螺旋起重器设计说明书
螺旋起重器设计说明书
.....
手柄直径的计取托杯的厚度,d为螺纹的公称直
径,所以
圆整后取,
所以手柄长度为
取,使用时加套管
手柄材料:因为没有特殊要求,因此选用普
通碳素钢Q235,查表4-11,假设手柄直径在
1640mm,查得,取安全系数为
2,许用弯曲应力为
手柄直径可按抗弯强度设计,即
手柄长度为
托杯、底座等结构尺寸的设计所以
圆整后取
选托杯材料:因为托杯受压,选择灰铸铁
HT200,由经验公式
托杯结构尺寸参看下图
由图,托杯下端面挤压强度为
压
所以托杯强度足够
因为托杯受压,选择灰铸铁HT200,如图所
示,取底座斜度为1:10,则有
手柄直径为
托杯材料选择灰
铸铁
托杯强度足够
底座材料选择灰
铸铁
斜度。
哈尔滨工业大学---螺旋起重器(千斤顶)课程设计说明书
拟定所选材料为 Q235, 查机械设计手机得: max [ ]b 225MPa ;所 以手柄的具体参数如下:材料 Q235 直径 d=25mm 。 10.底座设计 上表面校核 下表面校核
b1
F 4*40 KN 40.3MPa A1 *(632 522 )mm2 F 4*40 KN 2.7 MPa A2 *(1832 1202 )mm2
1*6 ) 3.53 *31
' arctan(0.09) 5.14
所以
' ,满足自锁性条件。
7.螺杆稳定性校核 千斤顶上升的最大限度高度为 H=200mm; L=200+H/2+50+h 退刀槽 =200+56/2+47+5=280mm
4 L d1
式中 螺杆的柔度; 螺杆长度系数; L 螺杆螺纹的中径,mm; 查机械设计表 5.11 得: =2.0
; 所以螺纹牙强度
满足要求。 6.螺纹自锁性校核 根据: ' , 式中:
' arctan( f ' )
为螺纹升角,度; ' 螺纹导程,mm; d2
当量摩擦角,度; n 螺纹线数; p 螺纹中径,mm; f ' 当量摩擦系数,
查机械设计表 5.10 得了 0.09;
arctan(
长度
L=450mm
b2
选 定 底 座 材 料 为 HT200 ; GB/T9439-1988
查 机 械 设 计 课 程 设 计 表 P104
得 b =195Mpa;
所以上下两表面均满足挤压要求。 显然底座稳定性无需校核。 11.参考文献 1 陈铁鸣主编.机械设计.第 3 版.哈尔滨:哈尔滨工 业大学出版社,2003 2 王连明,宋宝玉主编.机械设计课程设计.修订版. 哈尔滨:哈 尔滨工业大学出版社,2003 3 成大先主编.机械设计手册.第一版.化学工业出版社,2000
哈工大机械设计大作业螺旋传动设计千斤顶.
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书大作业名称:螺旋传动设计设计题目:设计螺旋起重器(千斤顶)班级:1215102设计者:张紫薇学号:1121510208指导教师:张锋设计时间:2014年10月6日哈尔滨工业大学目录一、设计任务书 (1)二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料 (2)2、耐磨性计算 (2)3、螺杆各部分尺寸计算 (2)4、螺杆强度校核 (2)5、螺母螺纹牙强度计算 (3)6、螺纹副自锁条件校核 (4)7、手柄设计…………………………………………………………………………………………… (4)8、螺杆的稳定性校核 (5)9、螺母外经及凸缘设10、底座设计………………………………………………………………………………………………611、其他零件相关尺寸 (7)三、参考文献 (8)一、设计任务书设计螺旋起重器,简图如下1、螺旋起重器已知数据:起重量F Q=30kN,最大起重高度H o=180mm(题号3.1.1)。
2、设计要求:(1) 绘制装配图一张,画出起重器的全部结构,按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏,编写技术要求。
(2) 对起重器各部分尺寸进行计算,对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性进行校核。
二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45号钢,由参考文献[3]查得抗拉强度MPa 600b =σ,MPa 355s =σ。
螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3(考虑速度低)。
2、耐磨性计算根据螺纹的耐磨性条件 []p hHd FPp s ≤=2π,引进系数2d H =ψ以消去H ,并且对于梯形螺纹,h =0.5p ,因此得[]mm 4.23226.110308.08.032=⨯⨯=≥p F d ψ式中2d ——螺杆螺纹中径,mm ;F ——螺杆所受轴向力,即起重量,kN ;ψ——根据螺母结构选定,对于整体式螺母取ψ=1.2~2.5,此处取ψ=1.6;[]p ——滑动螺旋副材料的许用压强,根据参考文献[2]中表8.11,当螺杆和螺母副材料分别是钢和青铜且低速滑动时,许用压强[]p =18~25,此处取[]p =22 。
