滑动螺旋的设计计算VIP免费

滑动螺旋的设计计算滑动螺旋的主要失效形式通常是磨损，设计计算中通常根据耐磨性条件确定螺旋的主要尺寸，然后根据需要校核其它条件。以下分析各项计算方法。1．耐磨性计算滑动螺旋的磨损与螺纹面上的压强p，滑动速度v，表面粗糙度以及润滑条件有关，其中最主要的影响因素是表面压强。耐磨性计算主要限制作用在螺纹工作表面上的压强p，使其小于材料的许用压强[p]。由于螺母材料较软，磨损发生在螺母上，耐磨性计算以螺母为分析对象。如下图所示，假设作用在螺杆上的轴向载荷为F，螺纹承压面积为A（承压表面在垂至于螺纹轴线的平面上的投影面积），螺纹工作表面的耐磨性条件为螺杆2(2)11螺母螺纹副受力pFFP[p]Ad2hH(1)式中：P——螺距，mm；d2——螺纹中径，mm；h——牙型高度，mm；H——螺母高度，mm；[p]——许用压强，MPa；根据下表选取。式（1）是校核公式，为了导出设计公式，设H=φd2，（φ值可根据螺母形式选用，整体式螺母，磨损后无法补偿，为使螺母受力均匀取φ=1.2~2.5，剖分式螺母，兼作支承的螺母取φ=2.5~3.5；对传动精度要求高，载荷大，要求工作寿命长的螺母可取φ=4。）代入式（1），整理后得到设计公式d2FPh[p](2)滑动螺旋副的许用压强[p]和摩擦因数μ螺杆材料淬火钢螺母材料许用压强钢淬火钢钢钢青铜滑动速度耐磨铸铁18~2511~187~10--6~815~2214~196~8铸铁-12~164~7低速≤3m/min6~12m/min许用压强[p]--10~13>15m/min摩擦因数μ-0.06~0.081~20.08~0.10-0.08~0.10-0.1~0.12-0.12~0.15注：φ值小时[p]取大值，φ值大时[p]取小值。对矩形螺纹和梯形螺纹，h=0.5Pd20.8F[p]对30º锯齿形螺纹，h=0.75Pd20.65F[p]根据以上公式计算d2后，应根据国家标准选择满足条件的螺纹公称直径d和螺距P。1．螺杆强度计算螺旋传动工作中，螺杆受轴向载荷作用产生拉（压）应力，受螺纹力矩作用产生切应力，根据第四强度理论，强度条件为4FTv3d20.2d3[]v11式中：T——螺杆所受转矩；22(3)TFd2tan(v)2vρv——当量摩擦角，ρv=arctanμv，μv为当量摩擦因数，α——牙型角；d1——螺杆螺纹小径；[σ]v——许用当量应力，参见下表。滑动螺旋副的许用应力螺杆许用应力[σ]v/MPa许用当量应力材料青铜耐磨铸铁灰铸铁螺母螺纹牙许用应力切应力[τ]/MPa30~404040cos2；弯曲应力[σ]b/MPa40~6050~6045~55[]vS3~5σS为材料的屈服强度注：静载时许用应力取大值。2．螺母螺纹牙强度计算螺纹牙可能因剪切或弯曲失效，由于螺母材料的强度通常低于螺杆材料，所以只需要校核螺母上的螺纹牙强度。螺母螺纹牙受力螺母受轴向载荷F，螺杆与螺母旋合圈数z，假设载荷在各圈螺纹中均匀分布，将单圈螺纹展开如上图所示，单圈螺纹承受载荷F/z，作用在螺纹中径圆周上，将螺纹牙看作宽度为πD的悬臂梁，梁根部厚度为b，梁根部剪切面积πDb，梁根部剪切强度条件为F[]zDb(4)DD22，弯曲强度条件为悬臂梁的弯曲力臂为FDD2()M3F(DD2)2bz[]bDb2WDb2z6(5)式中：[τ]——许用切应力，MPa，见上表；[σ]b——许用弯曲应力，MPa，见上表；b——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P，矩形螺纹b=0.5P，30º锯齿形螺纹b=0.75P，P为螺纹螺距。3．受压螺杆的稳定性计算长径比大的受压螺杆工作中可能会失稳，需要校核稳定性。稳定性条件为式中：Sc——螺杆稳定性计算安全系数；[S]——螺杆稳定性安全系数，[S]=2.5~4；F——作用在螺杆上的轴向载荷，N；Fcr——螺杆的临界载荷。在计算临界载荷前，首先需要计算螺杆的柔度ScFcr[S]F(6)2li式中：l——螺杆的计算长度，mm；μ2——螺杆的长度系数，与螺杆端部的支承结构情况有关，参见下表；ii——螺杆危险截面的惯性半径，IaAmm；Ia——螺杆危险截面的惯性矩，Iad1464mm4；A——螺杆危险截面面积，Ad124mm2；id14。长度系数μ122.37-15.329.873.52将A和Ia的表达式带入i的表达式，得长度系数μ2和μ1螺杆端部结构两端固定一端固定、一端不完全固定一端固定、一端铰支两端铰支一端固定、一端自由长度系数μ20.50.60.71.02.0注：采用滑动...