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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; }
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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
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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
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
# 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。
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:
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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
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* 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
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. 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。
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