丝杠螺母副设计计算及校核由于导向轮的传动机构不需要高精度和高效率的传动,因此本次设计采用一对梯形螺杆、螺母的滑动螺旋传动。梯形螺纹具有牙根强度高,工艺性好,螺纹对中性好等优点。主要缺点是效率低,但并不影响工作。螺杆采用45号钢制造,,螺母采用35号钢整体车制。
根据导向轮的使用情况,导向轮主要在两种情况下受力:导向轮和轮胎同时工作时的受力;导向轮作为千斤顶时的受力。
1、导向轮和轮胎同时工作时的受力:
F1
B
F
A
S1
S2
C
G
根据力的平衡:
GF1F
式1
根据力矩的平衡,对B点取矩:
F1S1FS2
式2
又由1、2、3式可得
S1S25a
式3
F12743N
2、导向轮作为千斤顶时的受力:
F2
E
F
D
S3
S4
F
根据力的平衡:
G
GF2F
式1
根据力矩的平衡,对B点取矩:
F2S3FS4
式2
又
S395aS55a
式3
由1、2、3式可得
F16653N
根据以上计算结果,应以导向轮作为千斤顶时的受力F16653N进行计算。
设计计算及校核
1、螺纹副耐磨性计算滑动螺旋的磨损多发生在螺母并且与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度
f以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力,压力越大螺旋副间越容易
形成过度磨损。因此,滑动螺旋的耐磨性计算,主要是限制螺纹工作面上的压力p,使其小
于材料的许用压力p。
滑动螺旋传动用梯形、矩形或锯齿形螺纹,其失效形式多为螺纹磨损,而螺杆的直径和螺母的高度也常由耐磨性要求决定。传力较大时,应验算有螺纹部分的螺杆或其他危险部位以及螺母或螺杆螺纹牙强度。要求自锁时,应验算螺纹副的自锁条件。对于长径比很大的受压螺旋,应验算其稳定性,其直径也常由稳定性要求决定。
螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整,因此取23;该螺旋机构为人力驱动,因
此P提高20,P13MPa。
h05P0563
FP
166536
d2
hP
3141310631223172mm
取d229mm因此选用T326的螺杆,其参数为:
公称直径d
32
螺距P
6
中径
d2D2
29
大径
D4
33
小径
d3
D1
25
26
表:滑动螺旋副材料的许用压力P
螺杆螺母的材料钢青铜钢钢钢铸铁
滑动速度低速≤3061215低速24612
许用压力18251118710121013131847
注:当ф<25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%。
f2、螺纹牙强度计算
螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。
螺纹牙底宽许用压应力许用切应力
t10634P0634638mms31563MPa
5563MPa
许用弯曲应力b060663378MPa
f相旋合螺纹圈数zH427P6
剪切强度条件r