螺旋起重器设计说明书
其它尺寸:螺杆小径: =22.5mm,螺杆螺母中径: = =25.5mm 螺母大径: =28.5mm,螺母小径: =23mm 螺母高度:H= =2 25.5=51mm。
1-4 自锁验算
自锁条件是 v ,式中: 为螺纹中径处升角;v 为当量摩擦角(当量摩擦角
v
arctan
f cos
,为保证自锁,螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1
第二章 螺母设计与计算 ............................................. 7 2-1 选取螺母材料 ................................................ 7 2-2 确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数 u .............................. 8 2-3 校核螺纹牙强度 .............................................. 8 2-4 安装要求 .................................................... 9
第五章 底座设计 .................................................. 12 5-1 底座设计与计算 ............................................. 12
第一章 螺杆的设计与计算
1-1 螺杆螺纹类型的选择 螺纹有矩形、梯形与锯齿形,常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角 30 ,梯形螺纹的外螺纹以锥面贴紧不易 松动。矩形螺纹牙根强度低,锯齿形螺纹牙型不为等腰梯形,加工成本高。从实 用性考虑,故选梯形螺纹,它的基本牙型按 GB5796.3—86 的规定。 1-2 选取螺杆材料 考虑到千斤顶转速较低,单个作用面受力不大,螺杆材料常用 Q235、Q275、40、 45、55 等。此处选最常用的 45 钢。 1-3 确定螺杆直径 按耐磨性条件确定螺杆中径 d2 。求出 d2 后,按标准选取相应公称直径 d 、螺距 P 及其它尺寸。 根据规定,对于整体螺母,由于磨损后不能调整间隙,为使受力比较均匀,螺纹 工作圈数不宜过多,故取 =1.2~2.5,此处 2 。螺杆——螺母材料分别为钢
机械设计大作业螺旋起重器说明书
2.2 螺母设计............................................................................................................................6 2.2.1 螺母的高度............................................................................................................6 2.2.2 螺纹牙强度计算....................................................................................................6 2.2.3 螺母的结构尺寸....................................................................................................7 2.2.4 螺母悬置部分强度和螺母凸缘强度校核............................................................7
螺旋千斤顶设计说明
螺旋千斤顶设计计算说明书院系专业年级设计者指导教师成绩2016年11月目录1设计任务书 (3)1。
1 设计题目:设计螺旋千斤顶(参考下图a) (3)1.2 原始数据 (3)1.3 设计工作量 (3)1.3.1 绘制出总装配图一张 (3)1。
3.2 编写设计计算说明书一份 (3)2计算内容和设计步骤......................................... 错误!未定义书签。
2.1螺杆的设计与计算 (4)2.1。
1 螺杆螺纹类型的选择 (4)2.1.2选取螺杆材料 (4)2.1.3确定螺杆直径 (4)2。
1.4自锁验算 (4)2。
1.5结构设计 (5)2.1。
6螺杆强度计算 (7)2.1。
7稳定性计算 (8)2。
