【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (316) 選 :σ S=235MPA,τ [τ ],滿足強(qiáng)度條件。 聯(lián)接件的計(jì)算與校核 舉升機(jī)系統(tǒng)中螺栓的使用，設(shè)計(jì)中主要的有兩種 M10， M20，需要對(duì)其進(jìn)行校核，以保證連接的可靠性要求 . 螺栓的材料選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 精品文檔 歡迎下載 螺栓的預(yù)緊： 根據(jù)公式 F0≤（ ~）δ sA (317) 式中，δ s—— 螺栓材料的屈服極限 A—— 螺栓危險(xiǎn)截面的面積 A=∏ d12/4 螺栓副間的摩擦力矩 T≈ d螺栓的公稱直徑 當(dāng) d 為 10 時(shí)， σ s/Mpa=355 (318) 根據(jù)公式計(jì)算得 F= 當(dāng) d 為 20 時(shí)， F0≤ (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： σ p=F/d0Lmin≤ [σ p] (320) 式中 ,σ p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σ p=80MPa, τ = MPa，螺栓主要受擠壓，被剪斷的可能性很小 ,σ s\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。 精品文檔 歡迎下載 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 滑動(dòng)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(duì)滑動(dòng)，其失效形式主要是螺紋磨損，因此，滑動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)實(shí)際上就是一種螺旋傳動(dòng)。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(duì)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(guò)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(dòng)摩擦，如圖 51所示其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wú)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(dòng)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(dòng)一般者為間隙式運(yùn)動(dòng)，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(lái)，無(wú)需進(jìn)行反復(fù)不停的升降運(yùn)動(dòng)，因此，絲桿不會(huì)出現(xiàn)溫升精品文檔 歡迎下載 過(guò)高的現(xiàn)象 。 螺旋傳動(dòng)初始條件的確定 (見(jiàn)表 41) 滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力 、滑動(dòng)速度 、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)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(guò)度磨損，因此，滑動(dòng)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(guò)校核計(jì)算來(lái)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(guó)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(guò)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(duì)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(cè)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 ? ? ? ?22P F / A F / A d h z F P / ( d h H ) p?? ? ? ? ? 令 ψ =H/ d2 得 ? ?pFd ???2 (41) 項(xiàng)目 數(shù)值 單位 軸向載荷 15000 N 螺桿材料 45號(hào)鋼 無(wú) 螺母材料 含油 MC尼龍 無(wú) 軸向載荷與運(yùn)動(dòng)方向 反向 無(wú) 螺桿端部結(jié)構(gòu) 兩端固定 無(wú) 螺桿最大工作長(zhǎng)度 mm 兩支承間的最大距離 mm 精品文檔 歡迎下載 該公式可用于梯形螺紋 (－ 86) 和矩形螺紋，還可以 .用于 30176。鋸齒形螺紋。梯形 螺紋、矩形螺紋可取 ?? ， ?30 鋸齒形螺紋 ? = 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) 2dH ?? 得出為 。 旋合圈數(shù) z可根據(jù)公式 12~10?? pHz 選定 (42) 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(duì)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 ? ?phzdFp ?? 2?確定 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 v2cosarctan af? (43) 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(cè)表 512，取摩察系數(shù) f= α =300 其中 2arcta n (P / d )??? ? ? a rc ta n 8 / 4 * 4 2? ? 精品文檔 歡迎下載 ? ?v a rc ta n 0 .1 / 0 .9 6? ? = 則 ψ ψ v 滿足 螺旋副自鎖條件 （ 7）驅(qū)動(dòng)力矩 T由公式 321 TTTT ??? (44a) T1=F d2/2tan(ψ +ψ v) (44b) 202030302 31 dD dDFfT s ??? (44c) 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 ? ???? ???????????????????231221 4dTdF (45a) 其中 T為傳遞扭矩 N mm， [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 精品文檔 歡迎下載 ? ???? ?? bzdF1 (45b) 式中 ： [τ ]—— 材料的 許用切應(yīng)力 b —— 螺紋牙根部的厚度， mm，對(duì)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 ? ?bb zbdFh ??? ?? 213 (45c) 式中， [σ ]b—— 材料的許用彎曲應(yīng)力 MPa h —— 螺紋的工作高度 ，對(duì)于矩形和梯形螺紋， h==4 代入數(shù)據(jù) 得σ b=[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 ? ???? ?? dbzF (45d) 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 ? ?bb zdbFh ??? ?? 23 (45e) = 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=μ L/i 精品文檔 歡迎下載 其中 ，μ —— 螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，查表 5— 14，可知μ為 L—— 螺桿的工作長(zhǎng)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 ? ?22 /crF EI L??? （ 46a） 式中： E—— 螺桿材料的拉壓彈性模量， MPa， E=*105 MPa I—— 螺桿危險(xiǎn)截面 的慣性矩， 441I d / 64 , m m?? 代入數(shù)據(jù)，得 Fcr =185455 N （ 46b） 螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù) s crS F / F 12 .36?? 符合條件 (10)絲杠效率η可由公式 )t a n(tan)~( 39。?? ?? ?? (47) 式中， (~)—— 軸承效率 ,決定于軸承形式 , 滑動(dòng)軸承取小值軸向載荷與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)取 +號(hào)，經(jīng)計(jì)算得到絲杠的效率為 。 螺旋副尺寸參數(shù)