机械设计课程大作业
目录
1设计任务书2
2任务分析3
3螺旋传动设计3
3.1螺杆的设计与计算3
3.1.1螺杆材料3
3.1.2螺杆螺纹类型3
3.1.3螺杆的直径4
3.1.4校核自锁条件4
3.1.5螺杆的结构4
3.1.6螺杆强度校核5
3.1.7螺杆稳定性校核6
3.2螺母的设计与计算6
3.2.1螺母材料6
3.2.2螺母高度及旋合圈数6
=21.03mm
根据机械设计课程设计手册表3-7,表3-8,并考虑安全性适当增大直径,公称直径d取28mm,则螺距p取5mm,小径 =22.5mm,中径 =25.5mm
3.1.4
螺纹自锁条件为ψ 螺纹升角ψ= =4.2850,当量摩擦角 由于螺母材料选择青铜,根据教材表5.10差得当量摩擦因数 为0.08~0.10,取 =0.09 则 =5.1430
3.1.7
根据教材公式5.51,受压螺杆的稳定性条件式为 ,临界载荷 与螺杆材料及长径比(柔度) 有关,螺杆的最大工作长度,即托杯底面到螺母中部的距离,近似取为l=H+5p+1.5d=110+25+42=177mm,根据教材表5.11螺杆的长度系数 =2,螺杆危险截面的惯性半径 5.625mm, =62.93当 85时, =108718.6448N,则 故满足稳定性条件
增大螺杆直径部分:
长度:1.5d=1.5×28mm=42mm
直径:D13=1.8d=1.8×28=50.4mm
螺杆与托杯配合部分:
直径:
长度:
根据GB/T891-1986,选取挡圈GB/T891B50,公称直径D=50mm,H=5mm根据GB/T68-2000,选取螺钉GB/T68 M6×16,螺纹规格d=M6,公称长度l=16mm
显然ψ 因此螺纹满足自锁条件
3.1.5
螺杆上端用于支承托杯,并且需要其中打孔用于插装手柄,因此需要加大直径,手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定,dk≥dp十0.5mm。为了便于切制螺纹,螺纹上端应设有退刀槽,根据机械设计课程设计手册表3-26,退刀槽规格为6.5xΦ21.4。为了便于螺杆旋入螺母,螺杆下端设有倒角。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(GB/T891-1986),挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000)固定在螺杆端部。具体参数为:
螺杆的具体图形与尺寸见附录3
3.1.6
根据第四强度理论,螺杆危险截面的强度条件为:
(教材公式5.46)
螺杆所受轴向力F=30000N,螺杆所受转矩
=63514.528N mm
代入得, MPa
根据材料力学教材表2.1可知45钢 =353MPa,根据教材表5.9,可得
= =117.67MPa则 满足强度要求。
是:通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现将物体有低处向高处的传送的,并使托杯中的物体做直线运动,从而实现我们的传动要求。其中,螺母固定,当手柄旋动的时候,螺杆通过与螺母的螺旋副的运动,螺纹之间产生自锁,是装有重物的托杯往上运动。
从其工作原理中可以看出,这对螺杆与螺母螺纹的耐磨性、稳定性等要求较高,同时对底座及其他相应材料的强度也有一定的要求。
3.2.3校核螺母螺纹牙强度6
3.2.4螺母结构6
1
设计任务名称:螺旋千斤顶设计
设计参数:
最大起重量F:30kN
最大起升高度H:110mm
螺旋千斤顶示意图
工作量:
总装配图一张;螺母、螺杆、托杯零件工作图各一张。
计算说明书一份。
2
螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的,它主要是用于将回转运动转变为直线运动,同时传递运动和动力。螺旋传动的常用运动形式,主要有以下两种:螺杆转动,螺母运动和螺母固定,螺杆转动并移动,多用于螺旋起重器。而千斤顶的工作原理则是第二种螺母固定,螺杆转动并移动,其工作原理
3.2
3.2.1
螺母材料选择青铜
3.2.2
根据教材公式ψ=H/ ,ψ=1.8 45.9mm ,旋合圈数z=H/p=9.18,z取整数,故z=9,H=45mm
3.2.3
3.2.4
3
3.1
3.1.1
螺杆材料选择45钢
3.1.2
由于螺纹起传动作用,选择梯形螺纹,牙型角α=
3.1.3
通过耐磨性条件确定螺杆中径,根据教材5.8节内容,螺纹耐磨性条件为
若需按耐磨性条件设计螺纹中径 时,可引用系数ψ=H/ 以消去H,得 对于梯形螺纹,
对于整体式螺母,ψ=1.2~2.5 取ψ=1.8,当ψ 2.5或人力驱动时,[p]可提高约20%查教材表5.8[p]取20MPa,则[p]=24MPa因此