螺旋夾緊器機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

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1、 摘 要 螺旋夾緊器是利用人力作用使螺桿上下做直線運(yùn)動(dòng)為原理的簡(jiǎn)單機(jī)械機(jī)構(gòu),使用起來(lái)比較方便，可用于科研、化工、工業(yè)等場(chǎng)所。本設(shè)計(jì)是用于較小工件、零件等機(jī)加工時(shí)常用的螺旋夾緊器裝置,它可以將螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)使用較小的人力去固定和夾緊物體，從而達(dá)到減輕人類(lèi)勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。其工作原理是通過(guò)人力作用，將動(dòng)力傳導(dǎo)到螺旋副，使螺桿上下作直線運(yùn)動(dòng)達(dá)到固定和夾緊作用。 所設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器是以零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核為主要內(nèi)容的設(shè)計(jì)，包括螺旋副、螺桿和螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核及其它零部件的選擇確定，最后運(yùn)用AutoCAD軟件分別畫(huà)出所設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器的各個(gè)零部件及裝配圖。 關(guān)鍵詞

2、：螺旋，夾緊器，設(shè)計(jì) ABSTRACT Screw Clamp is the use of human role to screw up and down to do a simple linear motion machinery for the principle of agency, so that it is more convenient to operate, can be used for research, chemicals, industry and other places. This d

3、esign is used for spiral clamping device where small parts and machine parts are processed, which can convert the spiral movement to linear motion. It can make an achievement of using smaller manpower to fix and clamp objects. Therefore, human labor is relieved and working productivity is improved.

4、Its principle is that through the manpower, the power is transmitted to the screw to make it up and down in a straight line to reach the effect of fixing and clamping. The main content of the design of the spiral clamp is calculation and checking of machine parts, which include screw pair, screw and

5、 nut and other parts’ selection. Finally using AutoCAD software respectively work out all the parts and assembly drawing of the Screw Clamp design. KEYWORDS: screw, clamp, design 目 錄 前言 1 第1章 課題要求 2 1.1主要內(nèi)容與要求 2 1.2主要技術(shù)指標(biāo) 2 第2章 方案的擬定 3 第3章 螺旋副及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1螺桿設(shè)計(jì)與計(jì)

6、算 6 3.1.1材料選擇 6 3.1.2尺寸設(shè)計(jì) 6 3.1.3螺桿尺寸校核與確定 9 3.2螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算 13 3.2.1材料選擇 13 3.2.2尺寸設(shè)計(jì) 13 3.2.3螺母尺寸校核與確定 15 第4章 其它零部件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.1手柄設(shè)計(jì) 17 4.1.1材料選擇 17 4.1.2尺寸設(shè)計(jì)與確定 17 4.2基座設(shè)計(jì) 18 4.2.1材料選擇 18 4.2.2尺寸設(shè)計(jì)與確定 18 4.3機(jī)架設(shè)計(jì) 19 4.3.1材料選擇 19 4.3.2尺寸設(shè)計(jì)與確定 19 4.4其他零部件設(shè)計(jì) 19 第5章 結(jié)論 20 致謝 21 參考文獻(xiàn) 22

7、 附錄1 23 附錄2 24 22 前 言 人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中創(chuàng)造了機(jī)器，并使其不斷發(fā)展形成了當(dāng)今多種多樣的類(lèi)型。20世紀(jì)80年代以來(lái)，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學(xué)等為代表的新一代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其在機(jī)械工程領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大地拓展了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造活動(dòng)的深度和廣度，改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織模式，產(chǎn)生了一大批新的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法和制造系統(tǒng)。在現(xiàn)代生產(chǎn)和日常生活中，機(jī)器已成為代替或減輕人類(lèi)勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段，也是完

8、成人類(lèi)難以承擔(dān)的各種復(fù)雜和危險(xiǎn)勞動(dòng)的重要工具。機(jī)器在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用隨處可見(jiàn)，如起重機(jī)、汽車(chē)、車(chē)床、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等，使用機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)的水平是衡量一個(gè)國(guó)家的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。 機(jī)械是人類(lèi)生產(chǎn)和生活的基本工具要素之一，是人類(lèi)物質(zhì)文明最重要的一個(gè)組成部分。機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會(huì)生活各個(gè)方面提供各種性能先進(jìn)、使用安全可靠的技術(shù)裝備任務(wù)，在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。隨著機(jī)械化生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，除機(jī)械制造部門(mén)外，在動(dòng)力、采礦、冶金、石油、化工、輕紡、食品等許多生產(chǎn)部門(mén)工作的工程技術(shù)人員，都會(huì)經(jīng)常接觸各種類(lèi)型的機(jī)械。螺旋夾緊器是利用人力作用使螺桿上

