1、装订线 螺旋起重器设计计算说明书班级：姓名： 学号：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2合圈数 z 及螺母高度 H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。查表 4-9，假设试件毛坯尺寸 ,100查得屈服强度 ，取安全因数=295S=4，则许用拉应力=2954 =73.75MP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 ，1825MPa取p=18MPa,有2选梯形螺纹 h=0.5P,取
2、，有=1.22110001.20.518=18.01查表 1-43，根据梯形螺纹的标准，应按中径 选择外径为 20mm、螺2=19.00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218.01螺纹尺寸并优先选择标准组合外径和螺距的梯形螺纹。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
3、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2457/7螺母旋合圈数为=2=1.221.55 =5.16取 z=610，所以满足要求螺杆材料选用 45 钢螺母材料选用铸锡青铜ZCuSn10P1选择螺纹参数： =24=52=2=21.51=18.51=19.00=24.50z=63.自锁性验算4.螺杆强度验算5.稳定性验算螺母高度 =65=30查表 4-4钢对青铜的当量摩擦因数 =0.080.10取 ，则当量摩擦角=0.10=0.105.7106螺纹升角，=2=521.54.2336，故自锁40应验算稳定性对不淬火螺杆，当 时90=2()2=321010318.5464(
4、2241)2 =51295.8=51295.811000=4.6632.54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=3040。梯形螺纹牙底宽为=301=0.634=0.6345=3.17剪切强度计算：= 1= 1100024.53.176=7.514=30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 ，=4060取 ，查表 1-41 梯形螺纹基本=40尺寸，梯形牙高 =2.75螺母螺纹牙弯曲强度为=321=3110002.7524.53.1726=19.56=40，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
5、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= 1.3F4(22)从而可得异形螺母外径为5.2+2式中螺母螺纹大径 ，查表 4-8=24.5螺母螺纹牙满足强度要求（3 ）凸缘尺寸计算a)计算凸缘直径及厚度 a1b）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)手柄长度的计算螺母和螺杆材料的许用应力，螺母的许用弯曲应力为 ，取=4060.=50由材料力学可知：许用拉应力，=0.83=0.8350=41.5所以异形螺母外径为5.21100041.5+24.52=32.23圆整后取 。=33由经验公式可求异形螺
6、母各尺寸：,1（ 1.21.3） ，圆整后取1=1.333=42.9。由经验公式求螺母厚度 :1=43=3=303=10由经验公式得许用挤压应力 =(1.51.7)40=(6068)凸缘支承面挤压强度为P= F（ 212）4= 110004（ 432332） =18.43MPa所以凸缘支承面强度足够。=F14(1)26 =1.5(1)2=1.511000(4333)33102 =15.92=40所以凸缘根部抗弯强度足够。= 110003310=10.61=30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
7、杯支承面的摩擦力矩之和=331=43=10P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b)手柄直径的计算=1+2=tan(+)+1337302720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=0.120.15=0.12尺寸如图，具体数值可按下列经验公式计算：3=(0.60.7)6=(1.71.9)5=(2.42.5)7=6(24)0=3+(0.52)=(1.41.6)取托杯的厚度 ,d 为螺纹的公称直10径，所以7=6(24)=(1.71.9)24(24)=（ 40.845.6） （ 24）0=(0.60.7)24+
8、(0.52)=(14.416.8)+(0.52)圆整后取 ，7=450=15=11000tan(4.2336+5.7106)+131.211000453153452152=42181.94所以手柄长度为=42181.94200=210.9取 ，使用时加套管=200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 =225数为 2，许用弯曲应力为=42182手柄长度为 =2008.托杯、底座等结构尺寸的设计a)托杯设计b)底座设计=2252=112.5手柄直径可按抗弯强度设计，即=323所以30.1=3200210.90.
9、1112.5=15.53圆整后取 =18选托杯材料：因为托杯受压，选择灰铸铁HT200，由经验公式=(0.40.5)=(0.40.5)200=(80100)托杯结构尺寸参看下图由图，托杯下端面挤压强度为压 = (2720)4= 110004(452152)=7.781=80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，则有手柄直径为 =18托杯材料选择灰铸铁 HT200压 托杯强度足够底座材料选择灰铸铁 HT200，斜度 1：109.效率计算12(1)1 =110所以圆2=2110+=(220010+33)=73整后取 D2=76直径 由底座挤压强度确定8= 4(2822)如底面为混凝土和木材时，取 =2MPaD8 4+22=4110002 +762=113.04圆整后取 D8=116其他尺寸可以用以下经验公式确定：,H1=+(1520)=180+(1520)圆整后取 H1=200, 4=+(510)=33+(510)圆整后取 4=40, 6=1.4=1.433=46.2圆整后取 6=48, 2=3010=20圆整后取 2=22, 圆整后取=(810) =10=2=110005242182=20.75%D2=76D8=116H1=2004=406=482=22=10效率 =20.75%
