【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)公式計(jì)算得 F=當(dāng) d 為 20 時(shí)，F(xiàn)0≤ (319)100N 的預(yù)緊力就可以滿足實(shí)際條件。螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：σp=F/d0Lmin≤[σp] (320)式中,σp許用應(yīng)力，Lmin=螺栓的剪切強(qiáng)度條件為：τ=4F/∏d2≤[τ] (321)受力最大 F 為 10KN，根據(jù)公式計(jì)算的 σp=80MPa, τ= MPa，螺栓主要受擠壓，被剪斷的可能性很小,σs\Mpa≥355，滿足條件，所以螺栓螺母配合符合設(shè)計(jì)要求。故 d 為 20 時(shí)同樣滿足聯(lián)接的需求，符合安全要求。煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15第四章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 螺旋傳動的設(shè)計(jì)滑動螺旋工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向力的作用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動，其失效形式主要是螺紋磨損，因此，滑動螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑和螺母高度）通常是根據(jù)耐磨性條件確定的，對于受力較大的傳力螺旋，還應(yīng)該校核螺桿危險(xiǎn)截面以及螺母螺紋牙的強(qiáng)度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂；對于要求自鎖的螺桿應(yīng)該校核其自鎖性。機(jī)械式汽車舉升機(jī)的主傳動實(shí)際上就是一種螺旋傳動。然而由于受以往設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想的影響及材料選用的局限性，加之大多數(shù)汽車修理廠不注重對舉升機(jī)的保養(yǎng)與維護(hù)，不能按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的舉升機(jī)在運(yùn)行 3000 次的范圍內(nèi)更換工作螺母因此，時(shí)常發(fā)生舉升機(jī)在工作過程中的墜車事故，造成設(shè)備損壞和人員傷亡，分析其原因，絕大多數(shù)是由于舉升機(jī)工作螺母磨損所造成的。圖 41 絲杠螺母結(jié)構(gòu)圖為了保證自鎖性，機(jī)械式舉升機(jī)的絲桿一般都選用單頭梯形螺紋，螺旋副的摩擦性質(zhì)為滑動摩擦，如圖 51 所示其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，有利于自鎖，能保證舉升機(jī)在將汽車舉升到空中任意高度都可停頓，無需任何輔助支撐，工作人員便可在車下安全作業(yè)。其主要缺點(diǎn)是摩擦阻力大，傳動效率低(216。30%)，在重載運(yùn)行的情況下發(fā)熱量高，不適于連續(xù)運(yùn)行。然而汽車舉升機(jī)的舉升運(yùn)動一般者為間隙式運(yùn)動，即將汽車舉升到一定的高度，便停止舉升汽車停在半空中，待修理作業(yè)結(jié)束后，再將汽車放下來，無需進(jìn)行反復(fù)不停的升降運(yùn)動，因此，絲桿不會出現(xiàn)溫升過煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16高的現(xiàn)象 。 螺旋傳動初始條件的確定(見表 41)滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關(guān)，其中，最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大，螺旋副間越容易形成過度磨損，因此，滑動螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力 P ，使其小于材料的許用壓力【p】按耐磨性條件，可以初步確定絲桿的直徑和螺母的高度。通過校核計(jì)算來證明絲桿的自鎖性、絲桿的強(qiáng)度、絲桿的穩(wěn)定性以及螺母螺牙的強(qiáng)度等均符合設(shè)計(jì)要求，亦符合國際同類標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。表 41 初始條件的確定 設(shè)計(jì)過程（1）確定中徑系數(shù)，可根據(jù)螺母形式選定，整體式螺母取 ψ=～,剖分式螺母取 ψ=～，對于該舉升機(jī)屬于整體式，本人采用的中徑系數(shù) ψ=。（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知用于校核的許用壓強(qiáng)[p]=15 MPa （3）螺桿中徑的選擇可根據(jù)公式 ????22PF/A/dhzFP/(dhH)p????令 ψ=H/ d 2 得 (41) ??pF???2項(xiàng)目 數(shù)值 單位軸向載荷 15000 N螺桿材料 45 號鋼 無螺母材料 含油 MC 尼龍 無軸向載荷與運(yùn)動方向 反向 無螺桿端部結(jié)構(gòu) 兩端固定 無螺桿最大工作長度 mm兩支承間的最大距離 mm煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17該公式可用于梯形螺紋(－86) 和矩形螺紋， 30176。鋸齒形螺紋。梯形螺紋、矩形螺紋可取 ， 鋸齒形螺紋 = ???3?