9、下做直線運(yùn)動(dòng)為原理的簡(jiǎn)單機(jī)械機(jī)構(gòu),使用起來(lái)比較方便，可用于科研、化工、工業(yè)等場(chǎng)所。 本設(shè)計(jì)是工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域常用的螺旋夾緊器裝置，是以零件的設(shè)計(jì)計(jì)算為主要內(nèi)容的設(shè)計(jì)。螺旋夾緊器裝置可以將螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)使用較小的人力去固定和夾緊物體，從而達(dá)到減輕人類(lèi)勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。其原理是通過(guò)人力作用，將動(dòng)力傳導(dǎo)到螺旋副，使螺桿上下作直線運(yùn)動(dòng)達(dá)到固定和夾緊作用。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括螺旋副、螺桿和螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核及其它零部件的選擇確定。設(shè)計(jì)過(guò)程綜合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的大部分內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握機(jī)械傳動(dòng)部件和簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)，具備運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力，提高機(jī)械

10、設(shè)計(jì)能力，為日后從事技術(shù)革新創(chuàng)造條件。 第1章 課題要求 1.1主要內(nèi)容與要求 1、方案的擬定 2、材料選擇 3、零部件及結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 4、受力件的校核計(jì)算 5、零部件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終確定 6、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7、繪制零件圖及裝配圖 1.2主要技術(shù)指標(biāo) 1、最大夾緊力為25KN 2、夾持物最大尺寸為150mm 第2章 方案的擬定 螺旋傳動(dòng)是通過(guò)螺桿和螺母的旋合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，主要用來(lái)把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。 1、按使用要求的不同可分為以下三類(lèi)： （1）傳力螺旋，以

11、傳遞動(dòng)力為主，要求用較小的力矩轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿（或螺母）而使螺母（或螺桿）產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)和較大的軸向力，這個(gè)軸向力可以用來(lái)做起重和加壓等工作。 （2）傳導(dǎo)螺旋，以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，并要求具有很高的運(yùn)動(dòng)精度，它常用作刀架或工作臺(tái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 （3）調(diào)整螺旋，用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置。 2、按摩擦性質(zhì)的不同可分為以下三類(lèi)： （1）滑動(dòng)螺旋，常用梯形、矩形或鋸齒型螺旋副，滑動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造、易于自鎖，應(yīng)用廣泛。 （2）滾動(dòng)螺旋，在螺桿和螺母之間有可滾動(dòng)的鋼球?qū)烧吒糸_(kāi)，將螺旋副的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。 （3）靜壓螺旋，螺桿與螺母螺旋面間被注入的壓力油膜分隔開(kāi)，螺旋副表面處于液體摩

12、擦狀態(tài)。 此設(shè)計(jì)為螺旋夾緊器裝置，用于固定和夾緊物體，由于螺旋夾緊器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，故選用傳力螺旋且是滑動(dòng)螺旋。如圖2-1，螺旋夾緊器裝置在工件加工過(guò)程中使用極為普遍，屬于夾具，是夾緊物體和固定物體的重要機(jī)械，主要由螺旋副、螺桿、螺母、手柄、基座和機(jī)架等組成。螺母固定在機(jī)架上，以圓周運(yùn)動(dòng)搖動(dòng)搖柄，搖柄將動(dòng)力傳給螺桿，螺桿在螺母中上下作直線運(yùn)動(dòng)，螺桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺旋夾緊器處于不工作狀態(tài)，螺桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，被夾物體所受壓力越來(lái)越大，從而達(dá)到固定和夾緊作用。 圖2-1 螺旋夾緊器 第3章 螺旋副及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

