螺旋起重器(千斤頂)設(shè)計(jì)

螺旋起重器(千斤頂)設(shè)計(jì),螺旋,起重器,千斤頂,設(shè)計(jì) 齊 齊 哈 爾 大 學(xué) 普 通 高 等 教 育機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題 目： 螺旋起重器 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)械 083 學(xué)生姓名： 尹洪石 指導(dǎo)教師： 王銀彪 學(xué) 號(hào)： 2008111047 成 績(jī)： 2010 年 10 月齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙- 1 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)閱表題目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分項(xiàng)目 分值 A 級(jí)（系數(shù) 1.0） C 級(jí)（系數(shù) 0.6） 評(píng)價(jià) 得分選題合理性題目新穎性 20課題符合本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求、新穎、有創(chuàng)新基本符合，新穎性一般內(nèi)容和方案技術(shù)先進(jìn)性20設(shè)計(jì)內(nèi)容符合本學(xué)科理論與實(shí)踐發(fā)展趨勢(shì)，科學(xué)性強(qiáng)。方案確定合理，技術(shù)方法正確有一定的科學(xué)性。方案及技術(shù)一般文字與圖紙質(zhì)量30設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)完整，層次清楚，語(yǔ)言流暢。設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高，錯(cuò)誤較少。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)一般，層次較清楚，無(wú)重大語(yǔ)法錯(cuò)誤。圖紙質(zhì)量一般，有較多錯(cuò)誤獨(dú)立工作及創(chuàng)造性 10完全獨(dú)立工作，有一定創(chuàng)造性獨(dú)立工作及創(chuàng)造性一般工作態(tài)度10遵守紀(jì)律，工作認(rèn)真，勤奮好學(xué)工作態(tài)度一般答辯情況10介紹、發(fā)言準(zhǔn)確、清晰，回答問(wèn)題正確介紹、發(fā)言情況一般，回答問(wèn)題有較多錯(cuò)誤。評(píng)價(jià)總分總體評(píng)價(jià)齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙2目 錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)....................................................................................42、設(shè)計(jì)內(nèi)容................................................................................... 41..螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算........................................................41.1.螺桿螺紋類(lèi)型的選擇..................................................41.2.選取螺桿材料..............................................................41.3.確定螺桿直徑..............................................................4 1.4.自鎖驗(yàn)算......................................................................51.5.螺桿強(qiáng)度計(jì)算..............................................................61.6.穩(wěn)定性計(jì)算..................................................................62.螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算.............................................................82.1 選取螺母材料...............................................................82.2.確定螺母高度及螺紋工作圈數(shù)..................................82.3 校核螺紋牙強(qiáng)度...........................................................93.托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算.......................................................114.手柄的設(shè)計(jì)與計(jì)算.......................................................13齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙34.1.選取手柄材料............................................................134.2.手柄長(zhǎng)度....................................................................144.3.手柄直徑....................................................................155.底座的設(shè)計(jì)與計(jì)算.......................................................156.其他...............................................................................177.