螺旋起重器设计计算说明书院系机电工程学院专业年级机自11班设计者学号指导教师201年12月 01日目录一螺旋起重器设计任务书 (3)二螺旋起重器的结构和功能 (4)三螺旋起重器设计计算和说明 (5)1.螺杆的设计与计算 (5)2. 螺母设计与计算 (6)3.手柄设计与计算 (8)4. 螺杆稳定性计算 (9)5.托杯的设计与计算 (10)6.其它结构尺寸 (10)7.螺钉螺栓选择设计 (11)8. 底座设计 (11)参考图1 (12)参考文献 (12)一螺旋起重器设计任务书学生姓名专业年级设计题目：设计螺旋起重器设计条件：1、最大起重量F = 20kN；2、最大升距H =220 mm。
设计工作：（一）螺旋副设计1．材料及牙型选择：参考主教材，要求选择梯形牙。
2．设计计算：参考主教材。
（二）壳体设计参考图1推荐的经验公式。
（三）各个螺钉选择设计参考现有结构进行选择，以大小协调并符合标准为原则。
指导教师签名：二螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。
图示为采用滑动螺旋的起重器结构示意图。
图中，螺杆7与螺母5组成螺旋副，螺母5与底座8固定联接，紧定螺钉6提高了联接可靠性。
托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。
这种螺旋起重器结构简单，制造容易，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7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。
螺母5作为起升时的支承件，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7和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。
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1的下部安放一推力轴承。
三 螺旋起重器设计计算和说明计 算 及 说 明结 果1.螺杆的设计与计算1.1 螺杆螺纹类型的选择 螺纹用梯形螺纹。
1.2 选取螺杆材料螺杆材料选45钢，性能等级4.8级。
查表5-8得pa 400b M =σ pa 320s M =σ查表5-10得安全系数[s]=4 1.3 确定螺杆直径1.3.1 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关，其中最主要的是螺纹工作表面上的压力，压力愈大，螺旋副间愈容易形成过度磨损。
因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作表面上的压力p ，使其小于材料的许用压力[p ]。
计算时，一般假设：螺杆上的轴向载荷F 作用于螺纹工作承压表面A 上。
按耐磨性条件确定螺杆中径d 2。
求出d 2后，按标准选取应公称直径d 、螺距p 及其它尺寸。
1.3.2参数计算：1. 对整体式螺母φ=1.2~1.5，取φ=1.4（梯形螺纹）；2. 查表5-12得许用压强[p ]=18~25Mpa 故取[p]=21Mpa 对于矩形螺纹h=0.5p 故由式5-43得mm P F d 87.2010214.1200008.0][8.062≈⨯⨯=≥φ 查机械设计手册，取d=28mm ，P=5mm选45钢φ=1.4 [p]=21Mpa d=28mm P=5mm d 1=22.5 mm2.1 选取螺母材料选青铜2.2 确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u1）求螺母高度H螺母高度H=Φ2d=35.7mm2）螺纹工作圈数14.757.35u===pHu' = u+1.5u'应圆整, u'取9螺母实际高度H'=u'p=59⨯mm=45mm2.3 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹牙的强度。
螺纹牙的剪切强度和弯曲强度条件分别为：][u'τπτ≤=bDF；]['62bubDFlσπσ≤=其中对于梯形螺纹b=0.65P=3.25mm，且l=(D'－D'2）/ 2其中：mmD5.282ad'c=+=mmpD5.255.0d'2=-=∴mm5.1=lpa64.7925.35.2820000M=⨯⨯⨯=∴πτu'=9H'=45mm'D=28.5mm=2'D25.5mm=τ7.64Mpa=σ21.15MpaNulEIF322cr10366.235)(⨯==π2) 稳定性计算ScrscSFFS>==77.11满足稳定性要求。
5. 托杯的设计与计算5.1托杯的尺寸计算托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其结构尺寸见下图。
为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。
为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。
当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。
因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。
6.其它结构尺寸为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。
退刀槽的直径应比螺杆小径d1约小0.2~0.5mm。
退刀槽的宽度可取为1.5P。
为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。
为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈。
E=210GPau=2KNF366.235cr=其中：1.5P=7.5mmD=(1.6~1.8)d=1.7×28=47.6mm D1=(0.6~0.8)d=0.7×28=19.6mmD2= 1.5d=1.5×28=42mmD 3= 1.4D2=1.4×42=58.8 mm 9mmδ=;19mmδ=h=(0.8~1)D=0.9×47.6=42.84 mmh1=(1.8~2)D=1.9×22.5=42.75 mmb=(0.2~0.3)H=0.25×45=11.25mm7.螺钉螺栓选择设计7.1 紧定螺钉查机械手册，选取紧定螺钉（GB/T71—1985 M10）7.2钢制挡圈及开槽沉头螺钉由(GB/T891-1986)直径D=35,厚度H=5，挡圈用开槽沉头螺钉(GB/T68—2000)M6×16固定在螺杆底端部。
由(GB/T891-1986)直径D=28厚度H=4，挡圈用开槽沉头螺钉(GB/T68—2000)M5×12固定在螺杆顶端部。
8. 底座设计底座材料常用铸铁（HT150及HT200），铸件的壁厚δ不应小于8～12mm，为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成1∶10的斜度。
D=47.6mmD1=19.6mmD2=42mmD3=58.8 mm9mmδ=;19mmδ=h=42.84 mmh1=42.75mmb=11.25mm紧定螺钉（GB/T71—1985 M10）钢制挡圈（GB/T891-1986 D=35 D=28）开槽沉头螺钉(GB/T68-2000 M6×16 M5×12)mm1245=Dm m1744=DS=16.2mmm m 1248.1236210/)30h (3max 5≈=++⨯++=D H DD 4=1.4 D 5 =173.6mm 174≈厚度S=(1.5~2) δ=1.8×9=16.2mm参考图1参考文献[1]濮良贵纪名刚《机械设计》第八版高等教育出版社,2008.[2]程志红唐大放.机械设计课程上机与设计. 江苏:东南大学出版社,2007.[3]李爱军陈国平.画法几何及机械制图.江苏:中国矿业大学出版社,2007.。