机械设计大作业指导书

机械设计设计作业指导书机械设计设计作业指导书____________学院____________专业____________班学号_____________姓名_______________天津科技大学机械工程学院机械设计教研室2013年9月螺旋起重器设计一、原始资料：起重量1520起重高度200250注：建议采用梯形螺纹二、设计内容根据强度和结构要求决定螺旋起重器的各部尺寸；绘制螺旋起重器的装配图（用2号图纸）；整理设计计算说明书。三、设计作业目的明确螺旋起重器的设计方法与步骤；初步了解机械设计的一般方法与步骤；为课程设计打基础。四、设计步骤设计计算（1）螺旋副的耐磨性计算，由耐磨性条件，算出螺杆的直径和螺母的高度；（2）螺杆强度的校核；（3）螺杆稳定性的校核，计算螺杆柔度时，螺杆工作长度应为螺杆升至最高位置时，由其托杯底面到螺母中部之间的距离。所以：（1）其中：—螺杆头部长度，经验值取为，为螺杆的公称直径；—螺旋起重器的起重高度；—螺母高度。图1螺旋起重器结构示意简图图1螺旋起重器结构示意简图（4）螺旋副的自锁条件校验；（5）螺母螺纹牙强度校核；（6）计算螺旋起重器的效率（在结构设计完成后进行）。螺杆每旋转一周所需输入功为：，而所做的有效功为：。其中：—作用于手柄的力矩，—螺母与螺杆之间的螺纹力矩，；—托杯底部与螺杆端面的摩擦力矩。若底面为环面的托杯，若底面为球面的托杯，、、可以从结构设计中选取，为摩擦系数，—起重量，—螺纹导程。则螺旋起重器的效率为：。结构设计螺杆设计图2螺杆结构简图图2螺杆结构简图公称直径由耐磨性计算决定。②其他尺寸依经验定：（取整），，，螺母设计图图3螺母结构简图高度由耐磨性计算决定。其他尺寸的确定下部的外径，由以下拉伸扭转强度条件公式求得：，一般螺母的许用应力，其中为螺母材料的许用弯曲应力，见教材表5-13.螺母凸缘的外径可取为，再按照挤压强度条件验算。一般许用挤压应力。螺母凸缘高度（取整）。手柄设计图4手柄安装位置结构示意简图图4手柄安装位置结构示意简图计算手柄长度扳动手柄的力矩应大于螺杆端面力矩与螺纹力矩之和，即（式中和计算由前可知）。当起重量为50以下，用一人工作时，在间歇工作情况下，一个工人的臂力，在工作时间较长的时候，可取。选定即可求出。至于手柄的实际长度还需根据螺杆头部的尺寸及工人握住手柄的需要而加大。②按弯曲强度求手柄直径手柄可看成悬臂梁，其弯曲强度条件为：，式中为手柄的许用弯曲应力，对和的手柄。图5手柄结构示意简图手柄插在螺杆头部的孔中，一端在制造时直径锻大一点，而另一端加挡圈以防止脱出。图5手柄结构示意简图（4）托杯设计托杯的底部结构有环面和球面两种结构。其机构和有关尺寸见图示。（5）底座设计①按经验数据决定厚度及高度，按几何关系求③按底面支撑材料的挤压强度决定，对于木材，许用挤压应力可取。（6）其他零件选择①螺母上紧定螺钉选择可由结构尺寸确定。②螺杆下面挡块可取直径，厚度。挡块可选用固定螺钉与螺杆连接固定。③螺杆顶部挡块可取直径而能使托杯自由转动，厚度可取，选用螺钉与螺杆顶部固定。图5底面为环面的托杯图5底面为环面的托杯图6底面为球面的托杯图6底面为球面的托杯，图7底座结构示意简图图7底座结构示意简图，图8螺杆下档块结构示意简图图图8螺杆下档块结构示意简图图9螺杆顶部档块结构示意简图图9螺杆上部档块结构示意简图图9螺杆上部档块结构示意简图绘制装配图装配图设计时应注意机械零件的制造工艺、装配和使用等要求，结构必须合理，并符合经济原则。要注意以下事项：母内孔端部应倒角，以便润滑；螺杆的螺纹部分应考虑退刀槽（宽度，为螺距）；螺母与底座配合处，要考虑对中条件好，因此螺母凸缘的外径要比底座内径小（即），同时底座内孔要倒角；考虑铸造的可能性，底座的厚度不应小于，并且力求厚度均匀，以免产生铸造应力；其他未计算尺寸，由结构需要自行决定；装配图标题栏明细表格式整理编写设计计算说明书将全部计算过程整理编写成设计计算说明书，要求步骤清楚，条理分明，文字整洁，字体工整，结论明确，用黑色签字笔书写。说明书不必写整个计算的繁琐过程，只须先列出计算式，然后代入数据，最后写结果（注明单位）。同