滑动螺旋传动.docx

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1、螺杆螺母副(参考<机械传动设计>)1、本设计中螺杆螺母需要具有自锁的功能，这是使用螺杆螺母机构的最主要原因。2、螺杆螺母的螺纹一般选用梯形螺纹，因其传动效率较高。3、材料选择上，螺杆选用合金工具钢9Mn2V，此材料的耐磨性及尺寸稳定性均较好。螺母用钢或铸铁做外套，内部用离心铸造法浇注青铜，增加耐磨性。选择GBT5796.3-2005梯形螺纹标准公称直径d螺距p中径d2=D2大径D4小径αd3D112310.512.58.5930一、初选基本尺寸计算项目符号单位计算公式和参数选择备注结果耐磨性螺杆中径d2mmd

2、2=ζFφPP梯形螺纹：ζ=0.8整体式螺母φ=1.2--2.5F—轴向载荷，N；PP—许用压强，MPa，见表8.2-8根据计算的d2在标准中选择公称直径d和螺距pd2=0.8×2001.2×11=3.11可知，由此所得螺杆中径非常小，选择GBT5796.3-2005标准设计梯形螺纹，初选得螺纹参数如下：公称直径d螺距p中径d2=D2大径D4小径αd3D112310.512.58.5930螺母高度HmmH=φd2φ的值据螺母的形式选定整体式螺母φ=1.2--2.5H=1.2×10.5=12.6旋合圈数zz=H

3、P≤10-12z=12.63=4.2螺纹的工作高度hmm梯形螺纹（GB/T5796.1-2005）h=0.5ph=0.5p=1.5工作压强pMPap=Fπd2hz≤PP用于校核p=200/(π×10.5×1.5×4.2)=0.96验算项目螺纹升角ψ（°）ψ=tan-1Lπd2≤ρ'ρ'=tan-1μscosα/2通常可使ψ≤4°30’ρ'--当量摩擦角；μs—螺旋副的滑动摩擦因数，见表8.2-7；L—导程，mm；ρ'=tan-10.12cosπ/12=0°7'ψ=tan-13π×10.5=0°5'≤ρ'由螺纹

4、耐磨性计算螺纹基本尺寸，校核工作压强可知其实际压强p（0.96MPa）远远小于许用压强PP（11MPa），螺纹升角满足验算条件，可知初选螺纹参数满足条件。计算项目符号单位计算结果和参数确定备注螺杆强度当量应力σMPaσ=（4Fπd32）2+3（T0.2d33）2≤σpT—传递转矩，N∙mm；d3—外螺纹外径，mm；σp—螺杆材料的许用应力，MPa，见表8.2.9σ=（800π×8.52）2+3×（20000.2×8.53）2=56.5MPa见表8.2.9，σp=σs4，σs为材料的屈服极限，选择材料为Q235

5、，则σs=235MPa得σp=58.75MPa，满足条件。螺纹牙强度螺纹牙底宽度bmm梯形螺纹b=0.65PD4—内螺纹大径,mm;τP—材料的许用切应力，MPa，见表8.2-9；σbp—材料的弯曲许用应力，MPa，见表8.2-9；1.95螺杆与螺母材料相同，只校核螺杆螺纹牙强度。螺杆剪切强度τMPaτ=Fπd3bz≤τPτ=200π×8.5×1.95×4.2=0.914τP=0.6σp=35.25弯曲强度σbσb=3Fh(πd3b2z≤σbpσb=3×200×1.5(π×8.5×1.952×4.2=2.11

6、σbp=σp=58.75螺母剪切强度ττ=FπD4bz≤τPτ=200π×12.5×1.95×4.2=0.61τP=0.6σp=35.25弯曲强度σbτ=3FhπD4b2z≤σbpτ=3×200×1.5π×12.5×1.952×4.2=1.44σbp=σp=58.75计算项目符号单位计算结果和参数确定备注结果螺杆的稳定性临界载荷FcrNμli=0.6×2002.12=56.6i=d34=8.54=2.12μli=0.6×2002.12=56.6Ia=πd3464Fcr=480πd32（1+0.0002μli2

7、）×4=480×π×8.52（1+0.0002×56.62）×4=16601l—螺杆的最大工作长度，mm；Iz—螺杆危险截面的轴惯性矩，mm4；i—螺杆危险截面的惯性半径，mm；A—螺杆危险截面的面积，mm2；E—螺杆材料的弹性模量，MPa；对于钢材E=2.07×105,MPa;μ—长度系数，与螺杆的端部结构有关，见表8.2.4可知FcrF==83≫（2.5-4），所以不需增大d3。计算项目符号单位计算结果和参数确定备注结果螺杆的刚度轴向载荷使导程产生的变形δLFmmδLF=FLEA=4FLπEd32=4×2

8、00×200π×2.07×105×8.52=0.0034IP—螺杆危险截面的极惯性矩，mm4；G—螺杆材料的切变模量，MPa；对于刚G=8.3×104,MPa;转矩使导程产生的变形δLTδLF=LTL2πGIP=16TL2π2GEd34=16×2000×2002π28.3×104×2.07×105×8.54=1.4×10-6IP=πd3432=π×8.5432=512.5导程总的的变形δLδL=δL