螺旋舉重器設(shè)計計算說明書

1、螺旋舉重器設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果1螺桿的設(shè)計與計算1.1螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。故選梯形螺紋，它的基本尺寸按GB5796.3-86的規(guī)定，確定螺桿的標準中徑d2，大徑d，小徑d3，螺母的標準中徑D2（= d2），大徑D4，小徑D1以及螺距P。1.2選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。1.3確定螺桿直徑按螺母螺紋牙面耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標準選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距P及其它尺寸。有d2根據(jù)國家規(guī)定=2.53.5，取=3（梯形螺紋）；h=0.5

2、p；查1表7-1，p取7Mpa。故，d2 = 0.8=41.5mm查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊，d取46mm，P=12mm，d2= D2=40mm，D4=47mm，d3=33mm，D1=34mm。1.4自鎖驗算自鎖條件是yrv，式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當量摩擦角（當量摩擦角rv=arctan（f/cos），但為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1。）查教材表14-2，f取0.12y =arctan(P /p d2)=arctan 12/(3.1440) =5.46rv=arctan（f/cos）=arctan 0.12/cos(30/2)=7.08則y=5.4640，所以需要進行穩(wěn)

3、定性校核。1.7.2計算穩(wěn)定性（1）計算臨界載荷Fc查表8-1得知，=588MPa470MPa，所以Fc=（461-2.57）=.35N(2) 穩(wěn)定性計算=3.97 3.5 5滿足穩(wěn)定性條件。2螺母設(shè)計與計算2.1選取螺母材料耐磨性較好的螺母材料有鑄錫青銅ZCuSn10Pb1，鑄造錫鋅鉛青銅ZCuSn5Pb5Zn5和鑄造鋁鐵青銅ZCuAl10Fe3，低速、輕載或不經(jīng)常使用時，也可選用耐磨鑄鐵或鑄鐵。2.1.2螺紋工作圈數(shù)u螺紋牙工作圈數(shù)z根據(jù)耐磨性計算，由1式（7-1）z10，式中h為螺紋牙工作高度，對于梯形和矩形螺紋，h=0.5P如果z10，應(yīng)增大螺紋直徑或改選螺母材料。考慮螺桿退刀槽的影響

4、，螺母螺紋牙的實際圈數(shù)應(yīng)取u=z+1.5。2.1.3螺母實際高度HH= zP=11.2612=135mm2.2校核螺紋牙強度一般螺母的材料強度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強度。螺母的其它尺寸見圖13。必要時還應(yīng)對螺母外徑D4進行強度驗算。查教材公式7-4,7-5，螺紋牙根部剪切強度和根部彎曲強度條件分別為：；式中：b為螺紋牙根部的厚度，對于梯形螺紋，b=0.65P; h為螺紋牙工作高度，=6mm;查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表3-8，D=d+1=49mm, D2 =44mm查表7-2，取30Mpa, 取50Mpa故，= =3.97MPa30 Mpa=9.16Mpa40Mpa滿足強度條件2.3 結(jié)構(gòu)

5、要求螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問的配合常采用或等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖11），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。螺母的相關(guān)尺寸計算 D=45mm螺母凸緣尺寸按一下經(jīng)驗公式初步確定：D1=（1.3-1.4）D=1.4 120=168mma H/3=135/3=45mm3托杯的設(shè)計與計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動，在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)

6、裝有擋板。當螺桿轉(zhuǎn)動時，托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。 托杯主要尺寸按經(jīng)驗公式計算并圓整：D5=(2.42.5)d=2.446=110.4mm圓整為110mmD3=(0.60.7）d=0.646=27.6mm圓整為28mmD6=(1.71.9)d=1.846=82.8mm圓整為83mmD7= D6-(24)=83-3=80mmD0= D3+0.5mm=28.5圓整為29mmB=（1.41.6）dmm=1.546=69mm故 =11.8Mpa20Mpa4手柄設(shè)計與計算4.1手柄材

7、料常用Q235和Q215。4.2手柄長度Lp板動手柄的力矩：Lp=T1+T2則（式1-2）式中：加于手柄上一個工人的臂力，約為150200N，T1螺旋副間的摩擦阻力矩，=51.5103tan(5.46+7.08) =229.1NmmT2托杯與軸端支承面的摩擦力矩，T2 = (查表14-2，f=0.12) = =179.46Nmm則 (取200) =2042.8mm手柄計算長度Lp是螺桿中心到人手施力點的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應(yīng)加上+（50150）mm。手柄實際長度不應(yīng)超過千斤頂，使用時可在手柄上另加套管。因此，手柄實際長度=+100=2042.8+41.4+50=

8、2134.2mm4.3手柄直徑dp把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑dp，其強度條件為 sb（式1-3）故dp=28mm式中：sF手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當手柄材料為Q215和Q235時，sF=183Mpa。5 底座設(shè)計底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200），鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成110的斜度。底座結(jié)構(gòu)及尺寸如右圖圖中取19mmH1=L+（1520）mm =220+20=240mmD8=D+（510）mm =120+12=130mmD9=D8+2 =130+2 =178mmD10=258mm式中：sp接觸面材料的許用擠壓

9、應(yīng)力。查1表2-46螺旋起重器的效率螺桿旋轉(zhuǎn)一圈，輸入功W1=，舉起重物的輸出功W2=FS，故 式中S為螺紋導(dǎo)程。 =24%。選梯形螺紋選45鋼d=46mmP=12mmd2= D2=40mmD4=47mmd3=33mmD1=34mmy=5.46rv=7.08yrv-1滿足自鎖條件T=229.10Nmm=294Mpas=98MPasc=81.64MPascs滿足強度條件I=mm4i=9.75mml=356.5mms=72.2Fc=.35N =3.97 3.5 5滿足穩(wěn)定性條件選鑄鐵H=135mmz=9.76z=11.263.97Mpa 9.16Mpa滿足強度條件D=120mma=45mm=19mmD5=1