螺旋起重器设计说明书.docx

机械设计设计说明书学院：机械工程学院学号： 15011227：徐迎目录、螺旋起重器的结构和功能 3二、设计目的 3三、设计内容 4四、 设计要求 4五、材料选择 4六、设计计算 41、螺旋副的耐磨性 42、工作圈数校核 44、螺杆的强度校核 55、螺母螺纹牙强度校核 56、螺杆稳定性校核 6七、结构设计 71、螺杆设计 72、 螺母设计 73、 托杯设计 84、 设计手柄长度 96、 其他零件的选择 10八、 螺旋起重器的效率计算 11参考资料 12螺旋起重器设计说明书一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物下图为采用滑动螺旋的起 重器结构图中，螺杆与螺母组成螺旋副，螺母与底座固定连接，紧定螺钉提高了连接可靠 性托杯直接顶住重物，当转动手柄时，螺杆边转动边上下移动使托杯托起重物上下移动 达到起升重物的目的螺旋起重器结构图这种螺旋起重器结构简单，容易制造，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，在起重时螺杆受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大 螺母作为起升时的支撑件，常做成整体结构。

螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆和重物在上升下降过程中能可靠地停留在 任意一个位置而不会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，可在托杯的下部安放一个推力轴承二、设计目的1. 明确螺旋起重器的设计方法与步骤；2. 初步了解机械设计的一般方法与步骤；3. 为课程设计打基础三、设计内容1. 根据强度和结构要求决定螺旋起重器的各部分尺寸2. 绘制螺旋起重器的装配图；3. 整理设计计算说明书四、设计要求方案序号起重量Q (KN)起重高度L (mm)2270200五、材料选择螺杆材料：55 号钢螺母材料：ZCuAI10Fe3六、设计计算1、螺旋副的耐磨性” F=丄 4 p A nd h p选取梯形螺纹：d2 > 0.8”命F=70KN申=1.5F=70KN申=1.5沽 p」=25Mpah=0.5P 螺杆尺寸：d=44mm d2=38mm d1=31mm P=12=25Mpa h=0.5Pd 2 > 0.8 ■700001.5 x 25=34.56mm根据表 3-7、3-8 选择的螺杆尺寸： d=44mm d 2 =38mm d1=31mm P=12H=申 x d2 =1.5x 38=57mm螺母尺寸：D=45mm D 2 = d 2 =38mm D ]=31mm2、工作圈数校核57—=4 7512-5 （圈）<10 （圈）・••校验合格3、螺旋副的自锁性校核螺母尺寸：D=45mmD2 = d2=38mmD1=31mmH=57mmU=5 （圈）工作圈数合格自锁条件：必© = arctan= arctan12n x 38=5.73°0.1® = arctan = arctan =5.9v cos卩 cosl5。

f =0.1 P =15°4、螺杆的强度校核1=花2 + 3t 2 =ca A1(4T ]f2+31 d1丿「] ◎ 900b」=—匚= =225Mpa3- 5 4兀 兀( IA= d2 = X 91灯0-3仏=7.55 x10-4mm24 1 4二 70000 X tan(573° + 5曲岁=273N ・ Mca17.55 x10-411700002 + 3(4 x 273 )、0.031 丿=123MpaC ca V 鬥・强度合格5、螺母螺纹牙强度校核（1）螺纹牙危险截面上的剪切强度条件"厶 40・需要校核稳定性稳定性校核条件：FSsc = ~F n SS SS取 3.5-5.0 为合格E = 2.06 x105 Mpand.4 兀 x 314—= =45333.23 mm464 64Fcrn 22.06x105 x 45333.23（2 x 290.1》=273.8KNSSC=Fcr—— ~F =273.870=3.9◎b =40-60Mpa◎ =34.2Mpa弯曲强度合格l =290.1mmi =7.75mmE = 2.06x105MpaI =45333.23mm4Fcr =273.8KNSSC=3.9稳定性合格SSC介于3.5-5.0之间，・•・稳定性合格七、结构设计1、螺杆设计d = 44mml] = 0.625 x 44 = 27.5mmL'=L + H + 30= 200+ 57+ 30 = 287mmD 2 = 80 一 4 = 76 mmD 3 = 28mmD 4 = 80mm2、螺母设计（1）外径设计：（1.3Q ）扣兀力2 - d2丿4L b]= 40 〜60MpaLL 0.83 33.2〜 49.8MpaC] =41.5 Mpa1.3 x 7000 x 4兀 x 41.5+ 442 < D 2D > 68.76mmD = 70mm（2）螺母凸缘高度h = H = 19mm3(3) 螺母凸缘外径：D1 = (1.3 ~ 1.4)DD] = 1.35 D = 1.35 x 70 = 94.5mm(4) 强度校核：lnp]= G.8 〜2)t]= 59.76 〜99.6Mpat ]]= ( Q ) = 70000 X 4 ) = 22.1Mpa1 兀 D12 — D2 兀 X ^94.52 — 702 /4lt1] < ltp]1p・••设计可行H = 57 mm h = 19mm d = 44mmD = 70mmD] = 94mm3、托杯设计，一 D汽2 邓xlKITIr D托杯材料：Q235D 5 = 108mm 托杯高=72mm手柄材料：Q235手柄长度910mm手柄直径：25mm4、设计手柄长度（1）选取手柄材料为 Q235（2）手柄长度T 二 F -1柄 p pT 1:螺旋副间的摩擦力矩T = F tanG +申）•d 二 273N - M1 2T 2 : 托杯与轴端支承面的摩擦力矩T =（D 3 + D 2 ）Ff2 4（28 + 76）x 0.1 x 70182 N • M因为起重量为70KN，所以尸〃取500N7 T柄 237 +182柄= =910 mmp F 500p（3）手柄直径pp32忑=:□型 + 952 = 2317 2兀5 = 8mmD1' = 98mmD1'+25 = 114mmL 片=307mm座D 7 = 95mmD = 231mm6200x910x32d 3 >p 120 兀d > 24.9 mmpd = 25mmp5、底座设计D； = D] + 4mm = 98mmD1'+2s = 98 +16 = 114mmL 座=L '+20 = 287 + 20 = 307mmD = 231mm6Di88 = 8mmD； = 98mm D；+28 = 114mmL 座=307mmD 7 = 95mmD 6 = 231mm6、其他零件的选择（1）紧定螺钉的选择GB/T 71-1985 M10*18（2）螺杆下挡块设计D = d + 5 = 44 + 5 = 49mm 下挡h = 5mm1D = 49mm下挡h = 5 mm3）螺杆顶部挡块设计D >D顶3D3 = 28mmD 顶二 34mmEI3D = 28mmD 顶二 34mm八、螺旋起重器的效率计算S = 12A = QS = 70 x 12 = 8401A = 2兀T = 2k x 455 = 2858.85 2柄A耳=才 xlOO% = 29.4%2参考资料[1]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计（第九版），高等教育出版社，2016.[2]吴宗泽,高志,罗生国,李威.机械设计课程设计手册（第四版），高等教育出版社，2013.[3]张惠云,范竞芳.机械制图,机械工业出版社,2015.。