螺旋起重器設計說明書

1、裝訂螺旋起重器設計計算說明書班級：學號：設計要求:題號起重量Q (kN)起升高度(mm)211180設計項目計算及說明書計算結果1.選材(1 )螺桿材料(2 )螺母材料2.由耐磨性計算 螺紋中徑d2,旋 合圈數(shù)z及螺母 高度查表4-1，因為是中等精度的一般傳動， 所以螺桿材料選擇 45鋼，正火處理。查表4-9，假設試件毛坯尺寸|丄 m 二:;, 查得屈服強度 叫=2勺，取安全因數(shù) S=4,則許用拉應力295 MPa=73.75MF查表4-3螺母材料為鑄錫青銅 ZCuS n10P1查表4-7，低速許用壓強為，取p=18MPa,有選梯形螺紋h=0.5P,取.，有d2>mm = 18.ni查表

2、1-43，根據(jù)梯形螺紋的標準，應按中徑d2 = 19. OCrnrn選擇外徑為20mm螺距為2mm的梯形螺紋，但是外徑為20mm的螺紋 有兩種螺距：2mm 4mm應查表1-42梯形螺 紋直徑與螺距的標準組合系列：外徑為20mm與螺距為4mm的是標準組合系列。又因為螺 距為4mm外徑為20mm的螺紋中徑為18mm 滿足不了本設計要求，即>1Rft1mzn，因此：再查外徑為24mm的螺紋尺寸并優(yōu)先選擇螺桿材料選用45鋼螺母材料選用鑄錫青銅ZCuSn10P1選擇螺紋參數(shù)：d = 24mmP = 5mm= 2dj = lOlSmm*J =d 24,50mm標準組合外徑和螺距的梯形螺紋。選擇第一系

3、列梯形螺紋：Tr24，螺距為P=5mm查表1-51，旋合長度63mm,L型，左旋 用LH表示，又因起重器為一般用途， 選中等 精度。綜上所述，螺紋副表示為|Tr247/7e螺母旋合圈數(shù)為叫 1.2 X 21.52 =二 5J6P5取z=6v 10,所以滿足要求z=63自鎖性驗算螺母高度 h = zr =（? x 5mm =查表4-4鋼對青銅的當量摩擦因數(shù)：1取'，則當量摩擦角<f）r = arctan= arctanO.10 m 5. 7106°螺紋升角p50 = arctan = arctan生 4.2 336Tffrtjn k 21JEws廠匚故自鎖/ =30mmt

4、pv = S_7106*0 = 4.2336cW5",自鎖螺桿受壓受扭，用第四強度理論，求總應力4.螺桿強度驗算5.穩(wěn)定性驗算其中螺紋力矩為#21 二 Ftan (0 + 叭)X =11000 X tan (57106* + 4.2336fl) X 詞 7TX 18.522A = mm444X11O°P2 + 3x( 2°7a2 7T x 1850.2 x 185云 4979MPa < 0 = 73.75MPa所以螺桿強度滿足計算柔度查表4-6按下端固定，上端自由，取螺 桿的長度系數(shù)卩=2,螺桿工作長度式中H為最大舉重升距，B為螺桿頭部長度& 七 九

5、丸；t 為退刀槽寬度I = 2P = 10mm帶入數(shù)據(jù)計算得30i = 180 + 10 + 36 + = 241mm2慣性半徑i 二(L=-= = 4.625mm 胡A 44Tt = 20 732N符合強度條件穩(wěn)定性滿足:S=4.6632x 241=104.216 > 404.625應驗算穩(wěn)定性 對不淬火螺桿，當!<- 時F口“°=聾295刖64 X (2 X 241,51295.8M000=4,663 > Z57所以滿足穩(wěn)定性要求查表4-8螺母和螺桿材料的許用應力，螺母 的許用切應力E u-mr，取 d心m。梯形螺紋牙底寬為片=ft 634P = X Smm =

6、 3,17mm剪切強度計算:11000>1 Xx 3J7 x 6MPa= 7,514M/Ja<T = 30MPa所以剪切強度足夠。查表4-8螺母和螺桿材料的許用應力，螺母 的許用彎曲應力為“m忙卞取®】=查表1-41梯形螺紋基本尺寸，梯形牙高丄宀隘用螺母螺紋牙彎曲強度為6.螺母設計計算(1)螺紋牙強度3Fh3 X noon x £75n X 24J x 3.17?6MPa= 19.56MPa <：，所以螺母螺紋牙彎曲強度足夠。計算a)螺紋牙剪切強 度b)螺紋牙抗彎強 度為了更好地將螺母固定在底座上，將螺母做 成梯形，也稱異形螺母。螺母螺紋牙受拉和 受扭，由