2螺母设计计算 (9)2.2.1选取螺母材料 (9)2.2。
2确定螺母高度及工作圈数 (9)2.2。
3校核螺纹牙强度 (9)2.2。
4螺母与底座孔配合 (7)2.3托环的设计与计算 (7)2。
3。
1托杯材料的选择 (7)2。
3.2结构设计 (11)2.3.3接触面强度校核 (8)2.4手柄的设计计算 (8)2。
4。
1手柄材料的选择 (8)2。
4。
2计算手柄长度 (8)2.4。
3手柄直径的确定 (9)2。
4。
4结构 (9)2。
5底座设计............................................ 错误!未定义书签。
2.5.1选择底座材料 (9)2.5.2结构设计 (9)2。
5.3底座设计计算 (9)3.关于螺旋千斤顶结构设计等的补充说明 (17)参考文献: (17)2.1螺杆的设计与计算2。
1.1 螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹,牙型角α=30˚,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动;它的基本牙型按GB/T5796。
1—2005的规定.2。
1。
2选取螺杆材料螺杆材料的选择螺杆材料常用的有Q235、Q275、40、45、55钢,由于是承受轻载荷,选择45钢,查手册表2-7得;查表5-13取安全系数S=4,则;螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强[P]=15MPa。
11螺旋起重器设计说明书 - 副本
浙江大学螺旋起重器设计计算说明书姓名:方涛涛学号:3080104191专业:机械工程及其自动化螺旋起重器设计任务设计题目:螺旋起重器设计条件:最大起重Q=27.5KN最大升距150mm设计工作量:绘制总装配图一张,标注主要尺寸,填写标题栏及零件明细表。
编写设计说明书一份。
目录1螺杆的设计与计算 (4)1.1螺杆螺纹类型的选择 (4)1.2选择螺杆材料 (4)1.3确定螺杆直径 (4)1.4自锁验算 (4)1.5 螺杆强度计算 (5)1.6稳定性计算 (5)1.7 螺杆设计 (7)2 螺母设计与计算 (9)2.1 选取螺母材料 (9)2.2 确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (9)2.2.1 螺母高度 (9)2.2.2 螺纹工作圈数 (9)2.2.3 螺母实际高度 (9)2.3 校核螺纹强度 (9)2.4 安装要求 (10)3手柄设计 (11)3.1手柄材料选择 (11)3.2手柄直径的确定 (11)4 底座设计 (11)参考文献 (13)起重器设计计算和说明1螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹,单线GB5796—86规定。
1.2选择螺杆材料此处选用45#。
1.3确定螺杆直径按耐磨性条件计算螺杆中径d2。
≥2d []p πϕφQ(mm)根据国家规定,ψ=1.2-1.5,这里取:1.3(梯形螺纹),ϕ=0.5即h=0.5p ;p 取20Mpa 。
故,≥2d []p πϕφQ =62014.33.15.035.271010⨯⨯⨯⨯⨯m=26mm查机械设计手册,d 取34mm则p=6,1d =27mm ,2d =31mm ,z=71.4自锁验算自锁条件是ρλ≤其中前者为中径出升角,后者为当量摩擦角。
查表取 09.0=μ=λarctan(np/π2d )=arctan(1*6/3.14*31)=3.5=ρarctan0.09=5.14故 14.55.3=<=ρλ1.5 螺杆强度计算受力较大的螺杆需进行强度计算,螺杆工作时承受轴向力Q , 又承受扭矩T 的作用,使得螺杆危险截面上有正应力和剪应力。
螺旋千斤顶设计说明书
螺旋千斤顶设计说明书学生姓名:学号:学院:班级: 2指导教师:2011年10月30目录目录 0一、设计内容 (1)二、螺杆的设计与计算 (1)三、螺母的设计与计算 (4)四、手柄设计与计算 (6)五、底座设计 (7)六、托杯的设计与计算 (8)七、参考文献 (9)一、设计内容螺旋千斤顶主要零件:螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。
设计的原始数据:最大起重F=45KN、最大升起高度H=250mm。
螺旋起重器的结构见图 1-1,螺杆7和螺母6是它的主要零件。
螺母6用紧定螺钉5固定在底座8上。
转动手柄4时,螺杆即转动并上下运动。
托杯1直接顶住重物,不随螺杆转动。
安全板3防止托杯脱落,安全板9防止螺杆由螺母中全部脱出。
对这一装置的主要要求是:保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。