13、 螺旋副由螺桿和螺母組成，是螺旋夾緊器必不可少的重要組成部分。螺旋副在工作中起到了決定性作用，因此選擇材料時(shí)要嚴(yán)格按照要求。螺桿和螺母的材料除要求有足夠的強(qiáng)度、耐磨性外，還要求兩者配合時(shí)摩擦系數(shù)小。一般螺桿選用Q275、45、50鋼等；重要螺桿可選用T12、40Cr、65Mn鋼等，并進(jìn)行熱處理。常用的螺母材料有鑄造錫青銅ZCuSn10P1和ZCuSn5Pb5Zn5,重載低速時(shí)可選用強(qiáng)度高的鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3；在低速輕載，特別是不經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也可選用耐磨鑄鐵。 表3-1 滑動(dòng)螺旋副常用材料及應(yīng)用范圍 螺旋副 材料牌號(hào) 應(yīng)用范圍

14、螺桿 Q235、Q275、 45、50 材料不經(jīng)熱處理，適用于經(jīng)常運(yùn)動(dòng)，受力不大，轉(zhuǎn)速較低的傳動(dòng) 40Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi 材料需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于重載、轉(zhuǎn)速較高的重要傳動(dòng) 9Mn2V、CrWMn 38CrMoAl 材料需經(jīng)熱處理，以提高其尺寸的穩(wěn)定性，適用于精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng) 螺母 ZCu10P1、 ZCu5Pb5Zn5 材料減摩、耐磨性好，用于一般傳動(dòng)。 ZCuAl9Fe4Ni4Mn2 ZCuZn25Al6Fe3Mn3 材料耐磨性好，強(qiáng)度高，用于重載低速傳動(dòng)。對(duì)于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆注青

15、銅或巴氏合金 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要零件是螺桿和螺母。螺桿材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，以及良好的加工性，對(duì)于精密傳動(dòng)螺旋，還要求熱處理后有較好的尺寸穩(wěn)定性。螺母材料除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度外，還要求與螺桿配合傳動(dòng)時(shí)摩擦因數(shù)小、耐磨性好。常用螺旋副材料如表3-1。 3.1螺桿設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1.1材料選擇 本設(shè)計(jì)是常用的螺旋夾緊器，其特點(diǎn)是重載低速，螺旋副的傳動(dòng)螺桿采用經(jīng)熱處理的合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr制成，熱處理硬度值為200HB，抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，具有一定的耐磨性。 3.1.2尺寸設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器螺桿尺寸可根據(jù)使用要求及條件確定。螺旋傳動(dòng)按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，分為滑動(dòng)螺

16、旋副，滾動(dòng)螺旋副和靜壓螺旋副?；瑒?dòng)螺旋副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖，所以螺旋夾緊器選擇滑動(dòng)螺旋副。螺紋類(lèi)型有矩形，梯形和鋸齒形。矩形螺紋牙型為正方形，傳動(dòng)效率高，但生產(chǎn)精度較低；梯形螺紋牙根強(qiáng)度高，螺紋工藝性好，易加工，強(qiáng)度適中，傳動(dòng)性能可靠；鋸齒螺紋牙根出有相當(dāng)大的圓角，減小了應(yīng)力集中，提高了動(dòng)載強(qiáng)度，工作效率比梯形螺紋高,但生產(chǎn)成本高。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇具有單向受力優(yōu)點(diǎn)的梯形單線螺紋，右旋，以達(dá)到自鎖要求。 滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性

17、計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力，使其小于材料的許用壓力。 1、按耐磨性計(jì)算螺紋尺寸值： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)技術(shù)指標(biāo)給出最大夾緊力為25KN,所以本設(shè)計(jì)的軸向力可以定為，對(duì)于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，受力比較均勻，所以螺紋圈數(shù)不宜過(guò)多，故取1.2～2.5，此處取2。螺桿—螺母材料分別為鋼—青銅，滑動(dòng)速度為手動(dòng)低速，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)18～25，取。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的梯形螺紋公式： （3-1） 將上述數(shù)據(jù)帶入（3-1）式得： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取外螺紋大徑，螺距，牙頂間隙的梯形螺紋，如圖3-1。 圖3

