圈用紧钉螺钉固定在螺杆顶端。 其中，1.5t=10mm 0.25d=6.75mm Dp=1.8d=48.6mm 取48mm 1.5d=40.5mm 取40mm H1+H=170mm+39mm=209mm 2 螺母设计与计算 2.1 选取螺母材料 此处选择青铜。 2.2 确定螺母高度H及螺纹工作圈数u 2.2.1 螺母高度 H==1.425mm=35 2.2.2 螺纹工作圈数 u=H/p=35/3=11.6 u`=u+1.5=13.1 取整数 13 2.2.3 螺母实际高度 H`=u`p=13*3=39 2.3 校核螺纹强度 由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度，因此，只需校核螺母螺纹的牙根强度。 螺母螺纹的根部的剪切强度计算式为： （Mpa） 式中：b为螺纹牙根部宽度，对于梯形螺纹b=0.65p。青铜螺母的=30-50Mpa； 故，==9.3Mpa30Mpa 所以合格。 2.4 安装要求 螺母压入底座的孔内，为了防止螺母转动，还应装置紧定螺钉。螺母的相关尺寸计算： 图中： H=39mm a=H/3