图 1-1二、螺杆的设计与计算螺杆结构示意图如图 2-1:图 2-11. 螺纹的牙型选用矩形螺纹,采用内径对中,配合选H8/h8,在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。
2. 螺杆的材料选用C453. 螺杆直径螺杆工作时,同时受压力与扭矩的作用,因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径,即:[]σπF 2.5d 1≥查式中螺杆的屈服极限σs =255MPa ,取安全因数n=2,得许用压应力[]σ=127.5MPa ,取整数[]σ=130MPa 。
将上述数据带入得螺杆的直径为d 1≥0.0239m ,取d 1=30mm 。
根据经验公式4p d 1=,得P=7.5mm 。
参考梯形螺纹标准,螺纹牙型高h=2p ,得h=3.75mm 。
d 圆整为整数后,取p d d 1-==38-7.5=30.5mm 。
4.自锁验算在考虑众多因素后,实际应满足的自锁条件为:1-'≤ρψ由)(/np tan d 2πψ= n=1,p=7.5mm ,d 2=275.35.3022h 2d 1+⨯=+⨯=32.375mm 得tan ψ=0.07373当量摩擦角ρ'=arctan μ,在有润滑油情况下μ=0.1,得1-'ρ=4.574 验证结束,左边小于右边,达到自锁条件。
大作业二设计螺旋起重器(3.1.3)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书设计题目:设计螺旋起重器(3.1.3)院系:班级:设计者:学号:指导教师:**设计时间:2016.10目录任务书 0一、螺杆、螺母选材 (1)二、螺杆、螺母设计计算 (1)2.1 耐磨性计算 (1)2.2 螺杆强度校核 (1)2.3 螺纹牙强度校核 (2)2.4 螺纹副自锁条件校核 (3)2.5 螺杆的稳定性校核 (4)三、螺母外径及凸缘设计 (4)四、手柄设计 (5)五、底座设计 (6)参考资料 (7)任务书题号起重量Q F /kN最大起重高度H /mm3.1.3 50 150表1QF F一、 螺杆、螺母选材螺杆选材:本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。
由于螺杆承受载荷较大,而且是小截面,故选用45#钢,调质处理。
查参考文献[1]表10.2得σs=355MPa,查参考文献[2]表5.9得5~3][sσσ=,取[σ]=110MPa; 查表5.1,σb =600MPa 。
螺母选材:由于千斤顶属于低速重载的情况,且螺母与螺杆之间存在滑动磨损,故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3,查参考文献[2]表5.9得螺母材料的许用切应力MPa 40~30][=τ,取MPa 35][=τ;许用弯曲应力[σb ]=40~60MPa, 取[σb ]=50MPa 。
托盘和底座:均采用铸铁材料。
二、 螺杆、螺母设计计算2.1 耐磨性计算由耐磨性条件公式:][2p Hh d p F A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π 对于梯形螺纹,有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为:2d ≥式中 2d ——螺纹中径,mm;F ——螺旋的轴向载荷,N ; H ——螺母旋合高度,mm;ψ ——引入系数,ψ=H/2d ;[p]——材料的许用压强,MPa;查参考文献[2]表 5.8,得[p]=18~25MPa ,取[p]=20MPa ,对于整体式螺母,5.2~2.1=ψ,取ψ=2.0,那么有mm MPaKNd 3.2820*0.2508.02=≥。
螺旋起重器设计说明书讲解
重庆大学螺旋起重器设计计算说明书题目: 螺旋起重器学院: 机械工程学院班级: 机自04班姓名: xxx学号: xxxxxxxx题目:设计螺旋起重器设计原始数据:起重量30, 最大起重高度L=200mm。
F kN工作内容:1、详细设计计算(参考8.1.5节);2、完成全部零件的3维实体建模和装配;3、绘制装配图一张。
目录第一章螺杆的设计与计算 (3)1-1 螺杆螺纹类型的选择 (3)1-2 选取螺杆材料 (3)1-3 确定螺杆直径 (3)1-4 自锁验算 (4)1-5 结构 (4)1-6 螺杆强度校核 (5)1-7 稳定性计算 (5)第二章螺母设计与计算 (7)2-1 选取螺母材料 (7)2-2 确定螺母高度H及螺纹工作圈数u (8)2-3 校核螺纹牙强度 (8)2-4 安装要求 (9)第三章托杯的设计与计算 (9)3-1 托杯的尺寸计算 (9)第四章手柄设计与计算 (10)4-1手柄材料 (10)4-2 手柄长度L (11)pd (11)4-3 手柄直径p第五章底座设计 (12)5-1 底座设计与计算 (12)第一章 螺杆的设计与计算1-1 螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形,常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形,牙形角30α=,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
