螺旋举重器设计计算说明书

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1、螺旋举重器设计计算内容结果1螺杆的设计与计算1.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。故选梯形螺纹，它的基本尺寸按GB5796.3-86的规定，确定螺杆的标准中径d2，大径d，小径d3，螺母的标准中径D2（=d2），大径D4，小径D1以及螺距P。1.2选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。1.3确定螺杆直径按螺母螺纹牙面耐磨性条件确定螺杆中径d2。求出d2后，按标准选取相应公称直径d、螺距P及其它尺寸。有d2≥根据国家规定=2.5~3.5，取=3（梯

2、形螺纹）；h=0.5p；查[1]表7-1，[p]取7Mpa。故，d2≥=0.8=41.5mm查机械设计课程设计手册，d取46mm，P=12mm，d2=D2=40mm，D4=47mm，d3=33mm，D1=34mm。1.4自锁验算自锁条件是y≤rv，式中：y为螺纹中径处升角；rv为当量摩擦角（当量摩擦角rv=arctan（f/cosβ）选梯形螺纹选45钢d=46mmP=12mmd2=D2=40mmD4=47mmd3=33mmD1=34mm9，但为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°。）查教材表14-2，f取0.12y=arctan(P/pd2)=arctan[12/(3

3、.14×40)]=5.46°rv=arctan（f/cosβ）=arctan[0.12/cos(30°/2)]=7.08°则y=5.46°

4、较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。Fc/F³S=3.5~5螺杆的临界载荷Fc与柔度λ有关，λ=ml/i，m为螺杆的长度系数，与螺杆的端部结构有关，ly=5.46°rv=7.08°y

5、470MPa的优质碳素钢，取Fc=（461-2.57λ）1.7.1计算柔度（1）计算螺杆危险截面的轴惯性矩I和iI===58213.76mm4==8.25mm（2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度lL=L+B+H/2=220+69+135/2=356.5mm（3）计算柔度查表7-3，μ取2(一端固定，一端自由)λ=ml/i==86.42>40，所以需要进行稳定性校核。1.7.2计算稳定性（1）计算临界载荷Fc=294Mpa[s]=98MPasc=81.64MPasc＜[s]满足强度条件I=113560mm4i=9.75mm9查表8-1得知，=588MPa>470MPa，所以Fc

6、==（461-2.57）=204331.35N(2)稳定性计算=3.97³3.5~5满足稳定性条件。2螺母设计与计算2.1选取螺母材料耐磨性较好的螺母材料有铸锡青铜ZCuSn10Pb1，铸造锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5和铸造铝铁青铜ZCuAl10Fe3，低速、轻载或不经常使用时，也可选用耐磨铸铁或铸铁。2.1.2螺纹工作圈数u螺纹牙工作圈数z根据耐磨性计算，由[1]式（7-1）z³≤10，式中h为螺纹牙工作高度，对于梯形和矩形螺纹，h=0.5P如果z>10，应增大螺纹直径或改选螺母材料。考虑螺杆退刀槽的影响，螺母螺纹牙的实际圈数应取u¢=z+1.5。2.1.3螺母实际高度H

7、¢H¢=z¢P=11.26×12=135mm2.2校核螺纹牙强度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。螺母的其它尺寸见图1―3。必要时还应对螺母外径D4进行强度验算。查教材公式7-4,7-5，螺纹牙根部剪切强度和根部弯曲强度条件分别为：l=356.5mmλs=72.2Fc=204331.35N=3.97³3.5~5满足稳定性条件选铸铁H¢=135mm9；式中：b为螺纹牙根部的厚度，对于梯形螺纹，b=0.65P;h为螺纹牙工作高度，=6mm;查机械设计课程设计手册表