课程设计螺旋举重器设计计算说明书Word格式.docx

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（1）、【1】《机械设计》东北大学出版社

（2）、【2】《机械设计习题及解题分析》东北大学出版社

（3）、【3】《机械零件手册》高等教育出版社

螺旋举重器设计计算说明书

设计计算步骤及说明

数据结果

一、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸

1、选择螺纹牙型：

梯形螺纹

[依据：

梯形螺纹的工艺性能好，牙根强度高，对中性好。

]

2、螺纹基本尺寸计算：

由基本数据知：

F=44KN，取，

查阅【1】P160表7-1：

取MPa

MPa

查阅【2】P110得：

d2≥=30.28mm

查阅【3】P67的GB/5796.3-1986：

取P=6mmd=34mm

则：

d2=D2=d-3

d3=d-7

D1=d-6

D4=d+1

二、螺杆的设计计算

1、选择螺杆材料:

45钢

2、螺杆头部结构：

见附图一

3、螺杆的强度校核：

螺杆既受轴向力F又受转矩T的作用，在螺杆危险剖面上存在拉应力和扭转应力。

根据第四强度理论计算：

查阅【2】P110：

取摩擦系数f=0.08半角

其中：

=4.735

=

=44000=99007N

=80.859MPa

查阅【1】P48表2-6及P161表7-2取：

MPa

则故安全

4、螺杆稳定性校核:

▲【图一】--受力分析图

螺纹升至最高位置时，可视为直径为d3的下端固定，上端自由的压杆，为防止失稳，按下式进行校核其稳定性：

查阅【1】P162得：

=3.5～5

查阅【1】P162表7-3及【2】P111-113：

取=51mm

=6.75mm

5、自锁性能校核：

查阅【1】P163可得：

自锁条件为：

由可得满足自锁条件。

三、螺母的设计计算

1、选择螺母材料：

铸锡青铜

2、螺纹牙圈数计算：

螺纹牙工作圈数z根据耐磨性计算

查阅【1】P160得：

则

∴z=10

又∵考虑螺杆退刀槽的影响

∴螺母螺纹牙的实际齿数应取

（1）、螺母结构的确定：

①、螺母高度H

②、螺母外径D

按螺母悬置部分抗拉强度计算，考虑螺纹副中摩擦转矩的存在，将轴向载荷增大30%

查阅【2】P112得：

拉伸强度校核公式为

▲【图二】--螺母结构图

设计公式为：

查阅【1】P161表7-2：

取=55MPa

③、螺母凸缘尺寸

查阅【2】P112得凸缘尺寸按以下经验公式初步确定：

取其中

④、螺母拉伸强度校核

∵=45.541MP＜45.65MPa=

∴安全

（2）、螺母强度校核：

查阅【1】P161得：

梯形螺纹中

①、螺纹牙根部弯曲强度校核式如下：

≤

=23.690MPa≤55MPa=

②、根部剪切强度校核式如下：

=10.266MPa≤40MPa=

③、凸缘支撑面的挤压强度校核：

其中取

=24.124MPa≤88MPa=

④、凸缘根部弯曲强度校核：

=13.906MPa≤55MPa=

⑤、根部剪切强度应满足：

=11.462MPa≤40MPa=

四、托杯的设计计算

1、选择托杯材料：

铸铁、铸钢或Q235

2、托杯结构：

查阅【2】P113得

托杯主要尺寸按以下经验公式计算并圆整：

取

▲【图三】--托杯及螺杆端部结构图

3、托杯下端面挤压强度校核：

查阅【2】P113得挤压强度校核计算式如下：

=19.486MPa≤88MPa=

五、底座设计计算

1、选择底座材料：

常选用铸铁HT150，GT200,当举重量大时可选用铸钢。

2、底座结构：

底座的挤压强度确定

其中查阅【1】P50表2-9得：

查阅【1】P48表2-6取：

∵考虑到起重器的稳定性，

∴取

▲【图四】--底座结构图

3、危险截面强度校核:

查阅【2】P113得危险截面强度校核按压缩强度校核

则危险截面强度校核计算式为

≤

=33.977≤88MPa=故安全

六、手柄设计计算

1、选择手柄材料：

碳素结构钢Q235或Q275

2、手柄长度设计：

▲【图五】--手柄结构图

由【图一】受力分析得：

扳动手柄的力矩应与阻力矩平衡即：

则

其中取

、分别为螺纹副的摩擦力矩、螺杆端面与托杯之间的摩擦阻力矩。

取摩擦系数f=0.08

考虑螺杆头部直径及手握长度，手柄的实际长度为：

为减小举重器的存放空间，一般取实际手柄长度不大于举重器的高度。

当举重器较大时可以在手柄上套一长套管，以增大力臂达到省力的目的。

3、手柄直径设计：

由【2】P114得：

手柄直径按弯曲强度计算

弯曲强度计算式为

查阅【1】P48表2-6：

取

∴=21mm

七、螺旋起重器的效率计算

螺杆旋转一圈，输入功率，举起重物的输出功率，故

∵18﹪≤=21.208﹪≤25﹪

∴设计合格

八、其它设计内容

1、螺母与底座的配合：

通常用或。

2、为防止螺母转动，应设紧定螺钉，其值常取M6~M12

根据举重量大小决定。

▲紧定螺钉结构图

3、防止托杯脱落和螺杆旋出螺母，在螺杆上、下两端安装安全挡圈。

▲挡圈结构图

4、连接螺钉、挡圈、手球等的规格尺寸按结构需要选取或设计。

▲螺钉、挡圈结构图

▲手球结构图

5、为了减少摩擦、磨损及托杯工作时不转动，螺旋副及托杯与螺杆的接触面均需润滑。

[P]=MPa

P=6mmd=34mm

d3=27mm

d2=31mm

D2=31mm

D4=35mm

D1=28mm

f=0.08

=4.735

99007N

80.859MPa

I=26074

=51mm

=6.75mm

=3.525

h=3mm

z=10

=11.5

H=69mm

=55MPa

=45.65MPa

D=53.151mm

=71.753mm

=23mm

=45.541MPa

=3.9mm

=23.690MPa

=10.266MPa

=24.124MPa

=13.906MPa

=11.462MPa

=19.486MPa

=288MPa

103.297mm

=99006.831

=75704.977

=970.621mm

=1101.221mm

≥20.595mm

=21mm

=21.208﹪