7、第四強度理論可求螺紋牙的總應力口 - ?< 疔從而可得異形螺母外徑為式中螺母螺紋大徑M = 24.5mm，查表4-8螺母和螺桿材料的許用應力，螺母的許用彎曲應力為訐砂60眄，取PJ = 50MPa.由材料力學可知：許用拉應力<lj = 0,83 = 0.83 X SUMPti =所以異形螺母外徑為D>* 2址中尬尬=32.23尬戰(zhàn)J 7T X 11 5圓整后取-。螺母螺紋牙滿足強度要求(2)計算螺母外 徑由經(jīng)驗公式可求異形螺母各尺寸:圓整后取比=43mm由經(jīng)驗公式求螺母厚a = = mm = 1 Omni 33由經(jīng)驗公式得許用擠壓應力<rj = （1.5-17） x凸緣

8、支承面擠壓強度為11000 x 1P" 冊"尸=匸廠（存有"&13MPn< ”卩所以凸緣支承面強度足夠。=15S)2MPa < ffj = 40MPa所以凸緣根部抗彎強度足夠。（3）凸緣尺寸計 算a）計算凸緣直徑°】及厚度a-=豈巴MPa = 10.61 MFa < t ltDa JI X 33 X ll>所以凸緣根部剪切強度足夠。:D = 33nmi/? = 43mmb）凸緣支承面擠 壓強度計算a = 10mm令手柄的扳動力為（通常取200N左右），手柄長為丄，扳手力矩為T,則手柄長度為：T為螺紋力矩與托杯支承面的摩擦力

9、矩之和查表4-3螺紋副的當量摩擦因數(shù)：鋼對灰鑄 鐵（托杯為HT200 ,螺桿頭為鋼） :'-，取 ，1-o D及其他結構尺 寸如圖，具體數(shù)值可按下列經(jīng)驗公式計算：C)凸緣根部抗彎 強度驗算d)凸緣根部抗剪 強度驗算7.手柄尺寸的計 算a)手柄長度的計 算= % =F = (2 4i£5)dE =(2-4)|% =巧+(°廠可y = (141.6) d取托杯的厚度亡上i"厲T；,d為螺紋的公稱直 徑，所以葉<凸緣支承面強度足夠化 < 匾凸緣根部抗彎 強度足夠T<T凸緣根部剪切 強度足夠D7 = Dh- (2-4) = (1,7*1.9) X

10、 24 -(2-4) = - CI-4)Diy = (0,6-0 J) X 21 +(0.5-2) = (14.4-10.8) + (0.5-2)% = 15 mm7 = 11000 xian(42336° +57106°)+ x 1,2 xllflOO所以手柄長度為42181.94mm = 210.9?7177121)0取二二越浪汕朋，使用時加套管4S3-153=42181.94A/ *手柄材料：因為沒有特殊要求，因此選用普通碳素鋼Q235,查表4-11 ,假設手柄直徑在16*40mm查得J = 22SM兀，取安全系數(shù)為2，許用彎曲應力為225竹= MPa= 112.5W

11、Pa手柄直徑可按抗彎強度設計，即.1 »FfL.0-1 M所以200 X 210.9 mm = 15.53mrJ 0.1 x 11Z5圓整后取-選托杯材料：因為托杯受壓，選擇灰鑄鐵HT200,由經(jīng)驗公式P =(n.4-05)rrh = (0.4-05) X 2MPa = (flO-1托杯結構尺寸參看下圖U-D關Eer = 42L82Ar * mn手柄長度為L = 200mmb）手柄直徑的計 算由圖，托杯下端面擠壓強度為11000 X 4 MPa h X (45 -15Z)=7.781 MPa <P = 80WPa所以托杯強度足夠因為托杯受壓，選擇灰鑄鐵HT200,如圖所示，取底座斜度為1： 10，則有直徑°日由底座擠壓強度確定如底面為混凝土和木材時，取D.> -:、兀二fEU皿皿十務卄匚手柄直徑為 J嘰k X 28.托杯、底座等 結構尺寸的設計a）托杯設計圓整后取其他尺寸可以用以下經(jīng)驗公式確定:% = lfhnm托杯材料選擇灰鑄鐵HT200阻= / + (15-20) = 180 + (15-20)圓整后取'k = 20Gmm% = D + (510) =33 4- (5-10)圓整后取戸斗=4°刑血% = 1AD = 1.4