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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 Harbin Institute of Technology 機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說明書 方案3.1.2 大作業(yè)名稱： 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)螺旋起重器（千斤頂） 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 鄭晨陽 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 趙小力 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2017年10月19日 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 目錄 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………

2、……………………………1 2、 各部分尺寸計(jì)算及校核 1、 選擇螺桿、螺母的材料…………………………………………………………………2 2、耐磨性計(jì)算………………………………………………………………………………2 3、螺桿各部分尺寸計(jì)算……………………………………………………………………2 4、螺桿強(qiáng)度校核……………………………………………………………………………2 5、螺母螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………………………3 6、螺紋副自鎖條件校核……………………………………………………………………4 7、 手柄設(shè)計(jì)……………………………………………………………

3、…………………4 8、螺桿的穩(wěn)定性校核………………………………………………………………………5 9、 螺母外經(jīng)及凸緣設(shè)計(jì)…………………………………………………………………6 10、 底座設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………6 11、其他零件相關(guān)尺寸……………………………………………………………………7 3、 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………8 專心---專注---專業(yè) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)螺旋起重器，簡(jiǎn)圖如下 1、螺旋起重器已知數(shù)據(jù)： 起重量FQ=40kN， 最大起重高度Ho=2

4、00mm（題號(hào)3.1.2）。 2、設(shè)計(jì)要求： (1) 繪制裝配圖一張，畫出起重器的全部結(jié)構(gòu)，按照裝配圖要求標(biāo)注尺寸、序號(hào)及填寫明細(xì)欄、標(biāo)題欄，編寫技術(shù)要求。 (2) 對(duì)起重器各部分尺寸進(jìn)行計(jì)算，對(duì)螺桿和螺母螺紋牙強(qiáng)度、螺紋副自鎖性、螺桿的穩(wěn)定性進(jìn)行校核。 二、各部分尺寸計(jì)算及校核 1、選擇螺桿、螺母的材料 螺桿采用45號(hào)鋼，由參考文獻(xiàn)[2]查得抗拉強(qiáng)度，。 螺母材料用鋁青銅ZCuAl10Fe3（考慮速度低）。 2、耐磨性計(jì)算 根據(jù)螺紋的耐磨性條件 ，引進(jìn)系數(shù)以消去H，并且對(duì)于梯形螺紋，h=0.5p，因此得 式中——螺桿螺紋中徑，mm

5、； F——螺桿所受軸向力，即起重量，； ——根據(jù)螺母結(jié)構(gòu)選定，對(duì)于整體式螺母取=1.2~2.5，此處取=1.6； ——滑動(dòng)螺旋副材料的許用壓強(qiáng)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表5.8，當(dāng)螺桿和螺母副材 料分別是鋼和青銅且低速滑動(dòng)時(shí)，許用壓強(qiáng)=18~25，此處取=22 。 3、螺桿各部分尺寸計(jì)算 按照耐磨性計(jì)算求出=27.0mm，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]中表11.5，選取適當(dāng)?shù)墓Q直徑d=30mm，以及相應(yīng)的螺距P=6mm。則螺紋牙的工作高度h=0.5P=3.0mm。 再根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表11.4，當(dāng)螺距P=6mm時(shí)，外螺紋小徑即螺桿小徑=d-3.5=26.5mm；內(nèi)外螺紋中徑==d-1.5=

6、28.5mm。因此mm。 螺紋旋合圈數(shù)。 4、螺桿強(qiáng)度校核 螺桿斷面承受軸向力F和轉(zhuǎn)矩T的作用，其中F=40kN。 螺桿所受轉(zhuǎn)矩 其中 ——螺紋升角，。 ——當(dāng)量摩擦角，。 將與代入轉(zhuǎn)矩公式得

7、 式中 ——螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]中表8.13，鋼與青銅間當(dāng)量摩擦系數(shù)界限為0.08~0.10，此處取=0.09。 根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為 式中 ——螺桿許用應(yīng)力。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表5.9，鋼材許用應(yīng)力， 此處取。其中屈服極限可由機(jī)參考文獻(xiàn)[3]中表10.2查得45號(hào) 鋼=355MPa，則118.3MPa。 由已有數(shù)據(jù)得 經(jīng)驗(yàn)證，螺桿強(qiáng)度合格。 5、

8、螺母螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算 螺母螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度為 螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度為 式中 d——螺母螺紋大徑，mm； h——螺紋牙工作高度，mm； b——螺紋牙根部厚，梯形螺紋的，mm； 、——許用切應(yīng)力，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表5.9，青銅的許用應(yīng)力范圍為 =40~60，=30~40。 經(jīng)驗(yàn)證，螺紋牙強(qiáng)度合格。 6、螺紋副自鎖條件校核 對(duì)于有自鎖要求的螺旋，要滿足條件。 在螺桿強(qiáng)度校核過程中，已得； ； 因此螺紋副自鎖條件合格。 7、手柄設(shè)計(jì) 加在手柄上的力分為螺紋副之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩和托杯支承面間的摩擦力矩。設(shè)加在手柄上的力，手柄長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則。有

9、 其中mm，mm ； 摩擦因數(shù)取 f =0.12。 ，取，加套筒長(zhǎng)500mm。 選擇45號(hào)鋼為手柄材 料，其受彎曲應(yīng)力為 式中 ； M=T=90039.5； 。 因此 。 則選取=20mm。 8、螺桿的穩(wěn)定性校核 對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力F大于某一臨界值時(shí)，螺桿會(huì)發(fā)生橫向彎曲而失去穩(wěn)定。受壓螺桿的穩(wěn)定性條件式為 式中為螺桿穩(wěn)定的臨界載荷。 臨界載荷與螺桿材料及長(zhǎng)徑比（柔度）有關(guān)。 l為螺桿最大工作長(zhǎng)度，對(duì)于起重器來說， 其中可由參考文獻(xiàn)[3]中表11.20根據(jù)螺距P=6查得=6.5； =18mm，則固定手柄的孔的最外部直徑。 由

10、以上結(jié)果可求得 式中 ——長(zhǎng)度系數(shù)，端部支承情況可視為一端固定，一端自由。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]中 表8.14查得，。 i——螺桿危險(xiǎn)面的慣性半徑，，其中A為危險(xiǎn)截面的面積，mm。 對(duì)于45#鋼，當(dāng)時(shí)，臨界載荷 則有，因此螺桿穩(wěn)定性合格。 式中I——螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩，； E——螺桿材料的彈性模量，對(duì)于鋼。 9、螺母外經(jīng)及凸緣設(shè)計(jì) 螺紋外徑mm 螺紋凸緣外徑mm 螺紋凸緣厚 10、底座設(shè)計(jì) 螺桿下落到底面，再留20~30mm空間，底座鑄造起模斜度1:10。 厚度，。 由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，=110mm。 。 校核底面擠壓應(yīng)力：

11、 底面材料選擇鑄鐵HT100，查參考文獻(xiàn)[3]中表10.3得，。 顯然<，滿足設(shè)計(jì)要求。 11、其他零件相關(guān)尺寸 螺桿：mm mm 托杯：mm 螺栓： 三、參考文獻(xiàn) [1] 張鋒, 宋寶玉. 機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009. [2] 宋寶玉, 王黎欽. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010. [3] 宋寶玉. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006.