表: 螺旋传动常用的材料
螺旋副 | 材料牌号 | 织物柔软剂应用范围 |
| Q235、Q275、45、50 | 材料不经热处理,适用于经常运动,受力不大,转速较低的传动 |
40Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi | 材料需经热处理,以提高其耐磨性,适用于重载、转速较高的重要传动 |
9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl | 材料需经热处理,以提高其尺寸的稳定性,适用于精密传导螺旋传动 |
螺母 | ZCu10P1、ZCu5Pb5Zn5 | 材料耐磨性好,适用于一般传动 |
ZcuAl9Fe4Ni4Mn2 ZCuZn25Al6Fe3Mn3 | 材料耐磨性好,强度高,适用于重载、低速的传动。对于尺寸较大或高速传动,螺母可采用钢或铸铁制造,内孔浇注青铜或巴氏合金 |
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耐磨性计算
滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度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]。 年糕加工
如图5-46所示,假设作用于螺杆的轴向力为Q(N),螺纹的承压面积(指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积)为A(mm2),螺纹中径为小(mm),螺纹工作高度为H(mm),螺纹螺距为 P(mm),螺母高度为 D(mm),螺纹工件圈数为 u=H/P 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为
『5-43』
上式可作为校核计算用。为了导出设计计算式,令ф=H/d2, 则H=фd2,,代入式(5
-43)引整理后可得
【5-44】
对于矩形和梯形螺纹,h=0.5P,则
【5-46】
对于30o锯齿形螺纹。h=0.75P,则
【5-47】
螺母高度
H=фd2
式中:[P]为材料的许用压力,MPa,见表5-13;ф值一般取1.2~3.5。对于整体螺母,由于磨损后不能凋整间隙,为使受力分布比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多,故取ф=1.2~2.5对于剖分螺母和兼作支承的螺母,可取ф=2.5~3.5只有传动精度较高;载荷较大,要求寿命较长时,才允许取ф=4。
根据公式算得螺纹中径d2后,应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距P。螺纹工作圈数不宜超过10圈。
表: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 |
≤3.0 | 11~18 |
6~12 | 7~10 |
>15 | 1~2 |
淬火钢—青铜 | 6~12 | 10~13 |
塑料染钢—铸铁 | <2.4 | 13~18 |
6~12 | 4~7 |
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注:表中数值适用于ф=2.5的制备~4的情况。当ф<2.5时,[p]值可提高20%;若为剖分螺母时则[p]值应降低15~20%。
螺纹几何参数确定后、对于有自锁性要求的螺旋副,还应校校螺旋副是否满足自锁条件,即
式中;ψ为螺纹升角;fV为螺旋副的当量摩擦系数;f为摩擦系数.见下表。
表: 滑动螺旋副的摩擦系数f
螺杆—螺母的材料 | 摩擦系数f |
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 | 0.12~0.15 |
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注:起动时取大值.运转中取小值。
螺杆的强度计算
受力较大的螺杆需进行强度计算。螺杆工作时承受轴向压力(或拉力)Q和扭矩T的作用。
螺杆危险截面上既有压缩(或拉伸)应力;又有切应力。因此;核核螺杆强度时,应根据第四强度理论求出危险截面的计算应力σca,其强度条件为
或
【5-49空包弹助退器】
式中:
A — 螺杆螺纹段的危险截面面积。
WT—螺杆螺纹段的抗扭截面系数,
dl— 螺杆螺纹小径,mm;
T—螺杆所受的扭矩,
[σ]—螺杆材料的许用应力,MPa,见下表
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) | | |
轧辊堆焊螺母 | 青铜 | | 40~60 | 30~40 |
铸铁 | | 40~55 | 40 |
钢 | | (1.0~1.2) [σ] | 0..6[σ] |
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注:1)σs为材料屈服极限。
2)载荷稳定时,许用应力取大值。