螺旋传动的设计

螺旋钻杆的作用：传递扭矩；用作岩屑上返通道；增加钻头的轴压等。

设计螺旋钻杆应满足以下要求：有足够的抗振、抗扭强度；耐磨可靠；易排屑；连接可靠；连接部分不妨碍岩屑运输等。

一、螺旋钻杆直径D的设计

螺旋钻杆直径D取决于钻孔直径（即钻头直径），为减少钻杆柱与孔壁间的摩擦阻力，一般螺旋钻杆直径要比钻头直径小10～20mm。当孔径小于200mm时，可取下限；孔径大于800mm，可适当加大上限。

表3-14-1

二、螺旋钻杆螺距S的设计

螺距S与所钻地层和螺旋钻杆直径D有关，设计时可参考表3-14-1。

三、中心管直径d的设计

中心管直径d和螺距S，均与螺旋叶板上的钻屑与螺旋面之间的摩擦角有关。为保证螺旋面上被输送的钻屑不因其自重而滑落，应使其螺旋上升角小于钻屑与螺旋面之间的摩擦角；若按土与螺旋叶片的摩擦系数f=0.5计算，则其螺旋上升角αr应小于36°36′。如果设计时，取螺旋上升角αr=36°34′，钻屑与螺旋面的摩擦角为φ，则有式：

碎岩工程学

碎岩工程学

如果取土与螺旋面的摩擦系数f=0.5～0.7，代入公式（3-14-2），则得：

碎岩工程学

四、螺旋叶片的设计

1.螺旋叶片是采用开口环形钢片

经热压模法加工而成形开口环形钢片（坯料）如图3-14-1所示。按照螺纹原理可以导出开口圆环内、外径（D1和d1）的计算公式：

碎岩工程学

式中：L、l为对应于一个螺距S的螺旋线长度（图3-14-2）。

碎岩工程学

图3-14-1 螺旋叶片的坯料

图3-14-2 螺旋线的形成原理图

2.螺旋叶片切口中心角

由于开口叶片在压模成形过程中产生很复杂的变形，故圆环的周长，要比实际对应的螺旋线长度大，其切口中心角θ（见图3-14-1）应为20°～30°。

3.螺旋叶片的厚度

一般为2～10mm，钻杆直径小、钻进均质软岩时取低值；钻进直径大、钻进砂砾、砂土时，取高值。选择时可以参考表3-14-2。

表3-14-2 螺旋叶片厚度与孔径、地层的关系

五、螺旋钻杆长度及螺旋头数

螺旋钻杆长度取决于钻机桅杆的高度、回次长度和螺旋钻杆重量，一般取1～5m。目前尚未形成标准系列，凭经验和现场需要设计。

螺旋头数，则可采用单头或双头螺旋。

六、螺旋钻杆的连接

螺旋钻杆的连接方式有法兰盘式和接头式两种。法兰盘式靠连接螺栓传递轴向压力和回转力矩；接头式连接又分插接式、牙嵌式和螺纹式。

插接式采用不同形状的公母接头插接后再加穿销。公母接头的截面形状有两方、三角形、四边形和六方形等，靠接触面传递扭矩，以销轴传递轴向力；牙嵌式连接采用牙嵌式接头，以其牙齿和牙槽对正插入后，再用销钉或螺栓连接，以牙嵌传递扭矩，以销钉或销栓承受轴向力；螺纹式连接则是在钻杆两端加焊公母接头承受轴向力。此种螺纹连接安全可靠，但其缺点是不允许反转卸土；扭矩过大时不易拆开。

