螺母螺纹牙得强度计算
???螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,一般螺母得材料强度低于螺杆,故只需校核螺母螺纹牙得强度。
?如图5-47所示,如果将一圈螺纹沿螺母得螺纹大径D处展开,则可看作宽度为πD得悬臂梁。假设螺母每圈螺纹所承受得平均压力为Q/u,并作用在以螺纹中径D2为直径得圆周上,则螺纹牙危险截面a-a得剪切强度条件为
??????【5-50】
?
??螺纹牙危险截面a-a得弯曲强度条件为
????????【5-51】
式中:
b——螺纹牙根部得厚度,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,b=0、75P,P为螺纹螺距;
l——弯曲力臂;mm参HYPERLINK"://2、bicea、edu/xc_jd/machide/jxsj/01-07-00、htm\l"546看图,?l=(D-D2)/2;
[τ]——螺母材料得许用切应力,MPa,HYPERLINK"://2、bicea、edu/xc_jd/machide/jxsj/01-07-00、htm\ltable见表;
[σ]b——螺母材料得许用弯曲应力,MPa,HYPERLINK"://2、bicea、edu/xc_jd/machide/jxsj/01-07-00、htm"\ltable见表。
当螺杆和螺母得材料相同时,由于螺杆得小径dl小于螺母螺纹得大径D,故应校核杆螺纹牙得强度。此时,上式中得D应改为d1。
螺母外径与凸缘得强度计算。
???在螺旋起重器螺母得设计计算中,除了进行耐磨性计算与螺纹牙得强度计算外,还要进行螺母下段与螺母凸缘得强度计算。如下图所示得螺母结构形式,工作时,在螺母凸缘与底座得接触面上产生挤压应力,凸缘根部受到弯曲及剪切作用。螺母下段悬置,承受拉力和螺纹牙上得摩擦力矩作用。
???设悬置部分承受全部外载荷Q,并将Q增加20~30%来代替螺纹牙上摩擦力矩得作用。则螺母悬置部分危险截面b-b内得最大拉伸应力为
式中[σ]为螺母材料得许用拉伸应力,[σ]=0、83[σ]b,[σ]b为螺母材料得许用弯曲应力,见表5-15。
螺母凸缘得强度计算包括:
凸缘与底座接触表面得挤压强度计算
式中[σ]p为螺母材料得许用挤压应力,可取[σ]p=(1、5?1、7)[σ]b
?凸缘根部得弯曲强度计算
式中各尺寸符号得意义见下图。
?
??凸缘根部被剪断得情况极少发生,故强度计算从略。
???螺杆得稳定性计算:
对于长径比大得受压螺杆,当轴向压力Q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,螺杆承受得轴向力Q必须小于临界载荷Q。。则螺杆得稳定性条件为
?Ssc=Qc/Q≥Ss
式中:Ssc——螺杆稳定性得计算安全系数;
?????Ss——螺杆稳定性安全系数,对于传力螺旋(如起重螺杆等),Ss=3、5~5、0对于传导
???????????螺旋,Ss=2、5~4、0;对于精密螺杆或水平螺杆,Ss>4。
?????Qc——螺杆得临界载荷,N,根据螺杆得柔度λS值得大小选用不同得公式计算。λS=μl/i,此处,μ为螺杆得长度系数,HYPERLINK://2、bicea、edu/xc_jd/machide/jxsj/01-07-00、htm\l"516见表;l为螺杆得工作长度,mm,若螺杆两端支承时,取两支点间得距离作为工作长度l;若螺杆一端以螺母支承时,则以螺母中部到另一端支点得距离,作为工作长度l;i为螺杆危险截面得惯性半径,mm,若螺杆危险截面面积
则
???当λS≥100时,临界载荷Qc可按欧拉公式计算,即
式中:E——螺杆材料得拉压弹性模量,E=2、06X105MPa;
?????I——螺杆危险截面得惯性矩,
???当λS<100时,对于强度极限σB≥380MPa得普通碳素钢,如Q235、Q275等,取
???????????????????Qc=(304-1、12λS)π/4d12
???对于强度极限σB>480MPa得优质碳素钢,如35~50号钢等,取
???????????????????Qc=(461-2、57λS)π/4d12
?当λS<40时,可以不必进行稳定性核核。若上述计算结果不满足稳定性条件时,应适当增加螺杆得小径d1。
表:??螺杆得长度系数μ:
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