18、-1 梯形螺紋基本尺寸 基本牙型高度： 外螺紋牙高： 內(nèi)螺紋牙高： 牙頂高： 外螺紋中經(jīng)： 內(nèi)螺紋中經(jīng)： 外螺紋小徑： 內(nèi)螺紋小徑： 內(nèi)螺紋大徑： 外螺紋牙頂圓角： 牙底圓角： 2、 螺旋升角： 3、 當(dāng)量摩擦系數(shù)與當(dāng)量摩擦角： 牙型角，螺桿與螺母材料為鋼與青銅，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)有摩擦因數(shù)0.08～0.10，取。 當(dāng)量摩擦系數(shù)： 當(dāng)量摩擦角： 3.1.3 螺桿尺寸校核與確定 一、螺桿尺寸校核 螺桿在全部旋出降至最低位置時(shí), 其受力情況最為不利,且螺桿為一壓桿，同時(shí)承受壓力及扭矩, 因此應(yīng)分

19、別按照耐磨性、自鎖條件、抗壓強(qiáng)度及穩(wěn)定性對(duì)螺桿進(jìn)行校核計(jì)算。 1、 耐磨性條件校核： 鋸齒螺紋工作高度： 螺母高度從初步設(shè)計(jì)得： 軸向外載荷： 螺紋旋合圈數(shù)： 螺旋夾緊器滑動(dòng)裝置滑動(dòng)速度較低，根據(jù)螺桿和螺母材料為鋼—青銅，查資料得其許用壓強(qiáng)=18～25。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的工作壓強(qiáng)公式： （3-2） 由式得： =18～25 由，得所選螺桿和螺母合適。 2

20、、螺紋的自鎖性驗(yàn)算： 螺紋升角： 當(dāng)量摩擦角： 有，即螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，滿足自鎖條件。 3、螺桿的強(qiáng)度校核： 螺桿所受轉(zhuǎn)矩： 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得當(dāng)量應(yīng)力公式： （3-3） 當(dāng)量應(yīng)力由公式算出： 確定許用應(yīng)力，查表得（3～5）。因夾緊裝置屬于靜載，許用應(yīng)力可取較大值： 由以上計(jì)算有，故螺桿符合要求。 4、 螺桿螺紋牙的強(qiáng)度校核: 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)有梯形螺紋牙根部寬度:

21、 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得螺桿許用剪切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力=（1.0～1.2）。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及相關(guān)資料查的螺桿的剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的公式如下： 剪切強(qiáng)度公式： （3-4） 彎曲強(qiáng)度公式: （3-5） 剪切強(qiáng)度： 確定許用應(yīng)力，查表得（3～5）。因夾緊裝置屬于靜載，許用應(yīng)力可取較大值： 由，得所設(shè)計(jì)的螺桿符合要求。 彎曲強(qiáng)度：

22、 =（1.0～1.2） 由，得所設(shè)計(jì)的螺桿符合要求。 5、 螺桿的穩(wěn)定性校核： 對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，螺桿承受的軸向力必須小于臨界載荷。 確定螺桿的柔度值： （3-6） 式中 -螺桿的長(zhǎng)度系數(shù) -螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑 (1)、螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)的確定： 螺桿上部螺母端： 在1.5～3.0內(nèi)屬于不完全固

23、定，本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器為一端固定一端為不完全固定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得。 （2）、螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑的確定： 本設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器，其螺桿最大工作長(zhǎng)度主要根據(jù)外界條件和人類(lèi)身高因素等確定，所以本設(shè)計(jì)螺桿的最大工作長(zhǎng)度可以取為。 螺桿的柔度值： 臨界載荷： =2.5～4 由可得穩(wěn)定性條件滿足。 6、效率計(jì)算： 螺旋夾緊器裝置為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的效率公式： （0.95～0.99） （3-7） 系數(shù)（0.95～0.99）屬于軸承效率，軸承形式為滑動(dòng)軸承，

24、取小值0.95。 本設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)相關(guān)知識(shí)，只需要計(jì)算上升時(shí)效率，上升時(shí)支架載荷與運(yùn)動(dòng)方向反，取“+”號(hào)。 因?yàn)槭鞘謩?dòng)螺旋夾緊裝置，故螺桿的剛度及橫向振動(dòng)不予驗(yàn)算。 二、螺桿尺寸最終確定 經(jīng)過(guò)計(jì)算與校核，根據(jù)計(jì)算尺寸螺桿可設(shè)計(jì)成如圖3-2,其具體尺寸見(jiàn)附錄1。 圖3-2 螺桿模型圖 3.2螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.2.1材料選擇 螺母材料一般可選用青銅，對(duì)于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金,ZCuAl10Fe3耐磨性好，強(qiáng)度高，使用于重載、低速的傳動(dòng)，所以螺母材料選擇青銅ZCuAl10Fe3制成