畫(huà)裝備圖.......................................................................18齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙4一設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)起重器 Q=38KN，最大起重高度 L=160 mm 螺旋起重器。 二設(shè)計(jì)內(nèi)容1.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1 螺桿螺紋類(lèi)型的選擇由于梯形螺紋的工藝性能好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，故選用梯形螺紋較好。1.2 選取螺桿材料螺桿材料選取 45 號(hào)鋼， 選取s?355MPa。1.3.確定螺桿直徑1.3.1.按耐磨性計(jì)算初選螺紋的內(nèi)徑，因選用梯形螺紋螺母兼作支承，故取 =2.5；螺?母材料為鑄鋁青銅，故取 =15MPa。??p根據(jù) 0.8 =0.8 mm2d???PF?25.471.380??1.3.2 根據(jù)螺桿抗壓強(qiáng)度初選螺紋的內(nèi)徑，根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出威危險(xiǎn)截面的應(yīng)力， ??????????2ca3備注：齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙5但對(duì)于中小尺寸的螺桿可以近似地認(rèn)為????，， 對(duì) 于 傳 力 螺 旋為 螺 桿 穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) 面 面 積 。為 螺 桿 螺 紋 段 的 危 險(xiǎn) 截式 中 ， ， 所 以 上 式 可 簡(jiǎn) 化 為 0.5~3.4AAQ3.1.36.021 s2ca ????????SSmdS??????對(duì)于傳動(dòng)螺旋，S=2.5~4.0，對(duì)于精密螺桿或水平螺桿，S>4,故可以選用 S=5。m7.293514.80SQ3.14ds1 ???????根據(jù)以上因素綜合考慮，確定螺桿直徑，比較耐磨性計(jì)算和抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果可知，確定直徑的選定應(yīng)與抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T5796-2005 選定螺桿尺寸參數(shù)，螺桿外徑 d=38mm；螺紋內(nèi)徑=30mm；螺紋中徑 =34.5mm。螺母大徑1d2d=39mm,小徑 mm，中徑 mm。4D31?D5.342?D螺紋線(xiàn)數(shù) n=1；螺距 P=7mm。1.4 自鎖驗(yàn)算對(duì)于傳力螺旋傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，一般應(yīng)確保自鎖性要求，以避免事故，由于螺桿的材料為鋼，螺母的材料為銅，故鋼與青銅的摩擦系數(shù)選取 f=0.09，因?yàn)樘菪温菁y牙型角 ，??30?備注:d=38mm=30mm1d=34.5mm2=39mm4Dmm31?mm 5.42Dn=1P=7mm齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙6所以牙側(cè)角 。??152??螺旋升角 /2 735.41.arctndParct ?????當(dāng)量摩擦角 /vv 195cos0.artncosfartnrctf ??????滿(mǎn)足自鎖要求。1.5 螺桿的強(qiáng)度計(jì)算螺桿工作時(shí)承受軸向力 F 和扭矩 T 的作用，螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論，求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力 ??????5~3 MPa9.64103.8dF.13.s 222a????? ?????滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。1.6 穩(wěn)定性計(jì)算備注:齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙7圖（1）當(dāng)軸向力大于某一臨界值時(shí)，螺桿會(huì)發(fā)生側(cè)向彎曲，喪失穩(wěn)定性取 B=60mm,則螺桿的工作長(zhǎng)度 mHBL2536012l ????螺桿危險(xiǎn)面的慣性半徑.7m43di1螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，按一端自由，一端固定考慮取 ，螺桿的柔度2??備注：齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙8m685.72s ???il??因此螺桿 40< <100，為中柔度壓桿，s?其失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷按歐拉公式計(jì)算的，????KNlEIc 3.1025644.310..3F22 ?????.~7.8.10QSc ???S滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。2..螺母的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1.選取螺母材料螺母材料選用 ZCuAl10Fe3。2.2.確定螺母高度及螺紋工作圈數(shù)因?yàn)檫x取 =2.5，所以?H= =2.5 34.5=86.5mm，取整數(shù)?2d?H=87mm，螺紋工作圈數(shù)計(jì)算u= = =12.3。 PH78螺紋圈數(shù)最好不要超過(guò) 10 圈，因此宜作調(diào)整，一般手段是在不影響自鎖性要求的前提下，可適當(dāng)增大螺距，而本螺桿直徑的選備注：齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙9定以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，而耐磨性已相當(dāng)富裕了，所以可適當(dāng)降低螺母高度。現(xiàn)取螺母高度 H=70mm，則螺紋圈數(shù)u=10，滿(mǎn)足要求。 2.3.校核螺紋牙強(qiáng)度螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋的強(qiáng)度。