螺旋传动设计计算Word文件下载.docx

1、螺母 ZcuAl9Fe4Ni4Mn2 於尺寸較大或高速傳動，螺母可採用鋼或鑄鐵製造，內ZCuZn25Al6Fe3Mn3 孔澆注青銅或巴氏合金 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工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過度磨損。因此，滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力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（N），螺紋的承壓面積（指螺2紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積）為A（mm），螺紋中徑為小（mm），螺 母工作高度為H（mm），螺母螺距為 P（mm），螺母中徑為 D

2、（mm），螺母工件圈數為 uH/P 。則螺紋工作面上的耐磨性條件為 543 2， 則H=d2，代入式（543）引整理後可得 上式可作為校核計算用。為了導出設計計算式，令=H/d【544】 對於矩形和梯形螺紋，h0.5P，則 【546】 對於30o鋸齒形螺紋。h0.75P，則 【547】 螺母高度 H=d2 式中：P為材料的許用壓力，MPa，見表513；值一般取1.23.5。對於整體螺母，由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1.22.5對於剖分螺母和兼作支承的螺母，可取=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=4。 2後，應按國家標準

3、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滑動速度 許用壓力 螺杆螺母的材料 低速 1825 鋼青銅 1118 ?3.0 612 710 15 12 612 1013 淬火鋼青銅 2.4 1318 鋼鑄鐵 612 47 注：表中數值適用於=2.54的情況。當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 螺杆螺母的材料 0.080.10 鋼青銅 0.0

4、60.08 淬火鋼青銅 0.110.17 鋼鋼 0.120.15 鋼鑄鐵 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；又有切應力。因此；ca，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 或 【549】 A 螺杆螺紋段的危險截面面積。WT螺杆螺紋段的抗扭截面係數， dl 螺杆螺紋小徑，mm；T螺杆所受的扭矩， 螺杆材料的許用應力，MPa，見下表 許用應力（MPa） 螺旋副材料 b 螺杆 鋼 s/（35） 青銅 4060 3040 螺母 鑄鐵 4055 40 鋼 （1.

5、01.2） 0.6 1）s為材料屈服極限。2）載荷穩定時，許用應力取大值。螺紋牙多發生剪切和擠壓破壞，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547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為直徑的圓周上，則螺紋牙危險截面aa的剪切強度條件為 為D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D【550】 螺紋牙危險截面aa的彎曲強度條件為 【551】 式中：b螺紋牙根部的厚度， mm，對於矩形螺紋，b0.5P對於梯形螺紋，b一0.65P,o鋸齒形螺紋，b=0.75P，P為螺紋螺距； 對於30l彎曲力臂；mm參看圖 , l=（D-D

6、2）/2；螺母材料的許用切應力，MPa，見表；b螺母材料的許用彎曲應力，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d1 。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外，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擠壓應力，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 b，b為螺母材

7、料的許用彎曲應式中為螺母材料的許用拉伸應力，=0.83力，見表515。螺母凸緣的強度計算包括：凸緣與底座接觸表面的擠壓強度計算 式中p為螺母材料的許用擠壓應力，可取p=（1.51.7）b 凸緣根部的彎曲強度計算 式中各尺寸符號的意義見下圖。凸緣根部被剪斷的情況極少發生，故強度計算從略。對於長徑比大的受壓螺杆，當軸向壓力Q大於某一臨界值時，螺杆就會突然發生側向彎曲而喪失其穩定性。因此，在正常情況下，螺杆承受的軸向力Q必須小於臨界載荷Q。則螺杆的穩定性條件為 Ssc螺杆穩定性的計算安全係數；Ss螺杆穩定性安全係數，對於傳力螺旋（如起重螺杆等），Ss=3.55.0對於傳導 螺旋，Ss2.54.0；對

8、於精密螺杆或水平螺杆，Ss4。c螺杆的臨界載荷，N，根據螺杆的柔度S值的大小選用不同的公式計算。S=l/i，此處，為螺杆的長度係數，見表；l為螺杆的工作長度，mm，若Q螺杆兩端支承時，取兩支點間的距離作為工作長度l；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 l； i為螺杆危險截面的慣性半徑， mm，若螺杆 危險截面面積 則 當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=2.06X105MPa；I螺杆危險截面的慣性矩， S 100時，對於強度極限B?380MPa的普通碳素鋼，如 Q235、Q275等，取 2Qc（304 1.12S）/

9、4d1 對於強度極限B480MPa的優質碳素鋼，如3550號鋼等，取 2 Qc（4612.57S）/4d1 當S 40時，可以不必進行穩定性核核。若上述計算結果不滿足穩定性條件時，應適當增加螺杆的小徑d1。端 部 支 撐 情 況 長度係數 0.50 兩端固定 0.60 一端固定，一端不完全固定 0.70 一端鉸支，一端不完全固定 0.75 兩端不完全固定 1.00 兩端鉸支 2.00 一端固定，一端自由 判斷螺杆端部交承情況的方法：l）若採用滑動支承時則以軸承長度l0與直徑d0的比值來確定。l0/d01.5時，為鉸支;l0d01.53.0時，為不完全固定；l0d03.0時，為固定支承。 2）若以整體螺母作為支承時，仍按上述方法確定。此時取l0H（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，可作為鉸支；有徑向和軸向約束時，可作為固定支承。