矩形螺纹牙根强度低,锯齿形螺纹牙型不为等腰梯形,加工成本高。
从实用性考虑,故选梯形螺纹,它的基本牙型按GB5796.3—86的规定。
1-2 选取螺杆材料考虑到千斤顶转速较低,单个作用面受力不大,螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
此处选最常用的45钢。
1-3 确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径2d 。
求出2d 后,按标准选取相应公称直径d 、螺距P 及其它尺寸。
根据规定,对于整体螺母,由于磨损后不能调整间隙,为使受力比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多,故取ϕ=1.2~2.5,此处2φ=。
螺杆——螺母材料分别为钢——青铜,滑动速度为低速,得许用应力[]p 为18~25MPa 。
螺旋起重器设计说明书
机械设计设计说明书学院:机械工程学院学号: 15011227姓名:徐迎目录一、螺旋起重器的结构和功能 (1)二、设计目的 (1)三、设计内容 (2)四、设计要求 (2)五、材料选择 (2)六、设计计算 (2)1、螺旋副的耐磨性 (2)2、工作圈数校核 (2)4、螺杆的强度校核 (3)5、螺母螺纹牙强度校核 (3)6、螺杆稳定性校核 (4)七、结构设计 (5)1、螺杆设计 (5)2、螺母设计 (5)3、托杯设计 (6)4、设计手柄长度 (7)6、其他零件的选择 (8)八、螺旋起重器的效率计算 (9)参考资料 (10)螺旋起重器设计说明书一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器是一种人力起重的简单机械,主要用于起升重物。
下图为采用滑动螺旋的起重器结构。
图中,螺杆与螺母组成螺旋副,螺母与底座固定连接,紧定螺钉提高了连接可靠性。
托杯直接顶住重物,当转动手柄时,螺杆边转动边上下移动使托杯托起重物上下移动,达到起升重物的目的。
螺旋起重器结构图这种螺旋起重器结构简单,容易制造,易于自锁。
其主要缺点是摩擦阻力大,传动效率低(一般为30%~40%),磨损快,寿命低,传动精度低。
螺旋起重器一般垂直布置,在起重时螺杆受压,因此都做成短而粗,起升高度不宜太大。
螺母作为起升时的支撑件,常做成整体结构。
螺旋起重器应有可靠的自锁性能,以保证螺杆和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任意一个位置而不会自行下降。
螺杆一般采用梯形牙,右旋,单线螺纹。
当起重量较大时,为减小摩擦阻力,操作省力,可在托杯的下部安放一个推力轴承。
二、设计目的1.明确螺旋起重器的设计方法与步骤;2.初步了解机械设计的一般方法与步骤;3.为课程设计打基础。
三、设计内容1. 根据强度和结构要求决定螺旋起重器的各部分尺寸;2. 绘制螺旋起重器的装配图;3. 整理设计计算说明书。
四、设计要求五、材料选择螺杆材料:55号钢 螺母材料:ZCuAl10Fe3六、设计计算1、螺旋副的耐磨性[]p hud F σπσ===2A F p选取梯形螺纹:[]p Fd σϕ8.02≥F=70KN ϕ=1.5[]p σ=25Mpah=0.5P255.1700008.02⨯≥d =34.56mm根据表3-7、3-8选择的螺杆尺寸: d=44mm 2d =38mm 1d =31mm P=12 H=2d ⨯ϕ=1.5⨯38=57mm螺母尺寸:D=45mm 22d D ==38mm 1D =31mm 2、工作圈数校核P H u == 1257=4.75 ≈5(圈)<10(圈) ∴校验合格3、螺旋副的自锁性校核 自锁条件:v ϕφ≤3812arctan arctan 2⨯==ππφd P =5.73°F=70KNϕ=1.5[]p σ=25Mpah=0.5P 螺杆尺寸: d=44mm 2d =38mm 1d =31mm P=12螺母尺寸: D=45mm22d D ==38mm 1D =31mm H=57mm U=5(圈) 工作圈数合格︒==15cos 1.0arctan cos arctanβϕf v =5.9° f =0.1 β=15°∵v ϕφ≤ ∴校核合格 4、螺杆的强度校核[]στσσ≤⎪⎭⎫⎝⎛+=+=21222ca d 4313T F A[]49005-3s==σσ=225Mpa A=21d 4π=4π()23-1031⨯⨯=4-1055.7⨯2mm ()()210389.573.5tan 700002d tan 3-2⨯⨯︒+︒⨯=+=ϕφF T=273N ﹒M224-ca 