哈工大螺旋起重器千斤顶方案2

1、Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书设计题目： 设计螺旋起重器 院 系： 能源科学与动力工程 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2016年10月19日 目 录目 录机械设计任务书一 选择螺杆、螺母的牙型及材料- 1 -二 螺杆强度计算及螺纹参数确定- 1 -三 耐磨性计算及旋合高度的确定- 1 -四 螺母螺纹牙的强度校核- 2 -五 螺纹副自锁条件校核- 3 -六 手柄设计- 3 -七 螺杆的稳定性校核- 5 -八 挡圈及螺钉设计- 6 -九 底座设计- 6 -十 其他结构尺寸的确定- 6 -参考文献- 8 -哈尔滨工业大学机

2、 械 设 计 任 务 书设计题目 设计螺旋起重器设计者 王新建 班号1402403设计数据及要求 起重量；最大起重高度 1. 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。2. 撰写设计说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。机械原理课程设计任务书一 选择螺杆、螺母的牙型及材料螺纹牙型选择梯形螺纹。螺杆：滑动螺旋传动中的摩擦较严重，要求螺旋传动材料要有较好的的耐磨性能和抗弯性能。本设计中，螺杆材料选45钢，调质处理。螺母：千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损

3、，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3。二 螺杆强度计算及螺纹参数确定螺杆采用45号调质钢，查参考文献3表10.2得，其屈服极限：对于梯形螺纹2d141.25F式中：螺杆螺纹小径(mm)； 螺杆材料的许用应力(MPa)； F螺杆所受轴向力(N)。查表5.9得这里取，代入数据得：查参考文献1表4-1-13，选择的梯形螺纹。公称直径，螺距，中径，外螺纹小径，内螺纹大径。三 耐磨性计算及旋合高度的确定螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3，传动螺纹选用锯齿形螺纹，滑动螺旋副为钢对青铜，查参考文献2表5.8得，许用压强，由于人力驱动可提高约，则，这里取。耐磨性条件为2：整理

4、得 式中：螺纹工作面上的压强(MPa)； 螺母旋合高度(mm)； 螺杆所受轴向力(kN)； 螺距(mm)；螺纹中径(mm)；螺纹工作高度(mm)，对于梯形螺纹，；许用压强(MPa)。代入数据得：对于整体式螺母，取，且，这里取，。四 螺母螺纹牙的强度校核查参考文献2表5.9得，螺母许用切应力，许用弯曲应力。螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为2式中：螺纹牙根部的切应力(MPa)；螺杆所受轴向力(kN)；螺母螺纹大径(mm)；螺纹牙根部厚(mm)，对于锯齿形螺纹，；螺纹旋合圈数；螺母材料的许用切应力(MPa)。代入数据得：，满足剪切强度条件。螺纹牙根部的弯曲强度条件为2式中：弯曲力臂，；其它参数同上。代

5、入数值计算得显然，即满足螺纹牙的强度条件。五 螺纹副自锁条件校核螺纹升角2式中：螺纹线数；螺距(mm)；螺纹中径(mm)。代入数据得：当量摩擦角2式中：当量摩擦因数。查参考文献2得，。代入数据得：，满足自锁条件。六 手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯与螺杆之间的摩擦力矩，则式中：加在手柄上的力(kN)，这里取；手柄长度(mm)；螺纹副之间的摩擦力矩(kNmm)；托杯与螺杆之间的摩擦力矩(kNmm)。其中螺纹副之间的摩擦力矩式中：螺纹副之间的摩擦力矩(kNmm)；螺杆所受轴向力(kN)；螺纹升角；当量摩擦角；螺纹中径(mm)。代入数据得：托杯与螺杆之间的摩擦力矩式中：

6、托杯与螺杆之间的摩擦因数，托杯选择铸铁，；螺杆所受轴向力(kN)；托杯底面外径(mm)；托杯底面内径(mm)。由参考文献4知，取，取。代入数据得：所以，手柄长度取，套筒加长。手柄材料选择Q215A，直径大于16mm，其屈服极限，手柄的许用弯曲应力，取。手柄的强度条件为式中：加在手柄上的力(kN)；手柄长度(mm)；代入数据得手柄直径取26mm。七 螺杆的稳定性校核螺杆的柔度值式中： 螺杆的最大工作长度，取螺母中部到另一支点间的距离，则。、符号参见图3.1，指螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，。手柄直径为，由尺寸经验公式，取，则长度系数，对本千斤顶，看看作一端固定、一端自由，取=2。代入以上数

7、值得对于45钢调质，当时：因此，满足稳定性要求。八 挡圈及螺钉设计螺杆顶部挡圈直径取，厚度取5mm；螺杆底部挡圈直径取，厚度取5mm；固定挡圈的螺钉选用的六角头螺丝；固定螺母的螺钉选用的开槽锥端紧定螺钉。九 底座设计螺杆下落到底面，再留空间，底座铸造起模斜度，壁厚为。由结构设计确定，。结构确定后校核底面的挤压应力：底面材料选择铸铁，查表得铸铁件壁厚时，。显然，满足设计要求。上表面校核：查参考文献5表B.4，得, 。故满足强度要求。十 其他结构尺寸的确定由参考文献4所列经验公式计算得；，取；，取；，取；，取；。- 7 -参考文献参考文献1 成大先. 机械设计手册：连接与紧固M. 北京：化学工业出版社，2004.2 王黎钦，陈铁鸣. 机械设计M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2015