一般室内设计规定如下：

室内踏步台阶宜150*300mm

室外台阶踏步宽宜350mm，踏步高寻高宽比1:2.5 来设计

栏杆一般都在1米左右

室内楼梯通道宽度不小于0.9米，室外不小于1.1米

我这里给出2个方案，一个是供孩子们使用，采用室内踏步的规定来，另一个成人和孩子都能使用的采用室外规定来。

方案1：

层高3.9米

踏步数：26步

踏步高：150mm

踏步宽：300mm

内外直径根据你的楼梯口大小来设定。内外直径差不小于0.9米。

方案2：

层高3.9米

踏步数：26步

踏步高：150mm

踏步宽：350mm

内外直径根据你的楼梯口大小来设定。内外直径差不小于1.1米。

备注：具体数值需要根据现场及雇主要求具体问题具体分析，施工时，还得和施工师傅商量决绝。

经供参考

一、三翼前导式螺旋钻头

该钻头（图3-14-5）前端焊接锥形三翼前导钻头；螺旋翼片底边按20°～30°。前角焊接切削齿板。在前导钻头翼片和主切削板上，均镶焊八角或柱状硬合金切削具；螺旋翼片外缘也镶焊补强保径硬质合金片。

该钻头切削能力强，耐磨性好。

钻头适用条件是均质软层（土、砂层）；半胶结粘土岩；粉砂岩和节理裂隙发育、风化的泥岩、砂岩，回转并干钻。

图3-14-5 三翼前导螺旋钻头

图3-14-6 岩石螺旋钻头

二、岩石螺旋钻头

主要用于钻进卵砾石层和岩石层，要求砾石直径小于30cm，且含水量低；也可用它钻松并破坏紧密的卵砾石层。设计时，钻头螺距应考虑大卵石的尺寸、钻头上镶嵌柱齿（图3-14-6），不稳定岩层镶嵌锥形齿；致密岩层镶焊球齿。柱齿镶焊在齿套内，而齿套焊在翼板上，当柱齿磨损，只需更换齿套，延长了钻头使用寿命。

三、扩孔跟管用的螺旋钻头

该螺旋钻（图3-14-7）用于跟管钻进。在钻头螺旋叶板上安装若干齿撑，在钻头轴向压力作用下，齿撑能够活动向外伸，达到扩孔目的。钻头提升时，齿撑靠自重缩回，钻头便从套管内提出。

图3-14-7 扩孔跟管用螺旋钻头

图3-14-8 活动前导式螺旋钻头

四、活动前导式螺旋钻头

为了消除提升钻头时活塞效应（钻头以下孔段出现负压）的影响，前导鱼尾钻头（图3-14-8）与中心管之间采用伸缩的活动连接方式。提升时，露出伸缩轴上的气孔，钻头上部气体便进入下孔，消除了“活塞效应”。

五、冻土层螺旋钻头

该钻头（图3-14-9）为阶梯形，采用三角形切削翼板；在翼板上镶焊片状硬质合金。由于翼尖容易“钉”住一点，使钻头定位，防止打滑。

六、能直接注浆的螺旋钻头

该钻头（图3-14-10）采用指状切削具，对地层的切削性能好，不易糊钻。钻头心管与钻杆中空相通；钻头下侧面对开两个出浆口，并装置单向阀门，可通过钻头钻杆直接注浆。

图3-14-9 冻土层螺旋钻头

图3-14-10 能直接注浆的螺旋钻头

北京冬奥会火炬设计理念是：2022年北京冬奥会主火炬搭乘一朵雪花，升起在鸟巢中央，体现了环保低碳理念。北京2022年冬奥会火炬象征冰火相约，激情飞扬，照亮冰雪，温暖世界；象征着不同文明交流互鉴，让世界更加相知相融的冬奥愿景。

2022年2月4日，在2022年北京冬季奥运会开幕式上，2022年北京冬奥会主火炬由主火炬手赵嘉文和迪妮格尔·衣拉木江点燃。2022年北京冬奥会奥林匹克主火炬设计师是王志鸥。

北京冬奥会火炬设计要素：

北京2022年冬奥会火炬外形极具动感和活力，红色渐变到银色。整体造型受大自然启发，自然界的流线力量充满生机。火炬主体采用螺旋设计，看上去像是一条舞动的丝带。在整个火炬的下方，图案逐渐从祥云变为剪纸风格的雪花。