031.027343700001055.71⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=σ=123Mpaca σ<⎥⎦⎤⎢⎣⎡σ ∴强度合格5、螺母螺纹牙强度校核(1)螺纹牙危险截面上的剪切强度条件:[]τπτ≤=DbuFb=0.65P=7.8 u=5[]τ=30-40Mpa58.74570000⨯⨯⨯=πτ=12.7Mpa[]ττ≤∴剪切强度合格f =0.1 β=15°︒=73.5φ︒=9.5v ϕ自锁性合格⎥⎦⎤⎢⎣⎡σ=225MpaT=273N ﹒Mca σ=123Mpa强度合格[]τ=30-40Mpaτ=12.7Mpa剪切强度合格(2)螺纹牙危险截面上的弯曲强度条件:[]b uDb Fl σπσ≤=262384522-=-=d D l =3.5mm []b σ=40-60Mpa58.7455.37000062⨯⨯⨯⨯⨯=πσ=34.2Mpa σ<[]b σ∴弯曲强度合格 6、螺杆稳定性校核 B=1.4dl =B+L+2H =1.4d+200+257=290.1mm 43141===d A I i =7.75mm 75.71.2902⨯==i ul s λ=74.86>40 ∴需要校核稳定性 稳定性校核条件:S crsc S FF S ≥=S S 取3.5-5.0为合格 51006.2⨯=E Mpa 643164441⨯==ππd I =45333.234mm()2521.290223.453331006.2⨯⨯⨯=πcr F =273.8KN708.273==F F S cr SC =3.9 SC S 介于3.5-5.0之间,∴稳定性合格[]b σ=40-60Mpaσ=34.2Mpa弯曲强度合格l =290.1mmi =7.75mm51006.2⨯=E MpaI =45333.234mmcr F =273.8KNSC S =3.9稳定性合格七、结构设计1、螺杆设计2、螺母设计 (1)外径设计:(2)螺母凸缘高度:[]Mpa 60~40b =σ[][]pa 8.49~2.3383.0b M ==σσ[]Mpa 5.41=σ22445.41470003.1D ≤+⨯⨯⨯πmm D 76.68≥mm D 70=mmHh 193==44mm=d mm l 5.2744625.01=⨯=287mm =30+57+200= 30+H +L =L'mm D 764802=-=mm D 283=mm D 804=()[]σπ≤-4d D 1.3Q22[]1σ[]p σ(3)螺母凸缘外径:(4)强度校核:<∴设计可行3、托杯设计()D D 4.1~3.11=mm D D 5.947035.135.11=⨯==[]()[]Mpa p 6.99~76.592~8.1==σσ[]()()Mpa D D Q 1.22705.944700004222211=-⨯⨯=-=ππσmmD mm D mm d mm h mm H 94704419571=====mm721085==托杯高mm D 托杯材料:Q235[]231952700004427p 62=+⨯=+=πσπD F D 木4、设计手柄长度(1)选取手柄材料为Q235 (2)手柄长度:螺旋副间的摩擦力矩:托杯与轴端支承面的摩擦力矩因为起重量为70KN ,所以取500N(3)手柄直径5、底座设计p p l F T ⋅=柄1T ()M N d F T ⋅=⋅+=2732tan 21ϕφ2T ()()M N FfD D T ⋅=⨯⨯+=+=1824701.076284232MN T T T T ⋅≥+≥45521柄柄p F mmF T l p p 910500182237=+==柄[]mmd mm d d d l F p p p b p p p 259.24120329102003233=≥⨯⨯≥≤≤⋅πσπmm D 2316=mmL L D D D 3072028720'mm11416982'mm 98mm 4'111=+=+==+=+=+=座δ6、其他零件的选择 (1)紧定螺钉的选择GB/T 71-1985 M10*18 (2)螺杆下挡块设计mm5h mm495445d 1==+=+=下挡Dmm5h mm 491==下挡D mmD mm D mm L D D mm23195307mm 1142'mm98'86711====+==座δδ(3)螺杆顶部挡块设计八、螺旋起重器的效率计算3D D >顶mm 283=D mm D 34=顶%4.29%10085.285845522840127012S 2121=⨯==⨯===⨯===A A T A QS A ηππ柄mm 283=D mm D 34=顶参考资料[1]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计(第九版),高等教育出版社,2016.[2]吴宗泽,高志,罗生国,李威.机械设计课程设计手册(第四版),高等教育出版社,2013.[3]张惠云,范竞芳.机械制图,机械工业出版社,2015.。
千斤顶设计计算说明书.
哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目:设计螺旋起重器(千斤顶)系别:班号:姓名:日期:2014.10.12哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:设计螺旋起重器设计原始数据:起重量:F Q=30KN最大起重高度:H=180mm目录1.选择螺杆、螺母的材料 (3)2.耐磨性计算 (3)3.螺杆强度校核 (4)4.螺母螺纹牙的强度校核 (4)5.自锁条件校核 (5)6.螺杆的稳定性校核 (5)7.螺母外径及凸缘设计 (6)8.手柄设计 (6)9.底座设计 (7)10.其他零件设计 (8)11.绘制螺旋起重器(千斤顶)装配图 (8)12.参考文献 (8)1.选择螺杆、螺母的材料考虑到螺杆承受重载,需要有足够的强度,因此选用45钢,需要调质处理。
由参考文献[3]表10.2查得45钢的抗拉强度σb =600MPa ,屈服强度σs =355MPa 。
螺母是在重载低速的工况下使用的,并且要求与螺杆材料配合时的摩擦系数小、耐磨,因此,螺母的材料选择铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。
2.耐磨性计算螺杆选用45钢,螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3,由参考文献[1]表5.8查得,钢对青铜的许用压强[p]=18~25MPa ,由表5.8注释查得,人力驱动时,[p]值可提高约20%,即[p]=21.6~30MPa ,取[p]=25MPa 。
由参考文献[1]表5.8查得,对于整体式螺母,系数ψ=1.2~2.5,取ψ=2.5。
按照耐磨性条件设计螺杆螺纹中径d 2,选用梯形螺纹,则螺纹的耐磨性条件为p s =hHd pF Q 2π≤[p]计算螺纹中径d 2时,引入系数ψ=2d H以消去H ,得 d 2≥][8.0p h pF Q πψ对于梯形螺纹,h=0.5p ,则 d 2≥][8.0p F Qψ=252300008.0⨯=19.6mm 以上三式中,F Q —螺旋的轴向载荷,N ; p —螺距,mm ; d 2—螺纹中径,mm ;h —螺纹工作高度,mm ; H —螺母旋合高度,mm ;p s —螺纹工作面上的压强,MPa ; [p]—许用压强,MPa 。
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式中螺母螺纹大径 ,查表4-8螺母和螺杆材料的许用应力,螺母的许用弯曲应力为 ,取 .
由材料力学可知:许用拉应力 ,所以异形螺母外径为
圆整后取 。
由经验公式可求异形螺母各尺寸:
, ,圆整后取 。由经验公式求螺母厚度:
由经验公式得许用挤压应力
凸缘支承面挤压强度为
所以凸缘支承面强度足够。
(3)凸缘尺寸计算
a)计算凸缘直径 及厚度a
b)凸缘支承面挤压强度计算
C)凸缘根部抗弯强度验算
d)凸缘根部抗剪强度验算
7.手柄尺寸的计算
a)手柄长度的计算
b)手柄直径的计算
8.托杯、底座等结构尺寸的设计
a)托杯设计
b)底座设计
9.效率计算
查表4-1,因为是中等精度的一般传动,所以螺杆材料选择45钢,正火处理。
托杯结构尺寸参看下图
由图,托杯下端面挤压强度为
所以托杯强度足够
因为托杯受压,选择灰铸铁HT200,如图所示,取底座斜度为1:10,则有
所以 圆整后取
直径 由底座挤压强度确定
如底面为混凝土和木材时,取
圆整后取
其他尺寸可以用以下经验公式确定:
