螺旋传动设计计算Word格式.docx

1、滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態等因素有關。其中最主要的是螺紋丄作面上的壓力，壓力越大螺旋副間容易形成過度磨損。因此，滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上壓力P,使其小於材料的許用壓力p。如圖546所示，假設作用於螺杆的軸向力為Q （）,螺紋的承壓面積（指螺2紋匚作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積）為A （mm），螺紋中徑為（mm）,螺母工作高度為H （mm）,螺母螺距為P （mm）,螺母中徑為D（mm），螺母工件圈數為u=H/P o則螺紋工作面上的耐磨性條件為O Q OP r .卩二二 二；/也MPa5 432,則H=（l）d2,代入式（5

2、-43）引整理後可得 上式可作為校核 計算用。為了導岀設計計算式，令 0.85-46對於 30o鋸齒形螺紋。h=0. 75P,則 0.655-47螺母高度H=（t）d2式中：P為材料的許用壓力，MPa,見表5-13； （I）值一般取1.23. 5。對於 整鹘螺母，III於磨損後不能凋整間隙，為使受力分佈比較均勻，螺紋工作圈數不宜過多，故取（1）=1. 22. 5對於剖分螺母和兼作支承的螺母，可取（1）=2. 53.5 只有傳動精度較高；載荷較大，要求壽命較長時，才允許取（1）二4。2後，應按國 家標準選取相應的公稱直徑d及螺距P。螺紋工作圈數不宜超過10圈。根據公式 算得螺紋中徑d螺旋副受力滑

3、動速度許用壓力螺杆一螺母的材料低速1825鋼一青銅1T18 ?3. 0612 71015 广26、12 10、13淬火鋼一青銅2.4 13 18鋼一鑄鐵6、12 4、7注：表中數值適用於（1）=2. 5-4的情況。當（I）2. 5時，p值可提高20%；若為剖分螺母時則p值應降低1520%。螺紋幾何參數確定後、對於有自鎖性要求的螺旋副，還應校校螺旋副是否滿足自鎖條件，即式中；y為螺紋升角；fV為螺旋副的當量摩擦係數；f為摩擦係數見下表。 表：滑動螺旋副的摩擦係數f摩擦係數f螺杆一螺母的材料0. 08、0. 10 鋼一青銅0. 06、0. 08淬火鋼一青銅0. 1T0. 17 鋼一鋼0. 120.

4、 15 鋼一鑄鐵注：起動時取大值運轉中取小值。受力較大的螺杆需進行強度計算。螺杆工作時承受軸向壓力（或拉力）Q和扭 矩T的作用。螺杆危險截面上既有壓縮（或拉伸）應力；乂有切應力。因此；8,其強度條核核螺杆強度時，應根據第四強度理論求出危險截面的計算應力件為+3兰b5-49式中:A 一螺杆螺紋段的危險截面面積。A = d? .mm14 1WT螺杆螺紋段的抗扭截面係數,Td 人& 3WT - 一 二 AmmT 16 4dl-螺杆螺紋小徑，mm：T螺杆所受的扭矩，o 螺杆材料的許用應力，MPe見下表許用應力（MPa）螺旋副材料o ob t螺杆鋼0 s/ （35）青銅 4060 3040螺母鑄鐵405

5、5 40鋼（1. Ol. 2） o 0. .6o1） os為材料屈服極限。2）載荷穏定時，許用應力取大值。螺紋牙多發生剪切和擠壓破壊，一般螺母的材料強度低於螺杆，故只需校核 螺母螺紋牙的強度。如圖5-47所示，如果將一圈螺紋沿螺母的螺紋大徑D處展開，則可看作寬度2為直徑的凰周上，則螺紋牙危險截面a-a的剪切強度條件為 為JiD的懸臂梁。假設螺母每圈螺紋所承受的平均壓力為Q/u,並作用在以螺紋中徑DT = - - T7iDbu5-501-15-47螺母螺咬圈的曼fj螺紋牙危險截面a-a的彎曲強度條件為5 51 式中：b螺紋牙根部的厚度，mm,對於矩形螺紋，b = 0. 5P對於梯形螺紋，b- 0

6、. 65P,o鋸齒形螺紋，b二0.75P, P為螺紋螺距；對於301彎曲力臂；mm參看圖，1二（D-D2）/2；t螺母材料的許用切應力，MPa,見表；ob螺母材料的許用霸曲應力，MPa,見表。當螺杆和螺母的材料相同時，由於螺杆的小徑dl小於螺母螺紋的大徑D,故應 校核杆螺紋牙的強度。此時，上式中的D應改為dl。在螺旋起重器螺母的設計計算中，除了進行耐磨性計算與螺紋牙的強度計算夕卜，還要進行螺母下段與螺母凸緣的強度計算。如下圖所示的螺母結構形式， 工作時，在螺母凸緣與底座的接觸面上產生挤壓應力，凸緣根部受到彎曲及剪切 作用。螺母下段懸置，承受拉力和螺紋牙上的摩擦力矩作用。設懸置部分承受全部外載荷

7、Q,並將Q增加2030%來代替螺紋牙上摩擦力 矩的作用。則螺母懸置部分危險截面bb內的最大拉伸應力為（1.2 L3）Q .r=- 4。c螺杆的臨界載荷，N,根據螺杆的柔度XS值的大小選用不同的公式計算。入S二ul/i,此處，口為螺杆的長度係數，見表；1為螺杆的工作長度， nun,右螺杆兩端支承時，取兩支點間的距離作為丄作長度1；若螺杆一端以螺母支承時，則以螺母中部到另一端支點的距離，作為工作長度1； i為螺杆危險截面的慣性半徑，mm,若螺杆危險截面面積則S?100時，臨界載荷Qc可按歐拉公式計算，即E螺杆材料的拉壓彈性模量，E二206X103MP&：I螺杆危險截面的慣性矩，64當xS480MP

8、a的優質碳素鋼，如3550號鋼等，取2 Qc= （461-2. 57 AS） n/4dl當AS40時，可以不必進行穏定性核核。若上述計算結果不滿足穏定性條件 時，應適當增加螺杆的小徑dl。端部支撐情況長度係數P0. 50兩端固定0. 60 端固定，一端不完全固定0. 70 端餃支，一端不完全固定0.75兩端不完全固定1.00兩端餃支2. 00 一端固定，一端自由判斷螺杆端部交承情況的方法：1）若採用滑動支承時則以軸承長度10與直徑d0的比值來確定。10/d03. 0時，為固定支承。2）若以整髏螺母作為支承時，仍按上述方法確定。此時取10 = H （H為螺母高度）。3）若以剖分螺母作為支承時，叫作為不完全固定支承。4）若採用滾動支承已有徑向約束時，可作為较支；有徑向和軸向約束時，可 作為固定支承。