由螺紋牙危險(xiǎn)面的剪切強(qiáng)度條件為???????buDF4????MPa40~3Pa82.61075.3914.8???????螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為 ??????a60~4MPa23.0175.391..48ubDFl6 b2b24MP??????????上式中，b—螺紋牙根部的厚度，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65P，l — 彎曲力臂，。2Dl14??2.4.螺母外徑的計(jì)算螺母的外徑 D，按螺母懸置部分抗拉強(qiáng)度備注：H=70mmu=10齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙10計(jì)算，考慮螺旋副中摩擦轉(zhuǎn)矩的存在，將軸向載荷增大 30%，則拉伸強(qiáng)度校核公式為??????2424DF6.13.???????因 此式中， 為螺母材料的許用拉應(yīng)力，查表，選取 =21MPa。??求得，D 67.3mm,圓整之后取 D=70mm.?螺母凸緣尺寸按以下經(jīng)驗(yàn)公式初步確定。??D4.1~31?取 92mm，a= = mm 23mm。3H70?備注：D=70mm=92mm1Da=23mm齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙11圖（2）3.托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯用來(lái)承托重物，可用鑄鐵鑄成，也可用 Q235 鋼模鍛成，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在起重時(shí)托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過(guò)快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度，托杯的主要尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算并圓整。備注:齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙12備注： mSmDDm5.1026d0B5.246810724 /p7563??????齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙13????????。這 里 取 。取 。取 。取 。取 。取 。取 圖10m~826d30.Bd1~4m5.268D4~95d.2m70.~4Dd.6 3 /p/30763?????????S=1.5P=10.5mm。以上各式，d 為螺紋公稱(chēng)直徑，托杯下端面的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足 ????p207pDF4?????????pMPa????03.1245.68.1.32p4.手柄的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1.手柄材料常選用碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 或Q275。備注: mdLp2410/?齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙144.2.手柄長(zhǎng)度由圖（1）可見(jiàn)，扳動(dòng)手柄的力矩應(yīng)與阻力矩平衡，即21pTLF??式中， 為扳動(dòng)手柄的里，通常取p150~200N 之間； 分別為螺旋副，螺桿21T，端面與托杯之間的摩擦阻力矩，按下式計(jì)算????mN96 mN1025.34973tan802dFtanT 3//v1?? ??????? ???57 45.68.06.1Df3L 22332073p?? ???則 m1549p??考慮螺桿頭部直徑及手握的長(zhǎng)度，手柄的實(shí)際長(zhǎng)度為 ??。取 m10L150~2D/p6/??為了減少起重器的存放空間，一般取實(shí)際手柄長(zhǎng)度不大于起重器的高度，當(dāng)起重量較大時(shí)，可在手柄上套一長(zhǎng)套管以增大力臂，達(dá)到省力的目的。備注:齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙154.3.手柄直徑 手柄直徑 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即pd??3pp1.0LF??式中， 為手柄材料的許用彎曲應(yīng)力，按下式計(jì)算??2~5.1sp??取 150MPa。因此， 。， 圓 整 之 后 取 m24m6.23150.8d3p???5.底座的設(shè)計(jì)及計(jì)算備注:齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙16圖（4）底座材料選用 HT150，鑄鐵壁厚其主要尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得。。m10??備注: m20D185H.92913??15.2齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙17??。。。取 。取 。 m5.1220m5.9D87H220~15Lm8Dm5.92.01218113 ????????直徑 由底面的擠壓強(qiáng)度確定0??力 ， 對(duì) 于 木 材 取為 接 觸 面 材 料 的 許 用 應(yīng)式 中 ， p2910F4????????????。MPa5.2~p?。， 取 m207.195814.30D210???6.其他6.1.螺母與底座的配合常用 。17hH或6.2.為防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)設(shè)緊定螺釘。6.3.為防止托杯脫落和螺桿旋出螺母，備注:齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育課程設(shè)計(jì)（論文）用紙18在螺桿上，下兩端安裝安全擋圈。6.4.為了減少摩擦，磨損及托杯工作時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋副及托杯與螺桿的接觸面均需潤(rùn)滑。7.畫(huà)裝備圖 裝備圖用 A3 圖畫(huà)。參考文獻(xiàn).大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室。??1《 機(jī)械制圖》 。6 版。北京: 高等教育出版社，2007。.濮良貴，紀(jì)名剛。 《機(jī)械設(shè)計(jì) 》 。八??2版。北京：高等教育出版社，2006。