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1、最大夹紧力为25KN 2、夹持物最大尺寸为150mm 图2-1 螺旋夹紧器 第3章 螺旋副及其结构设计 螺旋副由螺杆和螺母组成，是螺旋夹紧器必不可少的重要组成部分。螺旋副在工作中起到了决定性作用，因此选择材料时要严格按照要求。螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性外，还要求两者配合时摩擦系数小。一般螺杆选用Q275、45、50钢等；重要螺杆可选用T12、40Cr、65Mn钢等，并进行热处理。常用的螺母材料有铸造锡青铜ZCuSn10P1和ZCuSn5Pb5Zn5,重载低速时可选用强度高的铸造铝青铜ZCuAl10Fe3；在低速轻载，特别是不经常运转时，也可选用耐磨铸铁。 表3-1 滑动螺旋副常用材料及应用范围 螺旋副 材料牌号 应用范围 螺杆 Q235、Q275、 45、50 材料不经热处理，适用于经常运动，受力不大，转速较低的传动 40Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi 材料需经热处理，以提高其耐磨性，适用于重载、转速较高的重要传动 9Mn2V、CrWMn 38CrMoAl 材料需经热处理，以提高其尺寸的稳定性，适用于精密传导螺旋传动 螺母 ZCu10P1、 ZCu5Pb5Zn5 材料减摩、耐磨性好，用于一般传动。 ZCuAl9Fe4Ni4Mn2ZCuZn25Al6Fe3Mn3 材料耐磨性好，强度高，用于重载低速传动。对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金 滑动螺旋传动的主要零件是螺杆和螺母。螺杆材料应有足够的强度和耐磨性，以及良好的加工性，对于精密传动螺旋，还要求热处理后有较好的尺寸稳定性。螺母材料除应具有足够的强度外，还要求与螺杆配合传动时摩擦因数小、耐磨性好。常用螺旋副材料如表3-1。 3.1螺杆设计与计算 3.1.1材料选择 本设计是常用的螺旋夹紧器，其特点是重载低速，螺旋副的传动螺杆采用经热处理的合金调质钢40Cr制成，热处理硬度值为200HB，抗拉强度，屈服强度，具有一定的耐磨性。 3.1.2尺寸设计 本设计的螺旋夹紧器螺杆尺寸可根据使用要求及条件确定。螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，分为滑动螺旋副，滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单，便于制造，易于自锁，所以螺旋夹紧器选择滑动螺旋副。螺纹类型有矩形，梯形和锯齿形。矩形螺纹牙型为正方形，传动效率高，但生产精度较低；梯形螺纹牙根强度高，螺纹工艺性好，易加工，强度适中，传动性能可靠；锯齿螺纹牙根出有相当大的圆角，减小了应力集中，提高了动载强度，工作效率比梯形螺纹高,但生产成本高。根据机械设计手册，选择具有单向受力优点的梯形单线螺纹，右旋，以达到自锁要求。 滑动螺旋的磨损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，使其小于材料的许用压力。 1、按耐磨性计算螺纹尺寸值： 根据机械设计任务书技术指标给出最大夹紧力为25KN,所以本设计的轴向力可以定为，对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，受力比较均匀，所以螺纹圈数不宜过多，故取1.2～2.5，此处取2。螺杆—螺母材料分别为钢—青铜，滑动速度为手动低速，查机械设计手册18～25，取。 由机械设计手册查的梯形螺纹公式： （3-1） 将上述数据带入（3-1）式得： 查机械设计手册，取外螺纹大径，螺距，牙顶间隙的梯形螺纹，如图3-1。 图3-1 梯形螺纹基本尺寸 基本牙型高度： 外螺纹牙高： 内螺纹牙高： 牙顶高： 外螺纹中经： 内螺纹中经： 外螺纹小径： 内螺纹小径： 内螺纹大径： 外螺纹牙顶圆角： 牙底圆角： 螺旋升角： 当量摩擦系数与当量摩擦角： 牙型角，螺杆与螺母材料为钢与青铜，查机械设计手册有摩擦因数0.08～0.10，取。 当量摩擦系数： 当量摩擦角： 3.1.3 螺杆尺寸校核与确定 一、螺杆尺寸校核 螺杆在全部旋出降至最低位置时, 其受力情况最为不利,且螺杆为一压杆，同时承受压力及扭矩, 因此应分别按照耐磨性、自锁条件、抗压强度及稳定性对螺杆进行校核计算。 耐磨性条件校核： 锯齿螺纹工作高度： 螺母高度从初步设计得： 轴向外载荷： 螺纹旋合圈数： 螺旋夹紧器滑动装置滑动速度较低，根据螺杆和螺母材料为钢—青铜，查资料得其许用压强=18～25。 根据机械设计手册查的工作压强公式：