代入上式得 d2≥32取 d2 為 42（4）螺距 P 可以和公稱直徑可同時(shí)選出查機(jī)械設(shè)計(jì)手則，表 34可知 螺桿公稱直徑 d 為 48mm，螺距 P=8mm。螺母高度 H 可根據(jù) 得出為 。2??旋合圈數(shù) z 可根據(jù)公式 選定 (42)1~0?pz經(jīng)計(jì)算的 z=，螺紋的工作高度 h 可根據(jù)公式 h= 和 h= 確定前者用于梯形螺紋(－86) 和矩形螺紋，后者用于 30176。鋸齒形螺紋對于該設(shè)計(jì)則選用前者，所得結(jié)論為 h=4mm。（5）工作壓強(qiáng) p 可由 確定??phzdF??2?代入數(shù)據(jù)得p= MPa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用壓強(qiáng) 15 MPa，故該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（6）自鎖性校核因螺旋副要求自鎖，還應(yīng)校核螺旋副是否滿足自鎖條件即 ψ≤ψ v (43)2cosartnf? 式中 ψ 為螺紋升角；ψ v為當(dāng)量摩擦角。f 為摩察系數(shù)有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 512，取摩察系數(shù) f= α=30 0其中 2arctn(P/d)????? *.0?煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18??v ??=則 ψψ v滿足螺旋副自鎖條件（7）驅(qū)動力矩 T 由公式 (44a)321T??T1=F d2/2tan(ψ+ψ v) (44b) (44c)20323dDFfs??式中，T1——螺紋力矩；T2——軸承摩擦力矩，經(jīng)計(jì)算得出 T=m，（8）螺桿以及螺母的計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表 513可查出螺栓材料的許用應(yīng)力[σ]為 94 MPa；螺母的許用彎曲應(yīng)力 [σ]為 50 MPa；螺母的許用剪切應(yīng)力[τ]為 35 MPa。螺桿工作時(shí)承受軸向壓力 F 和扭矩 T 的作用，螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力，因此，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力 σ，其強(qiáng)度條件為 (45a)????????????????????其中 T 為傳遞扭矩 Nmm，[σ]為螺桿材料的許用應(yīng)力 MPa，代入數(shù)據(jù)，計(jì)算可得出為 σ= MPa[σ]=94 MPa符合強(qiáng)度要求螺桿剪切強(qiáng)度由公式煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19 (45b)???????bzdF1式中： [τ]——材料的許用切應(yīng)力 b ——螺紋牙根部的厚度，mm，對于梯形螺紋，b==代入數(shù)據(jù)，得 τ=[τ]= 35 MPa符合條件螺桿和螺母材料相同時(shí), 只校核螺桿螺紋牙強(qiáng)度螺桿的彎曲強(qiáng)度由公式 (45c)??bbzdFh????213式中，[σ]b——材料的許用彎曲應(yīng)力 MPa h ——螺紋的工作高度 ，對于矩形和梯形螺紋，h==4代入數(shù)據(jù)得 σb=[σ]b =50 MPa符合條件螺桿和螺母材料相同時(shí), 只校核螺桿螺紋牙強(qiáng)度 螺母的剪切強(qiáng)度 τ 可由公式 (45d)???????dbzF式中，[τ]——材料的許用切應(yīng)力 MPa 代入數(shù)據(jù)得 τ=35 MPa符合條件螺母彎曲強(qiáng)度由公式 (45e)??bbzdFh????23=式中[σ]b——材料的許用彎曲應(yīng)力 MPa（9）臨界載荷 Fc 的確定 根據(jù)螺桿的柔度 λ s值的大小，螺桿 的臨界載荷就選用不同的公式計(jì)算而 λ s=μL/i煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20其中，μ——螺桿的長度系數(shù)，查表 5—14，可知 μ 為 L——螺桿的工作長度，mm，這里取 1900 i——螺桿危險(xiǎn)截面 的慣性半徑，mm，這里 i= d1/4=9則 λ s =40臨界載荷 （46a）??22/crFEIL???式中：E——螺桿材料的拉壓彈性模量，MPa，E=*10 5 MPa I——螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩， 441Id/6,m代入數(shù)據(jù)，得Fcr =185455 N （46b）螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù) scrS/?符合條件 (10)絲杠效率 η 可由公式 (47))tan()~5.(39。?????式中，(~)——軸承效率,決定于軸承形式, 滑動軸承取小值軸向載荷與運(yùn)動方向相反時(shí)取+號，經(jīng)計(jì)算得到絲杠的效率為 。 螺旋副尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果(見表 42)表 42 螺旋副尺寸參數(shù)名稱 代號 數(shù)值 關(guān)系式外螺紋大徑 d 內(nèi)螺紋大徑 D4 D4=d+2ac螺距 p 牙頂間隙 ac 基本牙型高度 H1 H1=內(nèi)螺紋牙高 H4 H4=H1+ac=+ac外螺紋牙高 h3 h3=H1+ac=+ac牙頂高 Z Z==H1/2內(nèi)螺紋小徑 D1 D1=d2