螺钉轴向力计算方法-Screw axial force calculation---讨论

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 10:26 发表
1 e  o! p2 S0 N7 f" |1 A3 H这句话我在两个地方看到：1.徐灏的机械设计手册2.西工大机械设计手册第七版。
% V1 {" G3 z+ v0 z& Z# ~- E0 B“名义上K 值约为0.46”，这个数值是根据理论计算反算的。

0 P( E7 z. V  N; E( i4 B
/ l% ]6 K& W; T& }5 W' a" ~在西工大机械设计手册第七版67页找到了这段话，如下图。

斑竹认为理论计算方法的意义大么？
我的意思是计算时涉及变量很多，其中摩擦系数的合理选取很难，基本上也是选择的经验系数，难以保证结果准确性。

7 C5 b6 Y. k/ |. l[ 本帖最后由 easylife 于 2008-11-6 19:38 编辑 ]

机械神话

我不说过这句话了吗？
/ c& {; D" F- Z5 I, l5 L“1.理论计算的轴向力可信吗？”

easylife

原帖由 机械神话 于 2008-11-6 19:49 发表
我不说过这句话了吗？
+ Y3 c( i' B) R' E5 N“1.理论计算的轴向力可信吗？”

$ h, k$ }  ]( ^/ a- e& R" d/ [hehe,
在一些关键计算过程中，我对摩擦系数的选取一直心存怀疑。于是老板叫我设计一套测量摩擦力的装置，发现要在实测中尽量模拟工作环境也不是那么容易的事情，焦头烂额中...
$ ^' u& u3 p- J2 H# l* h0 U斑竹作过类似测量摩擦力的工作或实验么？
5 r7 K) u1 {$ W& c
顺带把3种计算轴向力得方法贴上.

机械神话

理论计算和仿真在初次设计时，几乎是无用的，只能凭借类似的经验加大安全系数，往往有了实验数据，再去验证有限元分析与实际的逼近程度，以后有什么改动，类似的有限元分析才有可靠的边界条件。
, b; [7 ^9 t2 O) y
楼主，您的观点呢？

+ g/ Q- U: T# E  ?+ D" B" a回到楼主的话题，你的“详细求解过程”是如何的？谈谈你实际是怎么做的吧？

easylife

原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:00 发表
7 |$ s5 E, l* f7 W. k) a; w- m理论计算和仿真在初次设计时，几乎是无用的，只能凭借类似的经验加大安全系数，往往有了实验数据，再去验证有限元分析与实际的逼近程度，以后有什么改动，类似的有限元分析才有可靠的边界条件。

楼主，您的观点呢 ...

2 f" q% [& @  H5 P/ B% A7 N/ t" z/ l
0 g4 B4 |0 Y* K. i( R9 N) m我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
. D& E* h  X; z7 b7 ^设计若有以往产品作参考，参考以往设计和经验最重要，也最容易成功， 而仿真不过是锦上添花，或者是为了应付而仿真。以前所在的国企就是这样的。
8 }5 |3 x" a6 p7 ^$ {9 M而对于一些新结构，或者手工计算和经验无法解决的工程问题，仿真将成为至关重要的设计工具，最后通过测试试验对仿真结果进行验证。听说过得实例有硬盘里面的音圈马达设计，电磁(EM)分析全部依靠仿真计算。
1 w3 R! [  ~  N所以仿真的应用程度也和产品性质相关。
  y- h* ^* s4 R0 T% Y' q% Q
关于轴向力计算，我自己无机会验证计算方法的正确性，只有向大家请教。目前得到老板认可的是第二种计算方法。

机械神话

类似的摩擦力测量没有做过。

1 ^- H& _# \3 K  V* p但只要是重要的地方，所有摩擦力我都取自于实验数据，哪怕实验做错了，呵呵。比如轴承、导轨、平面的摩擦力。我有时连轴承的摩擦力都不敢相信，理论的可是0.002呀。
2 f& n" d+ q0 H- q+ t* B/ f2 k  C
楼主回复真快，自习看看你的calculation。

easylife

原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:13 发表
类似的摩擦力测量没有做过。

& M- e! Y- j9 R: ]6 T. s8 C2 @但只要是重要的地方，所有摩擦力我都取自于实验数据，哪怕实验做错了，呵呵。比如轴承、导轨、平面的摩擦力。我有时连轴承的摩擦力都不敢相信，理论的可是0.002呀。
/ d# h* i+ o# _6 p! h
- ~( V; \9 Z: t) h9 {楼主回复真快， ...

看来斑竹时间和资金都挺充裕啊，每个摩擦系数都自己实验测量？

6 S. |# p) K4 p& Q“楼主回复真快， ... ”
莫非斑竹在学校实验室"自习"？

机械神话

依楼主的意见，测量一个摩擦力或者摩擦系数，需要多少时间和资金？
$ o* r$ T  G, w$ X9 o
我时间不多，资金也不多。只是摩擦力如果和实际差别很大，设备的性能性能差别很大。

很久没有自习了。

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:24 发表
7 U6 w7 Y* P( b  M: j+ Z  y0 u8 F; B依楼主的意见，测量一个摩擦力或者摩擦系数，需要多少时间和资金？
  z5 u* i* D8 Z
我时间不多，资金也不多。只是摩擦力如果和实际差别很大，设备的性能性能差别很大。

- c5 _" Q  C# f很久没有自习了。

至少需要一两个精度还可以的传感器吧？然后怎么也得设计加工一些夹具之类的。
查了下Omega的力传感器LCM302系列每个两百多美元 ，而且还要另外花两百多美元买转换器，将传感器输出的模拟信号转化为数字信号。
不便宜了。
5 R8 N. z! a3 _; {测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。
" a  c2 O4 [6 o: v: N& q
不过工作需要的话这些工作也是必须要做的。

easylife

最近同事做了相关测试,M2.5螺钉,.扭距0.3N*m左右(2.5in-lb=0.28N*m),实测轴向力只有400N左右.
也就是说大概和计算方法一相吻合(计算时摩擦系数取0.17左右),Fa=400N.
1 M1 g( r2 K) @  f而工作中被建议选择方法二. 孰是孰非?

方法二中公式异常简化,导致同规格螺纹而头部直径不一样的螺钉轴向力计算结果一样,显然不是很合理--尽管头部摩擦力矩所占比较较小.
而方法一中待定参数过多,导致计算结果波动范围也较大.
这样两种方法都不是很理想,只能选择其中一种作为近似的处理方法.
而从测试结果来看和第一种计算方法结果相同,但不排除偶然吻合的可能性.

6 _+ Q" l- \& f/ q+ s[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]