螺旋起重器设计说明书
从而可得异形螺母外径为
式中螺母螺纹大径 ,查表4-8螺母和螺杆材料的许用应力,螺母的许用弯曲应力为 ,取 .
由材料力学可知:许用拉应力 ,所以异形螺母外径为
圆整后取 。
由经验公式可求异形螺母各尺寸:
, ,圆整后取 。由经验公式求螺母厚度:
由经验公式得许用挤压应力
凸缘支承面挤压强度为
所以凸缘支承面强度足够。
(3)凸缘尺寸计算
a)计算凸缘直径 及厚度a
b)凸缘支承面挤压强度计算
C)凸缘根部抗弯强度验算
d)凸缘根部抗剪强度验算
7.手柄尺寸的计算
a)手柄长度的计算
b)手柄直径的计算
8.托杯、底座等结构尺寸的设计
a)托杯设计
b)底座设计
9.效率计算
查表4-1,因为是中等精度的一般传动,所以螺杆材料选择45钢,正火处理。
托杯结构尺寸参看下图
由图,托杯下端面挤压强度为
所以托杯强度足够
因为托杯受压,选择灰铸铁HT200,如图所示,取底座斜度为1:10,则有
所以 圆整后取
直径 由底座挤压强度确定
如底面为混凝土和木材时,取
圆整后取
其他尺寸可以用以下经验公式确定:
,
圆整后取
,
圆整后取
,
圆整后取
,
圆整后取
,圆整后取
螺杆材料选用45钢
剪切强度计算:Leabharlann 所以剪切强度足够。查表4-8螺母和螺杆材料的许用应力,螺母的许用弯曲应力为 ,
取 ,查表1-41梯形螺纹基本尺寸,梯形牙高
螺母螺纹牙弯曲强度为 ,所以螺母螺纹牙弯曲强度足够。
为了更好地将螺母固定在底座上,将螺母做成梯形,也称异形螺母。螺母螺纹牙受拉和受扭,由第四强度理论可求螺纹牙的总应力
选择第一系列梯形螺纹:Tr24,螺距为
P=5mm。
查表1-51,旋合长度>63mm,L型,左旋用LH表示,又因起重器为一般用途,选中等精度。综上所述,螺纹副表示为
螺母旋合圈数为
取z=6<10,所以满足要求
螺母高度
查表4-4
钢对青铜的当量摩擦因数
取 ,则当量摩擦角
螺纹升角 ,
,故自锁
螺杆受压受扭,用第四强度理论,求总应力
所以凸缘根部抗弯强度足够。
所以凸缘根部剪切强度足够。
令手柄的扳动力为 (通常取200N左右),手柄长为 ,扳手力矩为T,则手柄长度为:
,
T为螺纹力矩与托杯支承面的摩擦力矩之和
查表4-3螺纹副的当量摩擦因数:钢对灰铸铁(托杯为HT200,螺杆头为钢) ,取 。D及其他结构尺寸如图,具体数值可按下列经验公式计算:
螺母材料选用铸锡青铜ZCuSn10P1
选择螺纹参数:
z=6
,自锁
符合强度条件
稳定性满足:
S=4.663
螺母螺纹牙满足强度要求
凸缘支承面强度足够
凸缘根部抗弯强度足够
凸缘根部剪切强度足够
手柄长度为
手柄直径为
托杯材料选择灰铸铁HT200
托杯强度足够
底座材料选择灰铸铁HT200,
斜度1:10
效率
取托杯的厚度 ,d为螺纹的公称直径,所以
圆整后取 ,
所以手柄长度为
取 ,使用时加套管
手柄材料:因为没有特殊要求,因此选用普通碳素钢Q235,查表4-11,假设手柄直径在16 40mm,查得 ,取安全系数为2,许用弯曲应力为
手柄直径可按抗弯强度设计,即
所以
圆整后取
选托杯材料:因为托杯受压,选择灰铸铁HT200,由经验公式
查表4-9,假设试件毛坯尺寸 ,查得屈服强度 ,取安全因数S=4,则许用拉应力
查表4-3
螺母材料为铸锡青铜ZCuSn10P1
查表4-7,低速许用压强为 ,取[p]=18MPa,有
选梯形螺纹h=0.5P,取 ,有
查表1-43,根据梯形螺纹的标准,应按中径 选择外径为20mm、螺距为2mm的梯形螺纹,但是外径为20mm的螺纹有两种螺距:2mm、4mm。应查表1-42梯形螺纹直径与螺距的标准组合系列:外径为20mm与螺距为4mm的是标准组合系列。又因为螺距为4mm、外径为20mm的螺纹中径为18mm,满足不了本设计要求,即 ,因此:再查外径为24mm的螺纹尺寸并优先选择标准组合外径和螺距的梯形螺纹。
其中螺纹力矩为
所以螺杆强度满足
计算柔度
查表4-6按下端固定,上端自由,取螺杆的长度系数μ=2,
螺杆工作长度
式中H为最大举重升距,B为螺杆头部长度 ;t为退刀槽宽度
带入数据计算得:
惯性半径
应验算稳定性
对不淬火螺杆,当 时
所以满足稳定性要求
查表4-8螺母和螺杆材料的许用应力,螺母的许用切应力 ,取 。梯形螺纹牙底宽为
装
订
线
设计要求:
题号
起重量Q(kN)
起升高度(mm)
2
11
180
设计项目
计算及说明书
计算结果
1.选材
(1)螺杆材料
(2)螺母材料
2.由耐磨性计算螺纹中径 ,旋合圈数z及螺母高度
3.自锁性验算
4.螺杆强度验算
5.稳定性验算
6.螺母设计计算
(1)螺纹牙强度计算
a)螺纹牙剪切强度
b)螺纹牙抗弯强度
(2)计算螺母外径