25、。 3.2.2尺寸設(shè)計(jì) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的求取螺母高度的公式： （3-8） 對(duì)于整體式螺母=1.2～2.5，取。 螺母高度： 螺紋中經(jīng)： 螺紋小徑： 螺紋大徑： 圖3-3 螺母相關(guān)尺寸圖 因?yàn)槁菁y各圈受力不均勻，低10圈以上的螺紋實(shí)際上起不到分擔(dān)載荷的作用，所以螺紋圈數(shù)一般不宜超過(guò)10圈。取，所以，滿足10～12的要求。 螺母高度： 設(shè)計(jì)固定高度： (0.2～0.3)=0.2560=15 螺母壓入支架上的

26、孔內(nèi)，圓柱接觸面間的配合常采用間隙配合。為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母上下兩端做出倒角，還應(yīng)裝置緊定螺釘，緊定螺釘直徑由軸向力大小決定，一般為6～12，螺釘為，螺母螺紋的相關(guān)尺寸如圖3-3。 3.2.3螺母尺寸校核與確定 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的求取梯形螺紋牙根部寬度的公式： （3-9） 梯形螺紋牙根部寬度: 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得螺母許用剪切應(yīng)力=30～40，許用彎曲應(yīng)力=40～60。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及相關(guān)資料查的螺母的剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的公式如下。 剪

27、切強(qiáng)度公式: （3-10） 彎曲強(qiáng)度公式: （3-11） 根據(jù)螺母螺紋圈的受力情況并結(jié)合公式可得到如下校核計(jì)算結(jié)果。 剪切強(qiáng)度： 30～40 因，所以所設(shè)計(jì)螺母符合要求。 彎曲強(qiáng)度： 40～60 因，所以所設(shè)計(jì)螺母符合要求。 第4章 其它零部件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1手柄設(shè)計(jì) 4.1.

28、1材料選擇 螺旋夾緊器的手柄是傳遞動(dòng)力的主要組成部分，因此它必須具備一定的耐磨性。手柄材料經(jīng)常采用Q235和Q215，此設(shè)計(jì)選擇Q235作為手柄材料，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)其。 4.1.2尺寸設(shè)計(jì)與確定 圖4-1 手柄尺寸圖 根據(jù)外界條件及人為因素，所設(shè)計(jì)的螺旋加緊器人力機(jī)械，可根據(jù)人類(lèi)手臂長(zhǎng)度來(lái)確定，所以選擇長(zhǎng)度作為手柄長(zhǎng)度。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的彎曲強(qiáng)度公式： （4-1） 把手柄看成一個(gè)懸臂梁，可由彎曲強(qiáng)度公式確定其直徑D,其中（為工人臂力），，。 變化公式帶入數(shù)據(jù)得： 所以取。 手柄

29、可設(shè)計(jì)成倒“工”字形，且一端設(shè)計(jì)成一個(gè)圓孔帽，使之蓋在螺桿上端并用鍵緊固，以防止手柄打滑脫離螺桿，具體尺寸如上圖4-1。 4.2基座設(shè)計(jì) 4.2.1材料選擇 基座在本設(shè)計(jì)中具有將物體固定和夾緊的作用，他相當(dāng)于鉗子，是固定物體和夾緊物體的重要支柱，是螺旋夾緊器不可缺少的重要組成部分。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)常用規(guī)則，它對(duì)材料的選擇沒(méi)有嚴(yán)格要求,因此我們可以根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和加工成本等要求選擇QT420鑄鐵。 4.2.2尺寸設(shè)計(jì)與確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)技術(shù)指標(biāo)給出夾持物的最大尺寸為，本次設(shè)計(jì)的螺旋夾緊器可設(shè)計(jì)成只運(yùn)用于夾持圓柱體的夾緊器，根據(jù)夾緊物最大尺寸為φ150，所以我們可以把基座設(shè)計(jì)成V

