(完整版)机械设计中丝杠螺母副计算校核

1、螺纹副耐磨性计算《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式：][2PhFpd式中，NF轴向力，2.1整体式螺母取1.3,81][表许用压强MPaP6mm螺距，pmmphh365.05.0螺纹工作高度，螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P提高20%，MPaP6.212.118][。mmPhFPd3.296.212.1314.3649153][2表3.1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18-25≤3.011-186127-10151-2钢—钢低速10-13钢—铸铁2.413-186124-7注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。图3.？螺旋副受力图牙型角α=30°，螺距P由螺纹标准选择P=6mm牙顶间隙ac;25.0,55.1acp;5.0,126acp;1,4414acp外螺纹大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm中径mmpdd415.02小径mmhdd37231牙高mmacph5.35.03内螺纹大径mmacdD452中径mmdD1422小径mmpdD381牙高mmhH5.334牙顶宽mmpf196.2366.0牙槽底宽mmacpw9145.10563.366.0螺纹升角4470.0tan2dnp因此选用644T的螺杆，其参数为：表3.2644T的螺杆公称直径（mm）d螺距（mm）P中径（mm）22Dd大径（mm）D小径（mm）1d1D446414537382、螺纹牙强度计算螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。螺纹牙底宽mmpt8.36634.0634.01螺母旋合长度94.3143.22'dH相旋合螺纹圈数16694.3PHz剪切强度条件MPazDtF4.068.3614514.334912.51MPa4030][弯曲强度条件MPaMPazDtFhb6040][9.62618.34514.3334912.533221表3.3滑动螺旋副材料的许用应力螺旋副材料许用应力(MPa)[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]螺杆强度计算螺杆受有压力（或拉力）F和扭矩T，根据第四强度理论，其强度条件为;NgdlvgG6.778.94041.046.078504242m291.0250.06.7715.0fNrGT公称][)2.0(3)4(231221dTdF][49.32)370.02.010291.0(3)370.014.310349154()2.0(3)4(23622-6231221MPadTdF4、螺纹副自锁条件668.21414.361arctanarctan2dnP梯形螺纹的牙型斜角15，其当量摩擦角3.515cos09.0arctancosarctanv式中,为螺纹升角；为螺旋副的当量摩擦系数,见下表3.?。对于螺旋传动，为保证自锁可靠，实际应取v本设计满足这一条件，因此能够自锁。表3.?滑动螺旋副的当量摩擦系数螺杆—螺母的材料当量摩擦系数钢—青铜0.08-0.10淬火钢—青铜0.06-0.08钢—钢0.11-0.17钢—铸铁0.12-0.155、螺杆稳定性计算对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力F大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力F必须小于临界载荷crF。则螺杆的稳定性条件为：4-2.5FFcr22)(lEIFcr式中，crF螺杆的稳定临界载荷GPaE210,螺杆材料的弹性模量8441109.164)370.0(14.364dII矩，螺杆危险截面的轴惯性表？端自由时为形式有关，一端固定一长度系数，与两端支座,2ml0.6螺杆长度，表:?螺杆的长度系数：端部支撑情况长度系数μ两端固定0.50一端固定，一端不完全固定0.60一端铰支，一端不完全固定0.70两端不完全固定0.75两端铰支1.00一端固定，一端自由2.00132212.55)0.62(109.11021014.3)(289222lEIFcr4-2.53.7934912.5132212.55FFcr所以，该螺杆是稳定的。