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滑动螺旋工作时,主要承受转矩及轴向拉力(或者压力)的作用,同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动,其失效形式主要是螺纹磨损,因此,滑动螺旋的基本尺寸,通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知:F=41048(N) 查《机械设计》有:
d2?
对于梯形螺纹有h=0.5P,《查机械设计》有?p?=22MP 则d2?0.8F?p
??h??[P]F ??p?式中:?在传动精度较高,载荷较大,寿命长时,取??4 [P]为材料的许用压力,查《机械设计》?1?可得[P]=22Mpa
d2?0.8F=17.28mm ???p可以取d2=50.5mm,满足d2的要求。 其公称直径d=55mm 外螺纹d3?45mm 内螺纹
D4?56mmD1?46mm
螺距p=9mm
螺母高度 H=202mm (3)丝杆强度计算
由扭矩
T=F0tan(???V)
d2 2查《机械设计》?1?得,对于M10~M16普通螺纹取tan?v=0.17
cos?=
已知D=100mm t=25mm
cos?=
所以
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D?2d DD?2d=0.5 D 。
tan?=1.732
T=F0tan(???V)
d20.17?1.73250.5=41048?=2794023(Pa) ?21?0.17?1.7322危险截面
?ca=
?14TF2?3()2?[?]=s Ad14A=
式中:A---是丝杆的最小截面积
?4d12
?ca=
14TF2?3()2?26MPa Ad1查《机械设计》?1?得,?s=320~360Mpa 所以?ca?[?]
结论是之前取的丝杆数据符合强度要求
(4)螺母强度计算
由于螺母的材料强度小于丝杆,故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm
螺纹牙危险截面a—a的弯曲强度条件为
6?F?l???[?b] 2??D?b?u式中:b---螺纹牙根部的厚度,mm,对于梯形螺纹,b=0.65P=5.85mm l---弯曲力臂,mm,l=
D?D2H ???22.44 2P [?]---螺母材料的许用切应力 [?b]---螺母材料的许用弯曲应力
所以
??6?F?l=9.24MP?[?b]
??D?b2?u[?b]?80~108(MP)
左右螺母均为101mm
(5)丝杆的稳定性计算
临界载荷Fcr可以按欧拉公式计算
?2?E?IFcr= 22??l精选资料,欢迎下载
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式中:E---丝杆材料的拉压弹性模量,Mpa,E=2.06?105Mpa I---丝杆危险截面的惯性矩,I=所以:
?d1464,mm4
?2?E?I Fcr==1400(KN)
?2?l2Fcr/F=1400/340=4.2?Ss=2.5~4.0
所以得出结论:丝杆的稳定性可靠。
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