30、型形狀且角度為。上基座可根據(jù)實(shí)際裝機(jī)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)成“T”形直接裝到螺桿上，下基座可用螺栓固定在工作臺(tái)上，其形狀及具體尺寸可見(jiàn)附錄1。 4.3機(jī)架設(shè)計(jì) 4.3.1材料選擇 機(jī)架是機(jī)械必不可少的重要組成部分，它對(duì)機(jī)械不僅取到了固定作用，而且是整個(gè)機(jī)械的脊髓。由于鑄鐵的鑄造性能好、價(jià)廉以及吸振能力強(qiáng)，所以運(yùn)用廣泛。本設(shè)計(jì)是螺旋夾緊器的機(jī)架，可根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格要求，可選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的HT250鑄鐵。 4.3.2尺寸設(shè)計(jì)與確定 根據(jù)使用場(chǎng)所、受力情況和螺母尺寸，螺旋夾緊器支架可設(shè)計(jì)成門(mén)框形式，并用螺栓固定在工作臺(tái)上，其形狀和具體尺寸可見(jiàn)附錄1。 4.4其它零部件設(shè)計(jì) 1、根

31、據(jù)設(shè)計(jì)要求螺母采用4個(gè)的螺釘固定在機(jī)架上，下基座和機(jī)架采用12個(gè)的螺栓固定在工作臺(tái)上。 2、根據(jù)設(shè)計(jì)需要，手柄與螺桿連接處可采用鍵連接，本設(shè)計(jì)采用半圓頭普通平鍵，結(jié)合螺桿直徑并查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用的鍵為：，，。 即 1096～2003。 3、螺釘和螺栓連接處都采用墊圈，螺桿與螺母之間采用潤(rùn)滑油。 第5章 結(jié) 論 螺旋夾緊器設(shè)計(jì)，主要是以設(shè)計(jì)為主，即運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，特別是用工程制圖、金屬材料及熱處理及機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出符合要求的夾具裝置。本設(shè)計(jì)選擇梯形螺紋,螺桿材料為調(diào)質(zhì)鋼40Cr,螺母為銅合金ZCuAl10Fe3,通過(guò)耐磨

32、性校核、螺紋自鎖性驗(yàn)算、螺桿強(qiáng)度校核、螺紋牙強(qiáng)度校核及螺桿的穩(wěn)定性校核，螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)合理達(dá)到要求。其它零部件經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和校核，滿足螺旋夾緊裝置。通過(guò)設(shè)計(jì)所得出的螺旋夾緊器，結(jié)構(gòu)緊湊合理，滿足預(yù)期要求。 螺旋夾緊器設(shè)計(jì)最主要的收獲就是螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)并結(jié)合各方面的因素從整體出發(fā)，結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)從而設(shè)計(jì)出這個(gè)螺旋夾緊裝置。普通工件加工時(shí)，它可用于固定和夾緊工件，從而使工件加工更加方便和穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，張老師作為我的指導(dǎo)老師，他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野廣闊，為我營(yíng)造了一種良好的學(xué)術(shù)氛圍。他置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了明確的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了

33、基本的思考方式，而且還掌握了基本的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我各方面的能力得到了鍛煉與提高，特別是設(shè)計(jì)能力，為我走上社會(huì)做了一個(gè)很好的鋪墊。在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫(xiě)作過(guò)程中，張老師兢兢業(yè)業(yè)的工作精神使我很受感動(dòng)，我會(huì)以老師為榜樣，在將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中對(duì)每一件事都認(rèn)真負(fù)責(zé)，勤奮刻苦的完成每一件事。 通過(guò)本設(shè)計(jì)，我從各個(gè)方面認(rèn)識(shí)到了機(jī)械的重要性，在一步步的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我體會(huì)到了機(jī)械人員所要求的嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)也加強(qiáng)了自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平。電腦AutoCAD作圖的能力，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及其相應(yīng)軟件的綜合應(yīng)用是我本設(shè)計(jì)所得到的最大收獲，不僅豐富的我的綜合運(yùn)用能力，而且為就業(yè)做好了鋪墊。當(dāng)然在這過(guò)程中還有許多不完善的

34、東西，在以后的學(xué)習(xí)工作設(shè)計(jì)過(guò)程中要改正。 參考文獻(xiàn) [1]范欽珊.工程力學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2001. [2]侯旭明.金屬力學(xué)性能[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [3]史美堂.金屬材料及熱處理[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005. [4]楊可楨.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社，2006. [5]陸鳳儀.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2007.7. [6]孫寶鈞.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994. [7]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1. [8]曲玉峰.

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