哈工大机械设计第三章讲解.ppt

支承面为斜面时，采用斜垫圈 采用球面垫圈 3.6.3 提高疲劳强度的措施 1 减小应力幅 减少螺栓刚度 增加被连接件刚度 8.2 螺旋传动 8.2.1 螺旋传动的类型和应用 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递力和转矩。 按用途不同 调整螺旋 传力螺旋 　传导螺旋 按螺旋副摩擦性质不同 静压螺旋 滑动螺旋 滚动螺旋 滑动螺旋的失效形式有： 螺纹磨损、螺杆断裂、螺纹牙根剪断和弯断、受压螺杆很长时还可能失稳 螺杆的材料：要求有足够的强度 常用35、45号钢; 需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如65Mn、40Cr、T12、20CrMnTi等 8.2.2 滑动螺旋的失效形式和材料 螺母材料： 除要有足够的强度外，还要求在与螺杆配合时摩擦系数小并且耐磨 重载低速时用强度较高的铸造青铜ZCuAl10Fe3或铸造黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3 低速不重要的螺旋传动也可用耐磨铸铁或灰铸铁 螺旋传动2 滑动螺旋的结构 整体螺母 组合螺母 剖分螺母 螺母结构: 滑动螺旋的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系。 螺旋传动3 8.2.3 滑动螺旋传动的设计计算 设计方法和步骤： 1．耐磨性计算 螺纹的磨损多发生在螺母上 滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力 假想螺纹牙可以展成一长条，设螺旋的轴向载荷为F，螺母旋合高度为H、螺距为p，螺纹旋合圈数为Z=H/p、螺纹工作高度为h、承压面积为A，螺纹工作面上的压强为 ps。 则螺纹的耐磨性条件为： 若按耐磨性条件设计螺纹中径d2时，可引用系数 以消去H mm 对于矩形和梯形螺纹，h=0.5p, 则 对于锯齿形螺纹，h=0.75p, 则 系数?的值： 可根据螺母结构选定 整体式螺母，磨损后间隙不能调整，取?=1.2~2.5; 剖分式螺母:?=2.5~3.5; 对于传动精度较高时,允许?=4 由于旋合各圈受力不均, 应使Z?10 计算出d2后, 应选为标准值, 螺纹的其它参数根据d2 按标准选取 2、 螺杆强度计算 螺杆危险截面的强度条件为（第四强度理论）: 起重螺旋: 锯齿和矩形螺纹 梯形螺纹 式中:d1 --螺杆螺纹小径,mm [?]--螺杆材料许用应力 F--螺杆所受轴向力, N T1--螺杆所受转矩, N.mm 螺纹牙根部的剪切强度计算: 3 、螺纹牙强度计算 因螺母材料强度低于螺杆，所以螺纹牙的剪切和弯曲破坏大多发生在螺母上 螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为: 式中: d′--螺母螺纹大径，mm h --螺纹牙的工作高度，mm b --螺纹牙根部厚度，mm [?]b、[?]--螺母材料的许用剪切应力 和许用弯曲应力，MPa 4 、螺纹副自锁条件校核 5 、螺杆的稳定性计算 受压螺杆的稳定性条件式为: Fc--螺杆稳定的临界载荷 Fc与螺杆材料及长径比(柔度) 有关 当 λ≥85 时 对于淬火钢螺杆: 当 ?85时 对于不淬火螺杆: 当 ?90 时 当 ?90 时 对于?40的螺杆不用校核 式中: l--螺杆的最大工作长度 ?--螺杆长度系数 I--螺杆危险截面的轴惯性矩 i--螺杆危险截面的惯性半径 E--螺杆材料的弹性模量 (见教材p185) 大作业二 3.5.2 紧螺栓连接的强度计算 受横向载荷的紧螺栓连接 受轴向载荷的紧螺栓连接 1 、受横向载荷的紧螺栓连接 （1） 普通螺栓连接 对于常用的M10~M68的普通螺栓 螺栓的当量应力（第四强度理论） 螺栓的强度条件为： 设计公式 校核公式 公式表明： 1）螺栓的拉应力 增加了30%，相当于考虑了剪应力。2）公式只适用于单头普通螺纹，1.3必须乘在拧紧时所 产生的轴向力上，对于矩形螺纹乘1.2，梯形螺纹乘1.25。 （2）铰制孔螺栓连接 螺栓杆的剪切强度条件为: 螺栓与孔壁的挤压强度条件为： MPa MPa —螺栓抗剪面直径，mm 式中 m —螺栓抗剪面数目 —螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度 mm，设计时应使 —螺栓的许用剪切应力，MPa —螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，MPa 2．受轴向载荷的紧螺栓连接 螺栓预紧力F’后，在工作拉力F 的作用下，螺栓的总