1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計大作業(yè)說明書（論文）Harbin Institute of Technology機(jī)械設(shè)計大作業(yè)說明書大作業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計大作業(yè) 設(shè)計題目： 螺旋傳動 班 級： 設(shè) 計 者： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 張鋒 設(shè)計時間： 2014.10.03 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 目錄1設(shè)計任務(wù)書-12設(shè)計題目-23螺母、螺桿選材-24耐磨性計算-25螺桿強(qiáng)度校核-26螺紋牙強(qiáng)度校核-37螺紋副自鎖條件校核-48螺桿穩(wěn)定性校核-49螺母外徑及凸緣設(shè)計-510手柄設(shè)計-511底座設(shè)計-712其他各部分尺寸-713參考文獻(xiàn)-7題目:設(shè)計螺旋起重器(千斤頂)設(shè)計原始數(shù)據(jù)起重量Q=40kN, 最大起重高度H

2、=200mm。說明螺旋起重器的結(jié)構(gòu)見圖,螺桿7和螺母6是它的主要零件。螺母6用緊定螺釘5固定在底座8上。轉(zhuǎn)動手柄4時，螺桿即轉(zhuǎn)動并上下運動。托杯1直接頂住重物，不隨螺桿轉(zhuǎn)動。安全板3防止托杯脫落，安全板9防止螺桿由螺母中全部脫出。對這一裝置主要的要求是:保證各零件有足夠的強(qiáng)度、耐磨性、能自鎖、穩(wěn)定性合格等。工作量1.設(shè)計計算說明書一份，主要包括起重器各部分尺寸的計算，強(qiáng)度，自鎖性，穩(wěn)定性校核等。2.裝配圖一張，畫出起重器的全部結(jié)構(gòu)，標(biāo)注出必要的尺寸與零件編號，填寫標(biāo)題欄與明細(xì)表一.設(shè)計題目螺旋起重器（千斤頂）已知條件：起重量F=40KN，最大起重高度H=200mm。二.螺桿、螺母選材螺桿采用4

3、5號調(diào)質(zhì)鋼，由參考文獻(xiàn)2表10.2查得抗拉強(qiáng)度s=355MPa, b=600MPa。螺母材料用鋁青銅ZCuAl10Fe3（考慮低速重載的情況）。三.耐磨性計算螺桿選用45號調(diào)質(zhì)鋼，螺母選用鋁青銅ZCuAl10Fe3，由參考文獻(xiàn)1表5.8查得p=1825MPa，取p=25MPa。按耐磨性條件設(shè)計螺紋中徑d2，選用梯形螺紋。由參考文獻(xiàn)1查得，取 =2.0。由耐磨性條件公式： 式中： d2螺紋中徑，mm；F螺旋的軸向載荷，N； H螺母旋合高度，mm；引入系數(shù)，=H/d2 ；p材料的許用壓強(qiáng)，MPa；代入數(shù)值后，有。查參考文獻(xiàn)1，試取公稱直徑d=34mm，螺距p=6mm，中徑d2=31mm，小徑d1=

4、27mm，內(nèi)螺紋大徑D4=35mm。四.螺桿強(qiáng)度校核千斤頂螺桿危險截面受軸向力F和扭轉(zhuǎn)力矩T1的作用，這里的扭轉(zhuǎn)力矩是螺紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩T1。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險截面的強(qiáng)度條件為： 式中 螺桿螺紋的小徑(mm)； 螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa); F螺桿所受的軸向載荷(N)； T1螺桿所受轉(zhuǎn)矩(N·mm),。由參考文獻(xiàn)1查得鋼對青銅的當(dāng)量摩擦因數(shù)=0.080.10,取=0.09。代入數(shù)據(jù)計算得到：'=arctan0.09=5.14°； =arctannpd2=arctan1*6*31=3.53°由，帶入數(shù)據(jù)得，代入公式= 81.7MPa。查表可得， =s

5、35 得=71118MPa，取=100MPa ，< ，顯然符合條件。五螺母螺紋牙強(qiáng)度校核螺母螺紋牙根部剪切強(qiáng)度條件為： 式中 F軸向載荷(N)； D4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。代入數(shù)據(jù)計算： 查參考文獻(xiàn)1表8.12知螺母材料的許用剪應(yīng)力，顯然滿足。彎曲強(qiáng)度條件式：式中：Q軸向載荷 N螺母螺紋大徑 mmZ螺紋旋合圈數(shù)，z=8B螺紋牙根部厚度，梯形螺紋b=0.65p=0.65×6=3.90mmb螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表 l彎曲力臂，顯然滿足即滿足螺紋牙的強(qiáng)度條件。六.螺紋副自鎖條件校核, 式中: 螺

6、紋升角,度;當(dāng)量摩擦角,度; ,滿足自鎖性條件。七.螺桿的穩(wěn)定性校核螺桿的柔度值式中：螺桿的最大工作長度，取螺母中部到另一端支點間的距離，則+l退刀槽指螺桿與手柄座相接處的尺寸，查手冊知，。H螺母=ZP=8×6mm =48 mm假設(shè)手柄直徑為d手柄=20 mm, h1=(1.82)d手柄=3640 mm, h1=38mm,則長度系數(shù) ，對千斤頂，可看作一端固定，一段自由，取=2螺桿危險截面慣性半徑 mm對于45號調(diào)質(zhì)鋼，當(dāng)時：因此，滿足穩(wěn)定性要求.八螺母外徑及凸緣設(shè)計螺母外徑D21.5d=1.5×34=50mm;螺母凸緣外徑D31.4D2=1.4×50=71.4m

7、m，取D3=72mm；螺母凸緣厚b=(0.20.3)H=(0.20.3)×48=9.611.4mm，取b=10mm。圖 1 螺母九.手柄設(shè)計加在手柄上的力需要克服螺紋副之間相對轉(zhuǎn)動的阻力矩和托杯支承面間的摩擦力矩.設(shè)F為加在手柄上的力，取, 為手柄長度。則式中F 螺母工作時所受的軸向載荷，N；為螺紋升角,度;當(dāng)量摩擦角,度;螺紋中徑，mm;圖 2 托杯mm取mm取托杯選鑄鐵，手柄選Q215,則摩擦系數(shù)f=0.12，則 T2=101353.09Nmm 取L=400mm,加套筒長600mm手柄直徑查教材，查閱參考文獻(xiàn)2，取=125MPad手柄3F L0.1b=3200 *10000.1*

8、125=25.3mm取手柄直徑d=26mm。十.底座設(shè)計螺桿落到底面后，再留2030mm,斜度1:10,厚度應(yīng)大于8mm.取10mm.D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計，試取D5=130mm，D4=1.4D5=185mm校核底面的擠壓應(yīng)力，地面材料選擇鑄鐵HT100，查表得鑄件壁厚為30-50時，b80MPa,所以p=(32-40)MPa,顯然滿足設(shè)計要求十一.其他各部分尺寸固定擋圈用的螺釘GB/T5783-2000M8×16螺桿頂部固定螺釘GB/T5783-2000M8×16緊定螺釘GB/T71-1985M8×20手柄長度L=400mm 手柄直徑d=28mm螺桿長度248mmD=58mm；D1=24 mm；D2=50mm；D3=72mm；D4=185mm；D5=130mmDT=（2.02.5）d=6885mm，取75mma=6mm；t=6mm，b=(0.20.3)H=10mm，=10mmh=(0.81)D=46.458mm,取50mm；h1=54mm；h2=18mmS=2=20m