机械社区

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 24973|回复: 66

玩一玩数学(螺纹)

[复制链接]
发表于 2014-6-8 07:34:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 zerowing 于 2014-6-8 11:22 编辑 8 j5 G- |" b, w7 ?- E* j, N& m

1 X0 X1 D( s( L$ j2 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。+ R, Q' [. W0 l
玩得一般,大侠们多指教。相互探讨,相互学习。哈哈。0 w' q) F' W; [, d; }
+ x# A. l* l0 |% z  z
正文:( ~/ k6 {4 ?" M4 g3 U/ P
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。; F. O0 t* n( K0 s. q
首先是基本的螺纹连接模型。如下图。以矩形牙为例。" K; }; o# f$ f+ k9 T
/ z: D8 c# Q# y6 r1 \7 F4 I
8 l( E: t: A5 p' h
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。+ {: _9 _5 U# t$ a8 L
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
# j+ U1 l/ Y% `( Z9 I3 a* s- A) L7 i3 O
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  V# E0 t8 ]. n2 p. p
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εo1εo2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。
9 j8 A$ }3 @0 Q9 q. |. p
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:
! Q: e+ R2 m5 V$ z
& ?6 U; O4 K: j# `1 E( z3 ~" e
" l2 k: t( Z+ H+ @: c; a
4 r; o& V$ K& e4 ~

9 J% [, R0 w9 T7 p% b8 k, h" x! `7 I

9 M9 ]: b/ f" H/ _# M/ k& |$ V( q2 F) q; I  `% V" D
( m$ J, x/ z; {+ i! ?- O; M4 K

8 r6 @( g/ L, Z2 @& d3 l  a+ X- `# w0 B; k
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)( B; w8 h4 V& c# s8 G' A
于是有
6 Y2 ?6 H& Z1 O" G, X- E) l( E                              

* A, [: J$ B7 Z7 F3 G
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。( z! E  P6 m! t' r9 m
( s9 J( L# X* I1 g
一些个人推论,恭迎各位大侠斧正。  g+ o7 T  n% S& ?& T( h. U' q
. a4 U6 ^1 W1 m  N$ e% l* L

. c" J; D  x5 A# U8 u8 b9 xP.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。
* E, i/ q9 e. m
+ {6 Q+ k; Y9 [2 ], U; C1 a

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x

评分

参与人数 8威望 +107 收起 理由
hqy718 + 1 问题描述清楚,显得很专业!
茉莉素馨 + 1
pengzhh + 1 大侠的图纸画的都是如此的合理,哈哈,佩服.
orc_roll + 1 专业
逍遥处士 + 1
LIAOYAO + 1 学习
xlf63 + 1
老鹰 + 100

查看全部评分

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2014-6-8 11:09:57 | 显示全部楼层
说下这样计算的不准确点,以便大家可以继续深入填实。  m- F& d4 x6 _1 t6 R
1。计算悬臂梁挠度时,关于螺纹牙啮合点的选择。这个根据牙型不同,其位置上也应有变化,有时内外h一样,有时不同。" C6 Z; d* ~) }
2。最后附加的验证图中没有进行牙型转换,没有惯性矩J值比实际要小一点(为了省事儿,按单圆环算的,实际要大一些)。
3 ~. L0 s) w) `, ]3 r  m" F. h7 r+ W9 F3 ~- }# U
补两个验证图,以及当总压数不断增加时,首牙的承载比率变化情况。9 n# [0 S0 t) c
" k5 g+ f& d9 N4 w+ g" P( {
4 g$ {+ {8 }! ?; I( V' P
* V+ R- H( P# P/ u

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 08:16:09 | 显示全部楼层
大侠待我做下笔记先
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 08:24:05 | 显示全部楼层
这个技术牛人的思路是不一样的额
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 08:55:31 | 显示全部楼层
先留个爪,有空慢慢看。^_^
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 10:04:05 | 显示全部楼层
阿呆苦恼........因为完全看不懂。羡慕技术......

点评

看到不懂的呆猫就苦恼。那可是人民币啊!哈哈  发表于 2014-6-8 11:07
呵呵,猫有啥苦恼的。术业有专攻而已。  发表于 2014-6-8 10:40
你羡慕别人的技术,别人羡慕你的提成 ^_^  发表于 2014-6-8 10:26
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 11:12:31 | 显示全部楼层
呃,硬着头皮看了会……+ G3 B  s( k9 M; h+ C
这个地方的公式不懂
! O) c6 r# }$ U4 _
: s  j: O  N2 L, X还有就是这里与计算书中的公式对应的话是否应该是delta i1
: y  g1 ?* ~$ u' G
( |/ R0 ?: K- f2 S# J; H, ?  |ps:zerowing君用的是mathcad吗?
8 R4 `( h4 J1 _# p

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x

点评

嗯,希望我也有机会!  发表于 2014-6-8 11:35
呵呵,都是些基础,大侠没问题的。我玩螺纹只停留在计算基础层面。现在没有实践的机会去玩材料和测试。这个是硬伤。大侠有机会可以多玩点。  发表于 2014-6-8 11:32
您关于螺纹有很深的研究,看过你以前悬壁受剪的计算(以我水平虽只看懂一部分),还是很启发,仰慕你  发表于 2014-6-8 11:27
好的,明白了!  发表于 2014-6-8 11:23
2。图画的仓促。大侠说得对,应该是Delta i1。另,我用的是Maple。呵呵。  发表于 2014-6-8 11:21
1. 这个地方主要是计算悬臂梁挠度的。但是在计算前要做力平移。即把啮合点的力平移到悬臂梁支点。所以,就出现了弯矩Mo1。剩下的就是杆件挠度计算方法了。手册上一看就知道了。  发表于 2014-6-8 11:20
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 12:59:46 | 显示全部楼层
顶,实干的领路人!
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 14:22:28 来自手机 | 显示全部楼层
棬в
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-6-8 15:28:02 | 显示全部楼层
一直很欣赏大侠的 奉献精神,对大侠的精湛技术很是膜拜,社友们,大家有福了,赶快消化吧
1 `) k/ M7 `5 G/ L
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2025-4-4 10:10 , Processed in 0.091517 second(s), 31 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表