|
|
本帖最后由 zerowing 于 2014-6-8 11:22 编辑
v/ {; r' T" `, @/ L% o9 l& R
前些日子，Herry大侠希望我能分享点实际中的力学计算的例子以供学习参考。回想一下，貌似一直以来也欠了些债。所以借这个机会还一还好了。计划上是分两个部分，第一部分是螺纹牙承载分布的简单计算，第二部分是锥螺纹的扭矩承载能力计算。
, \: k( e8 H. m( B1 V玩得一般，大侠们多指教。相互探讨，相互学习。哈哈。
- t) @/ r# Z, T
& Z, n8 T9 I& S0 j8 T" c/ }正文：" i. p+ y6 o( e/ L
不多废话，曾经说过螺纹的承载分布问题，很多大侠也都知道首牙1/3原则。不过怎么计算出来怕是不少人头疼的事儿。这里，我们就算一算。/ [ P5 f: P- m {3 C3 B$ S+ x- C
首先是基本的螺纹连接模型。如下图。以矩形牙为例。
0 b1 i) \- B& Z/ `$ F. l4 o& U
! h E0 O( v( I! R# w
/ S) \* t/ [" c' `5 e3 L, a- C图中，上侧为零挤压状态（为了方便看，内外牙间隙放大）。中图为上紧旋合一个距离后的情况。下图为第一牙变形后描述图。三图右侧的边线表示中性面位置。
: a2 P) I9 L Z图1中，h表示啮合基线到齿根的距离，t1表示外螺纹母材厚度，t2表示内螺纹母材厚度，s1表示外螺纹母材面积，s2表示内螺纹母材面积。d1x表示外螺纹大径，d2x表示内螺纹小径。p为半螺距
/ m) k8 x$ r! D6 c! Q/ I8 R W* q' ]然后，进行基础假设。视螺纹为悬臂梁，每一个螺距螺纹为一圈悬臂梁进行分析% ?; \: q% Y* m8 Q I
于是，从上右图中，我们可以看到，当发生长度为Δx的旋合后，螺纹假象过盈量为Δx。然后，根据弹性变形原理，外螺纹第一牙被压缩长度为εo1，εo2表示内螺纹第一牙被伸长长度。δo1表示外螺纹第一牙啮合线位置的挠度值，δo2表示内螺纹第一牙啮合线位置的挠度值。: ^! q# z2 S+ T4 ~4 X, _
于是，我们可以得到以下关系。设外螺纹第一牙等效倾翻矩为Mo1，内螺纹的为Mi1，外螺纹受力Fo1，内螺纹受力Fo2。于是有：( y: G. }( k& w% o
& e, ]4 e5 A$ W1 j* A
) L; F* G3 p( L5 q5 r
! M/ x( ]4 O1 I- k5 J/ O
7 B) p+ ~/ e6 R2 N4 {6 j0 ]4 P X: F+ }8 q {0 s0 |
( {1 U& n; p5 _( x5 i% f5 T' c$ e5 K' ]& h9 g/ c+ w" X& I6 E1 d
, c8 r0 {: N/ K* J* h x4 U
& J5 v8 C' L7 L- s& R0 D* d
1 l+ [7 o) m9 {3 f( G查一个M20X2的螺栓螺母配合，代入计算（牙型不同，只是为了大概验证下）, H6 u- w( e. D
于是有
2 |- g9 C4 L: b' P: I' R / w4 ?7 C7 j0 @, v4 O8 s
大概就是这样。有兴趣的大侠可以自己推推不同牙型的直螺纹。然后代入数据校核一下。
! j, T3 ^. \- H- H$ o2 Z
" n: ~1 h$ \3 n一些个人推论，恭迎各位大侠斧正。- _. K* v' U: e1 j+ B3 p
2 V: \" |) F& C$ {1 N9 n9 a
: ~9 ^- A" w# \( @! Q2 wP.s. 后续修正了其中的一些错误部分。主要是悬臂梁的计算部分。
+ h/ p$ C, a9 c& f! v. h
8 e. ~+ i7 m7 t# w0 t, l |
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看，没有账号？注册会员
×
评分
-
查看全部评分
|
发表于 2014-6-8 07:34:18
