哈工大机械设计大作业螺旋传动设计千斤顶.doc

哈尔滨工业大学大作业说明书

HarbinInstituteofTechnology
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
设计任务书……………………………………………………………………………………………1
各部分尺寸计算及校核
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
手柄设计…………………………………………………………………………………………………4
8、螺杆的稳定性校核……………………………………………………………………………………5
螺母外经及凸缘设计…………………………………………………………………………………6
底座设计………………………………………………………………………………………………6
11、其他零件相关尺寸……………………………………………………………………………………7
参考文献………………………………………………………………………………………………8

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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FQ=30kN，最大起重高度Ho=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，。
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，引进系数以消去H，并且对于梯形螺纹，h=0.5p，因此得

式中——螺杆螺纹中径，mm；
F——螺杆所受轴向力，即起重量，；
——根据螺母结构选定，对于整体式螺母取=1.2~2.5，此处取=1.6；
——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=18~25，此处取=22。
3、螺杆各部分尺寸计算
按照耐磨性计算求出=23.4mm，根据参考文献[3]中表11.3，选取适当的公称直径d=28mm，以及相应的螺距P=5mm。则螺纹牙的工作高度h=0.5P=2.5mm。
再根据参考文献[3]表11.4，当螺距P=5mm时，外螺纹小径即螺杆小径=d-5.5=22.5mm；内外螺纹中径==d-2.5=25.5mm。因此mm。
螺纹旋合圈数。
4、螺杆强度校核
螺杆断面承受轴向力F和转矩T的作用，其中F=30kN。
螺杆所受转矩
其中——螺纹升角，。
——当量摩擦角，。
将与代入转矩公式得

式中——螺纹副的当量摩擦系数，根据参考文献[2]中表8.13，钢与青铜间当量摩擦系数界限为0.08~0.10，此处取=0.10。
根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度条件为

式中——螺杆许用应力。根据参考文献[2]中表8.12，钢材许用应力， 此处取。其中屈服极限可由机参考文献[3]中表10.2查得45号 钢=355MPa，则118.3MPa。
由已有数据得

经验证，螺杆强度合格。
5、螺母螺纹牙强度计算
螺母螺纹牙根部的剪切强度为

螺纹牙根部的弯曲强度为

式中d——螺母螺纹大径，mm；
h——螺纹牙工作高度，mm；
b——螺纹牙根部厚，梯形螺纹的，mm；
、——许用切应力，根据参考文献[2]中表8.12，青铜的许用应力范围为 =40~60，=30~40。
经验证，螺纹牙强度合格。
6、螺纹副自锁条件校核
对于有自锁要求的螺旋，要满足条件。
在螺杆强度校核过程中，已得；
；
因此螺纹副自锁条件合格。
7、手柄设计
加在手柄上的力分为螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩。设加在手柄上的力，手柄长度为L，则。有

其中mm，mm；
摩擦因数取f=0.12。
，取，加套筒长