螺旋传动设计

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1、螺旋传动设计F滑动螺旋传动的设计计算设计计算步骤:1.耐磨性计算2.螺杆的强度计算3.螺母螺纹牙的强度计算4.螺母外径与凸缘的强度计算5.螺杆的稳定性计算螺旋传动常用材料见下表：表：  螺旋传动常用的材料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

2、ZCu10P1、ZCu5Pb5Zn5材料耐磨性好，适用于一般传动ZcuAl9Fe4Ni4Mn2ZCuZn25Al6Fe3Mn3材料耐磨性好，强度高，适用于重载、低速的传动。对于尺寸较大或高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内孔浇注青铜或巴氏合金    耐磨性计算   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p，使其小于材料的许用压力[p]。如图5－46所示，假设作用于

3、螺杆的轴向力为Q（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A（mm2），螺纹中径为小（mm），螺纹工作高度为H（mm），螺纹螺距为P（mm），螺母高度为D（mm），螺纹工件圈数为u＝H/P。则螺纹工作面上的耐磨性条件为   『5－43』   上式可作为校核计算用。为了导出设计计算式，令ф=H/d2，则H=фd2，，代入式（5－43）引整理后可得       【5－44】对于矩形和梯形螺纹，h＝0.5P，则       【5－46】对于30o锯齿形螺纹。h＝0.75P，则    【5－47】螺母高度  

4、                          H=фd2式中：[P]为材料的许用压力，MPa，见表5－13；ф值一般取1.2～3.5。对于整体螺母，由于磨损后不能凋整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取ф＝1.2～2.5对于剖分螺母和兼作支承的螺母，可取ф=2.5～3.5只有传动精度较高；载荷较大，要求寿命较长时，才允许取ф=4。  根据公式算得螺纹中径d2后，应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距P。螺纹工作圈数不宜超过10圈。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1

5、8~25≤3.011~186~127~10>151~2淬火钢—青铜6~1210~13钢—铸铁<2.413~186~124~7注：表中数值适用于ф=2.5～4的情况。当ф＜2.5时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。  螺纹几何参数确定后、对于有自锁性要求的螺旋副，还应校校螺旋副是否满足自锁条件，即式中；y为螺纹升角；fV为螺旋副的当量摩擦系数；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0.08~0.10淬火钢—青铜0.06~0.08钢—钢0.11~0.17钢

6、—铸铁0.12~0.15 注：起动时取大值．运转中取小值。     螺杆的强度计算   受力较大的螺杆需进行强度计算。螺杆工作时承受轴向压力（或拉力）Q和扭矩T的作用。螺杆危险截面上既有压缩（或拉伸）应力；又有切应力。因此；核核螺杆强度时，应根据第四强度理论求出危险截面的计算应力σca，其强度条件为或      【5－49】式中：A—螺杆螺纹段的危险截面面积。WT—螺杆螺纹段的抗扭截面系数，dl—  螺杆螺纹小径，mm；T—螺杆所受的扭矩，［σ］—螺杆材料的许用应力，MPa，见下表滑动螺旋副材料的许用应力螺旋副材料许用应力(MPa)

7、[σ][σ]b[τ]螺杆钢σs/(3~5)  螺母青铜 40~6030~40铸铁 40~5540钢 (1.0~1.2)[σ]0..6[σ]       注：1）σs为材料屈服极限。               2）载荷稳定时，许用应力取大值。    螺母螺纹牙的强度计算   螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。 如图5－47所示，如果将一圈螺纹沿螺母的螺纹大径D处展开，则可看作宽度为πD的悬臂梁。假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为Q/u，并作用在以螺纹中径D2为直径的圆周上，则螺纹牙危

8、险截面a－a的剪切强度条件为      【5－50】   螺纹牙危险截面a－a的弯曲强度条件为        【5－51】式中：b——螺纹牙根部的厚度，mm，对于矩形螺纹，b＝0.5P对于梯形螺纹，b一0.65P,对于30o锯齿形螺纹