单个螺栓的受力分析和强度计算.PPT

螺旋副材料要求：足够的强度、耐磨性、摩擦因子小 螺杆材料: Q257、45、50钢，或T12、40Cr、65Mn 螺母材料: ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuAl10Fe3. 滑动螺旋副材料的许用压力[p]及摩擦因子 2. 滑动螺旋的材料 螺杆-螺母材料 滑动速度 m/min 许用压力/MPa 摩擦因子 低速 18~25 ≤ 3 11~18 6~12 7~10 15 1~2 淬火钢－青铜 钢－青铜 钢－铸铁 钢－钢 6~12 10~13 0.06~0.08 2.4 13~18 6~12 4~7 低速 7.5~13 0.11~0.17 0.08~0.1 0.12~0.15 三、滑动螺旋传动的设计计算 承受载荷: 转矩、轴向力 主要失效形式: 螺纹的磨损 设计准则：按耐磨损确定螺杆直径螺母高度，选择螺距，校核螺杆、螺母强度等（自锁性；螺杆刚度稳定性；临界转速） 滑动螺旋副材料的许用应力 许用应力/MPa 螺旋副材料 螺杆 钢　　　 [σＳ] /(3~5) 螺母 青铜 40~60 30~40 铸铁 45~55 40 钢 (0.1~0.2)[σ] 0.6 [σ] [σ] [σb] [τ] 注：1) σs 为材料的屈服极限； 2)载荷稳定时，许用应力取大值。 耐磨性条件确定滑动螺旋基本尺寸（螺杆直径、螺母高度）； 受力较大的传力螺旋需校核螺杆危险截面强度和螺母螺纹牙强度，以防发生塑性变形或断裂； 有自锁要求的螺杆需校核其自锁性； 精密传导螺旋校核螺杆刚度（根据刚度确定螺杆直径），以免受力后螺距变化引起传动精度降低； 长径比大的螺杆，需校核螺杆稳定性，以防螺杆受压后失稳； 高速长螺杆需校核临界转速，以防产生过度的横向振动。 耐磨性计算 校核公式： p = ≤[p] π d2 hz F Fa为轴向力； z为参加接触的螺纹圈数； d2为螺纹中径；h为螺纹的工作高度；[p]为许用压强。(P97表5-12) 螺杆 α 许用压强 螺母 设计方法和步骤 1．耐磨性计算 滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力，其强度条件： 令φ =H/ d2 ， 又因为h =0.5P－矩形、梯形螺纹的工作高度 h =0.75P－锯齿形螺纹的工作高度。 代入上式得螺纹中径的计算公式： p = π d2 hu F F——轴向力；d2 ——螺纹中径； h ——螺纹的工作高度; P ——螺距; H ——螺母高度; u——螺纹工作圈数 = p ≤[p] π d2 hH FP 显然有： u =H / P 校核公式： h P H D2 d2 F/u F 锯齿形螺纹 φ[p] F d2 ≥ 0.65 φ= 1.2～2.5 整体式螺母 2.5～3.5 剖分式螺母 一般取 u≤10 梯形螺纹 φ[p] F d2 ≥ 0.8 φ值越大，螺母越厚，螺纹工作圈数越多。 依据计算出的螺纹中径，按螺纹标准选择合适的直径和螺距。 验算 若不满足要求，则增大螺距。 对有自锁性要求的螺旋传动，应校核自锁条件： 螺纹中径的计算公式 螺纹升角、当量摩擦角、当量摩擦系数 φ =H/d2 2．螺杆的强度计算 对于受力比较大的螺杆，需根据第四强度理论求出危险截面的计算应力 螺杆的强度条件 式中，F为螺杆所受的轴向压力（或拉力），T为螺杆所受的扭矩 对碳素钢, [σ]=50～80MPa 3．螺母螺牙的强度计算 螺牙上的平均压力为 F/u 剪切强度条件 πD πD2 a a F / u πD a a πD πD2 a a F/u （1）考虑螺旋副摩擦力