奥运圣火在顶端燃烧。2022年北京冬奥会会会徽刻印在火炬中间位置。采用碳纤维和复合材质打造，重量轻、耐高温。火炬主要的燃料是氢气。使用3D打印技术。

以上内容参考：百度百科-2022年北京冬奥会主火炬

以上内容参考：百度百科-北京2022年冬奥会火炬

如果螺旋直径超过600mm，叶片厚度大于14mm，还是采用铸造或者热压成型叶片最好，因为螺旋是不可展的曲面，下料尺寸就没有精确的公式，另外还要考虑外径及内径。

可以到化工版《机械设计BA手册》上查一下，螺旋展开的近似计算公式，应该在第一册。然后一定要注意先下一两件，试制调整一下尺寸在批量制作。

螺旋输送机可采用右螺旋也可采用左螺旋，这由如何形成螺旋叶片来确定。面对螺旋叶片如果在螺旋叶片的边缘顺右臂倾斜则为右螺旋；顺左臂倾斜则为左螺旋。

标准螺距单头螺旋——输送机螺旋的螺距等于螺旋的直径，称为标准螺距。这种螺旋对物料有广泛的适应性，经常被采用。

短螺距单——旋螺距减少到2/3直径称为短螺距。推荐用于倾角超过20度的倾斜输送机，甚至可垂直使用。也可用于螺旋给料机。较短的螺距可防止流态化的物料产生自流。

标准螺距双头螺旋——可使物料平稳的输送及有规律地流动，对于一定类型的物料可保证均匀一致的输送。

短螺距双头螺旋——这种螺旋可使具有流态性质的物料平稳并有规律地流动。

长螺距单头螺旋——一般用来搅动流态化的物料或者快速输送流动性极好的物料。

扩展资料：

螺旋输送机的螺旋叶片有实体螺旋面、带式螺旋面及叶片螺旋面三种。实体螺旋叶片适用于松散性物料，这种叶片属于固定装置，不能随意调整；带式螺旋面的螺旋节距与螺旋叶片直径相同，适用于输送粉状及小块物料。

叶片式螺旋面应用较少，主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，在输送过程中，同时完成搅拌、混合等工序，并可控制物料的流动。

所以，在选取螺旋输送机叶片时，应考虑到应用的行业、输送的物料、对叶片工艺等方面的要求。

参考资料来源：百度百科——螺旋输送机

螺旋输送机一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成；螺旋输送机的螺旋叶片有实体螺旋面、带式螺旋面和叶片螺旋面三种形式，其中，叶片式螺旋面应用相对较少，主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，这种螺悬面型，在完成输送作业过程中，同时具有并完成对物料的搅拌、混合等功能。从输送物料位移方向的角度划分，螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升，该螺旋输送机不适宜输送易变质、粘性大、易结块或高温、怕压、有较大腐蚀性的特殊物料。

螺旋输送机与其它输送设备相比，具有整机截面尺寸小、密封性能好、运行平稳可靠、可中间多点装料和卸料及操作安全、维修简便等优点。

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随着科技的不断发展，船用螺旋桨也在不断革新变化，现在用的常规螺旋桨设计方法有:

根据常规图谱进行的设计方法是根据螺旋桨敞水系列模型试验结果，然后进行绘制而成的专用图谱进行设计的方法。根据这个方法可以是设计变得简便，减轻计算量，而且结果也十分可靠，这也是一种现代经典船浆的设计方法。

主要是根据螺旋桨理论设计方法，通过这一方法基本能确定的设计方案，然后投入到使用中。

理论设计方法就是:根据环流理论以及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计的方法。

由于螺旋桨诱导的船体会产生一些振动、螺旋桨的噪声以及螺旋桨空泡和效率等问题都可以得到解决。

结构计算要素有:螺旋桨直径、盘面比、桨叶轮廓形状、叶数、螺旋桨转速等。

功率相同的情况下，则但螺旋桨船的推进效率高于双螺旋桨，这时因为单螺旋桨位于船尾纵中剖面上，伴流较大，而且单桨的直径较双桨大，故其效率较高。