1、宿漆甯窗求火厚泠:，汽 Har bi n I nst i t ut e of Technol ogy機械設(shè)計大作業(yè)說明書大作業(yè)名稱：機械設(shè)計大作業(yè)設(shè)計題目：螺旋傳動設(shè)計班 級：設(shè)計者：學 號：指導(dǎo)教師：宋寶玉設(shè)計時間：2014 10 03哈爾濱工業(yè)大學目錄1設(shè)計題目32螺母、螺桿選材33耐磨性計算34螺桿強度校核35螺紋牙強度校核46螺紋副自鎖條件校核7螺桿穩(wěn)定性校核58螺母外徑及凸緣設(shè)計69手柄設(shè)計610底座設(shè)計711各部分尺寸及參數(shù)712參考資料8實用文檔1、設(shè)計題目螺旋起重器（千斤頂）已知條件：3.1.2起重量Fq=40KN最大起重高度H=200mm2、螺桿、螺母選材螺桿選用45鋼調(diào)質(zhì)。

2、查參考文獻2表10.2得。s=355MPab=600MPa由于千斤頂屬于低速重載的情況，且螺母與螺桿之間存在滑動磨損，故螺母 采用強度高且耐磨的鋁青銅ZCuAl10Fe3托盤和底座均采用鑄鐵材料。3、耐磨性計算查參考文獻1表 8.11 得p=1825MPa。取p=22MPa。按耐磨性條件選擇螺紋中徑，起重器需要螺紋有較高的承載能力，螺紋根部 強度較高，所以選用梯形螺紋。查參考文獻1得中=1.22.5,取中=2。由梯形螺紋耐磨性條件公式:d2-0.8 ,FP式中d2螺紋中徑，mm;F螺旋的軸向載荷，N;p材料的許用壓強，MPa;,引入系數(shù)，=H/d2;H螺母旋合高度，mm;代入數(shù)值后有d2之0.

3、8、：陋0 =24.12mm。查參考文獻2表11.4 ,取公稱 .2*22直徑d=32mm螺距p=6mm中徑d2=29mm小徑d4=25mm內(nèi)螺紋大徑 D4=33mm 內(nèi)螺紋小徑D1=26mm則螺母高度 H少* d2 =2*29=58mm 螺紋圈數(shù) z=H/P=9.7 , =2P =30 。4、螺桿強度校核千斤頂螺桿危險截面受軸向力 F和扭轉(zhuǎn)力矩T的作用，這里的扭轉(zhuǎn)力矩是螺 紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩To根據(jù)第四強度理論，螺桿危險截面的強度條件為：二二.（4F2）2 3（16T3）M二,：d4：d4式中 d4螺桿螺紋的小徑（mm）；二螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa）;F螺桿所受的軸向載荷（N）;T 螺桿所受轉(zhuǎn)

4、矩（N - mm）,T 二 F tan：吟。,螺紋開角（。）查參考文獻1表8.13得鋼對青銅的當量摩擦因數(shù)f=0.080.10,取f=0.09貝 ： =arctan f=5.143 nP -1 6 o -。= =arctan -=arctan =3.7679將已知數(shù)據(jù)帶入公式得T=40000tan(3.7679 +5.143 )30/2=94074N - mm二 4 4000(2)2 ,3(16 94.07”=97.27MPa ,二 0.025 二 0.025查參考文獻1表8.12得螺桿的許用應(yīng)力仃=J ,而。s=355MPa則 3 5o=71118MPa,取仃=100MPa97.27MPa=

5、 。即仃 仃,螺桿滿足強度條件。5、螺母螺紋牙強度校核因為螺母材料強度低于螺桿，所以螺紋牙的剪切和彎曲破壞大多發(fā)生在螺 母上，故可只校核螺母螺紋牙強度。查參考文獻1表8.12得螺母材料的許用切應(yīng)力引=3040MPa，取=35MPa許用彎曲應(yīng)力bb=4060MPa,取b=50MPa螺母螺紋牙根部剪切強度條件為:z 二 D4b式中F 軸向載荷（N）;D 4螺母螺紋大徑（mm）;z螺紋旋合圈數(shù)，z取10;b螺紋牙根部厚度（mm）,對于梯形螺紋b=0.65P=3.9mm代入數(shù)據(jù)計算:40000T =10 二 33 3.9= 9.89MPa_即螺母滿足剪切強度要求。螺母螺紋牙根部的彎曲強度條件為:3F1

6、z：D4b2 *三；入式中1 彎曲力臂，1= D4 d =2mm2其它參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)計算：3 40000 2= 15.22MPa(7b即螺母螺紋牙滿足彎曲強度要求06、螺紋副自鎖條件校核由螺紋副自鎖條件：-其中：=arctan f1-螺紋開角，=arctan -nP- =arctan 1 6 =3.768 0a 二 29f當量摩1S因數(shù)，取 f=0.09o:當量摩擦角（ ）帶入數(shù)據(jù)計算得 P=arctan f =arctan0.09=5.143 0 ；所以二：滿足螺紋副自鎖條件。7、螺桿的穩(wěn)定性校核千斤頂?shù)淖畲笊仙叨?00mm則螺桿的最大工作長度L為_H螺母L =200 -儲l退刀槽2式