,
圆整后取
,
圆整后取
,
圆整后取
,
圆整后取
,圆整后取
螺杆材料选用45钢
剪切强度计算:Leabharlann 所以剪切强度足够。查表4-8螺母和螺杆材料的许用应力,螺母的许用弯曲应力为 ,
取 ,查表1-41梯形螺纹基本尺寸,梯形牙高
螺母螺纹牙弯曲强度为 ,所以螺母螺纹牙弯曲强度足够。
为了更好地将螺母固定在底座上,将螺母做成梯形,也称异形螺母。螺母螺纹牙受拉和受扭,由第四强度理论可求螺纹牙的总应力
选择第一系列梯形螺纹:Tr24,螺距为
P=5mm。
查表1-51,旋合长度>63mm,L型,左旋用LH表示,又因起重器为一般用途,选中等精度。综上所述,螺纹副表示为
螺母旋合圈数为
取z=6<10,所以满足要求
螺母高度
查表4-4
钢对青铜的当量摩擦因数
取 ,则当量摩擦角
螺纹升角 ,
,故自锁
螺杆受压受扭,用第四强度理论,求总应力
所以凸缘根部抗弯强度足够。
所以凸缘根部剪切强度足够。
令手柄的扳动力为 (通常取200N左右),手柄长为 ,扳手力矩为T,则手柄长度为:
,
T为螺纹力矩与托杯支承面的摩擦力矩之和
查表4-3螺纹副的当量摩擦因数:钢对灰铸铁(托杯为HT200,螺杆头为钢) ,取 。D及其他结构尺寸如图,具体数值可按下列经验公式计算:
螺母材料选用铸锡青铜ZCuSn10P1
选择螺纹参数:
z=6
,自锁
符合强度条件
稳定性满足:
S=4.663
螺母螺纹牙满足强度要求
凸缘支承面强度足够
凸缘根部抗弯强度足够
凸缘根部剪切强度足够
手柄长度为
手柄直径为
托杯材料选择灰铸铁HT200
托杯强度足够
底座材料选择灰铸铁HT200,
斜度1:10
效率
取托杯的厚度 ,d为螺纹的公称直径,所以
圆整后取 ,
所以手柄长度为
取 ,使用时加套管
手柄材料:因为没有特殊要求,因此选用普通碳素钢Q235,查表4-11,假设手柄直径在16 40mm,查得 ,取安全系数为2,许用弯曲应力为
手柄直径可按抗弯强度设计,即
所以
圆整后取
选托杯材料:因为托杯受压,选择灰铸铁HT200,由经验公式
查表4-9,假设试件毛坯尺寸 ,查得屈服强度 ,取安全因数S=4,则许用拉应力
查表4-3
螺母材料为铸锡青铜ZCuSn10P1
查表4-7,低速许用压强为 ,取[p]=18MPa,有
选梯形螺纹h=0.5P,取 ,有
查表1-43,根据梯形螺纹的标准,应按中径 选择外径为20mm、螺距为2mm的梯形螺纹,但是外径为20mm的螺纹有两种螺距:2mm、4mm。应查表1-42梯形螺纹直径与螺距的标准组合系列:外径为20mm与螺距为4mm的是标准组合系列。又因为螺距为4mm、外径为20mm的螺纹中径为18mm,满足不了本设计要求,即 ,因此:再查外径为24mm的螺纹尺寸并优先选择标准组合外径和螺距的梯形螺纹。
其中螺纹力矩为
所以螺杆强度满足
计算柔度
查表4-6按下端固定,上端自由,取螺杆的长度系数μ=2,
螺杆工作长度
式中H为最大举重升距,B为螺杆头部长度 ;t为退刀槽宽度
带入数据计算得:
惯性半径
应验算稳定性
对不淬火螺杆,当 时
所以满足稳定性要求
查表4-8螺母和螺杆材料的许用应力,螺母的许用切应力 ,取 。梯形螺纹牙底宽为
装
订
线
设计要求:
题号
起重量Q(kN)
起升高度(mm)
2
11
180
设计项目
计算及说明书
计算结果
1.选材
(1)螺杆材料
(2)螺母材料
2.由耐磨性计算螺纹中径 ,旋合圈数z及螺母高度
3.自锁性验算
4.螺杆强度验算
5.稳定性验算
6.螺母设计计算
(1)螺纹牙强度计算
a)螺纹牙剪切强度
b)螺纹牙抗弯强度
(2)计算螺母外径