丝杆螺母的选择
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:
d 2≥]
[P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=0.5P,《查机械设计》有[]p =22MP
则[]
p F d φ8.02≥ 式中:φ在传动精度较高,载荷较大,寿命长时,取4=φ
][P 为材料的许用压力,查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa []
p F d φ8.02≥=17.28mm 可以取d 2=50.5mm,满足d 2的要求。
其公称直径d=55mm
外螺纹mm d 453=
内螺纹mm D mm
D 465614==
螺距p=9mm
螺母高度 H=202mm
(3)丝杆强度计算
由扭矩
T=F 0tan(V ??+)2
2d 查《机械设计》[]1得,对于M10~M16普通螺纹取tan v ?=0.17
cos ?=
D d D 2- 已知D=100mm t=25mm
cos ?=
D
d D 2-=0.5 所以
tan ?=1。732
T=F 0tan(V ??+)
22d =41048?2
5.50732.117.01732.117.0??-+=(Pa ) 危险截面 ca σ=212)4(31d T F A +][σ≤=4
s σ 式中:A-—-是丝杆的最小截面积 A=214d π
ca σ=21
2)4(31d T F A +MPa 26≈ 查《机械设计》[]1得,s σ=320~360Mpa
所以ca σ][σ≤
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
][62b u
b D l F σπσ≤?????= 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=22D D - 44.22==P
H μ [τ]-—-螺母材料的许用切应力
[b σ]--—螺母材料的许用弯曲应力
所以
u
b D l F ?????=26πσ=9.24MP ][b σ≤ )(108~80][MP b =σ
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 Fcr=2
22l I E ???μπ 式中:E--—丝杆材料的拉压弹性模量,Mpa ,E=2.06?510Mpa
I---丝杆危险截面的惯性矩,I=6441d π,mm 4
所以: Fcr=222l
I E ???μπ=1400(KN ) Fcr/F=1400/340=4.2≥S s =2.5~4.0
所以得出结论:丝杆的稳定性可靠。