丝杠螺母副计算校核4060.pdf

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1、丝杠螺母副设计计算及校核 由于导向轮的传动机构不需要高精度和高效率的传动，因此本次设计采用一对梯形螺杆、螺母的滑动螺旋传动。梯形螺纹具有牙根强度高，工艺性好，螺纹对中性好等优点。主要缺点是效率低，但并不影响工作。螺杆采用 45 号钢制造，螺母采用 35 号钢整体车制。根据导向轮的使用情况，导向轮主要在两种情况下受力：导向轮和轮胎同时工作时的受力；导向轮作为千斤顶时的受力。1、导向轮和轮胎同时工作时的受力：1F B F A 1S 2S C G 根据力的平衡：FFG1 式 1 根据力矩的平衡，对 B 点取矩：211FSSF 式 2 又 aSS521 式 3 由 1、2、3 式可得 F=12743

2、N 2.、导向轮作为千斤顶时的受力：2F E F D 3S 4S F G 根据力的平衡：FFG2 式 1 根据力矩的平衡，对 B 点取矩：432FSSF 式 2 又 aSaS5,5.953 式 3 由 1、2、3 式可得 F=16653 N 根据以上计算结果，应以导向轮作为千斤顶时的受力 F=16653 N 进行计算。设计计算及校核 1、螺纹副耐磨性计算 滑动螺旋的磨损多发生在螺母并且与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料

3、的许用压力p。滑动螺旋传动用梯形、矩形或锯齿形螺纹，其失效形式多为螺纹磨损，而螺杆的直径和螺母的高度也常由耐磨性要求决定。传力较大时，应验算有螺纹部分的螺杆或其他危险部位以及螺母或螺杆螺纹牙强度。要求自锁时，应验算螺纹副的自锁条件。对于长径比很大的受压螺旋，应验算其稳定性，其直径也常由稳定性要求决定。螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，因此取3.2；该螺旋机构为人力驱动，因此P提高 20%，P=13MPa。365.05.0Ph mmPhFPd2.173.22.13101314.361665362 取 mmd292 因此选用632T的螺杆，其参数为：公称直径 d 螺距 P 中径 22Dd 大径

4、4D 小径 3d 1D 32 6 29 33 25 26 表：滑动螺旋副材料的许用压力 P 螺杆螺母的材料 滑动速度 许用压力 钢青铜 低速 1825 1118 612 710 15 12 钢钢 低速 1013 钢铸铁 1318 612 47 注：当 或人力驱动时，p值可提高 20；若为剖分螺母时则p值应降低 1520。2、螺纹牙强度计算 螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。螺纹牙底宽 mmPt8.36634.0634.01 许用压应力 MPas6353155 许用切应力 MPa63 许用弯曲应力 MPab8.37636.0 6.0 相旋合螺纹圈数 7642PHz 剪切强度条件 MPazdtF

5、04.6108.37103314.316653331 弯曲强度条件 3.14108.3103314.31031665333623321bMPazdtFh 滑动螺旋副材料的许用应力 螺旋副材料 许用应力(MPa)b 螺杆 钢 s/(35)螺母 青铜 4060 3040 铸铁 4055 40 钢 0.6 3、螺纹副自锁条件 78.32914.361arctanarctan2dnP 梯形螺纹的牙型斜角15，其当量摩擦角 5.615cos11.0arctancosarctanv 对于螺旋传动，为保证自锁可靠，实际应取1v。本设计满足这一条件，因此能够自锁。上式中；为螺纹升角；fV为螺旋副的当量摩擦系数

6、；f 为摩擦系数见下表。表：滑动螺旋副的摩擦系数 f 螺杆螺母的材料 摩擦系数 f 钢青铜 淬火钢青铜 钢钢 钢铸铁 4、螺杆稳定性计算 对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力 Q 大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力 Q 必须小于临界载荷 Q。则螺杆的稳定性条件为 4FFcr 表:螺杆的长度系数：端 部 支 撑 情 况 长度系数 两端固定 一端固定，一端不完全固定 一端铰支，一端不完全固定 两端不完全固定 两端铰支 一端固定，一端自由 NlEIFcr8.110126564)104002()1029(14.31020614.3)(23439222 46.6166538.1101265FFcr 所以，该螺杆是稳定的。