7、中 H螺母螺母高度(mm), H螺母二58mm;hi= (1.8-2) di ;l退刀槽螺桿與手柄座相接處尺寸，查手冊知，l退刀槽=9mm假設(shè)手柄直徑為di=30mm由尺寸經(jīng)驗公式hi=(1.82)d i=5460mrft hi=54mmL=200+29+54+9=292mm則螺桿的柔度：=i d4一一長度系數(shù)，對本千斤頂，看做一端固定、一端自有，則取=2;d 4螺紋小徑，d4=25mm5其中A為危險截面4i 一一螺桿危險截面的慣性半徑(mm),i=. 1 ,A2 的面積(mm)。代入數(shù)據(jù)計算：，: 4 2 292 : 93.4425對于45州制鋼，此時螺桿1I定的臨界載荷 Fc為:24(九

8、a 90)E &c =(l)2 64代入數(shù)據(jù)計算得:Fc =ii4860 Nc那么，由壓桿穩(wěn)定條件Fc=2.87 2.5F故螺桿滿足穩(wěn)定性要求。8、螺母外徑及凸緣設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗公式，螺母外徑 D=i.5d=i.5 X 32=48mm取D2=50mm;螺母凸緣外徑 C3= i.4D2=i.4 X 50=70mm;螺母凸緣厚 b=(0.20.3)H=(0.20.3)X 58=ii.6i7.4mm,取b=15mm9、手柄設(shè)計加在手柄上的力需要克服螺紋副之間的摩擦阻力矩Ti和托杯支撐面間的摩擦力矩T20設(shè)加在手柄上的力Fi=300N,手柄長度為L,則有Fi L = T i +T2。對 于Ti和T2,有T

9、i=40000tan(3.768 +5.i43 )30/2=94074N - mmfF D-(2-4)3-(Di 2)3T2223 D -(24)2 - (Di 2)2公式中的符號見參考書3 o根據(jù)經(jīng)驗公式，D= (i.6i.8 ) d= (i.6i.8 ) 32=5i.257.6mm 取 D=55mm;D= (0.60.8 ) d= (0.60.8 ) 32=i9.225.6mm 取 D=24mm;托杯材料選擇鑄鐵，手柄選擇 Q230取摩+因數(shù)f=0.i2,則-97067N *mfF (D -3)3 -(Di 2)3. -223 (D -3)2 -(Di 2)2那么手柄長度，L=TT2=63

10、7.imm取L=300mmtl口套筒長400mm設(shè)手柄所受最大彎曲應(yīng)力為(T , j=225MPa , kb】=屋 ，則i.5 2tb l=ii2.5i50MPa取 kb l=i25MPa則手柄直徑di應(yīng)滿足一 Ti T2 32(Ti T2)1一二=I- 一、 b Wz二 did 3 32(Ti T2)轉(zhuǎn)化為小飛 冗父產(chǎn)b =24.97mm;取手柄直徑di=25mmi0、底座設(shè)計螺桿下落至底面，再留10mm左右的空間，底座鑄造起模斜度i:i0,壁厚i =i0mm。由經(jīng)驗公式，S=(i.52) 6 =i520mm取S=20mm各符號見參考書3。Q 由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定，D5=i20mm Di=i.4D

11、5=i.4*i20=i68mm結(jié)構(gòu)確定后校核下底面的擠壓應(yīng)力：-3.68MPaF 二 40000/22&22：(D”D；) -(i682 -i202)44底面材料選擇鑄鐵HTi0Q查參考資料2表i0.3得鑄鐵0b至i00MPa ,仃 d =(0.4 0.5)ab =(0.4 0.5) * 100 = (40 50)MPa 。 p顯然，Tp Qp,底面強度滿足設(shè)計要求。11、各部分尺寸及參數(shù)(符號見參考資料3)Dt =(2.0 2.5)d =(2.0 2.5) 32 =64 80 mm 取 Dt =70mmD =(1.61.8)d = (1.6 1.8) 32 =51.257.6mm 取 D=5

12、5mmD1 =(0.60.8)d = (0.6 - 0.8) 32 = 19.2 25.6mm 取 D=24mmD2 =50mm D3 =70mm D4 =168mm D5 =120mm、1 =、=10mmh =(0.81)D =(0.8 1) 55 =44 55 mm 取 h=50mmh1 =(1.8 2)d1 =45 50 mm 取 h1=45mmh2=(0.6 0.8)D1 =14.4 19.2mm 取 h2=15mmd1 =25mmd3 =(0.250.3)D1 = (0.25 0.3)24 = 6 7.2mm 取 d3 =6mm;a 比 6 8mm 取 a=7mmt 片6 8mm 取t=7mmd=32mm d2=29mm d4=25mmH=58mm b=15mm P=6mm S=20mm固定托盤用的擋圈內(nèi)徑8mm外徑32mm厚5mm螺釘M6 X20 。GB/T5783 - 2000A M6 X16。螺桿底部擋圈內(nèi)徑8mm外徑50