设计说明书
(一)设计目的:
⑴ 明确起重螺旋的设计方法与步骤;
⑵ 初步了解机械设计的一般方法与步骤;
⑶ 为课程设计打下基础。
(二)设计进行步骤及注意事项:
已知条件:
最大载荷 F=18000N
最大升距 L= 250 mm
起重螺旋为传力螺旋,主要特点是能承受较大的轴向力,通常要求自锁,螺杆材料应具有较高的强度,较高的耐磨性,螺母材料出要求有较高的强度外,还应有较好的减磨性.因此螺旋副材料选取钢-青铜,螺杆选用45号钢。选用梯形螺纹.右旋单线。
1) 根据螺旋副耐磨条件计算螺杆的直径:
取 ,代入上式,得:
取 ,对钢-青铜螺旋副 ,
代入数据得: ,
根据梯形螺纹国家标准,选取螺纹为Tr24 5,其基本参数为:
d=24mm, , , , ,p=5mm
2) 计算螺母的螺纹圈数,3) 并求出高度
=
,取 =6<10,满足要求
4) 螺杆螺纹部分的强度计算:
此部分力矩由螺纹力矩 和螺杆端面力矩 组成。
取
则
选取底面为环面的托杯,
,
,取 ,
,
代入上述数据,得 , ,所以螺杆工作部分上端面为危险截面,根据第四强度理论得螺杆危险截面的当量应力
, 螺杆材料为45号钢,其许用应力为: ,
,满足要求。
5) 螺杆的稳定性计算:
(B为螺杆头部长度, )
螺杆柔度: , =1
代入数据,得:
因为 ,所以
所以螺杆稳定。
6) 校核螺旋副的自锁条件:
<
符合自锁条件。
7) 校核螺纹的抗弯和抗剪强度:
弯曲强度: ,
其中
代入数据,得: <
满足弯曲强度条件。
剪切条件:
代入数据,得: < , 满足剪切强度条件。
8) 由拉伸,9) 扭转强度求出螺母外径:
由强度条件: ,得
取D=32mm。
10) 核验螺母的其他尺寸:
取
螺母台肩强度:
11) 检验螺杆头部及托杯尺寸:
托杯底部和螺杆断面之间比压:
许用值:
润滑油不会被挤出。
12) 决定手柄直径 和长度 :
扳手力矩:
间歇工作条件下,一个人的臂力约为 ,当长时间工作时,则为 。
取 ,得:
取实际
由抗弯强度条件: ,得
为安全考虑此处 取最大值250N,
代入数据,得 ,取
13) 选择固定螺钉:
选取紧固螺钉 。
14) 核验机架底面挤压强度:
机架底座选用灰铸铁铸造,许用应力:
,得出
15) 计算螺旋起重器效率:
F=18000N
L= 250 mm
d=24mm,
p=5mm
D=32mm |