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
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。
( q- P) L. M7 i7 J5 _/ |0 c“名义上K 值约为0.46”，这个数值是根据理论计算反算的。

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？
+ z& S, v; M" k) Z- q7 Y, Y, s5 j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。
) h8 D0 Y1 X5 n0 i) k# F3 p& }) y
! A  J* L3 d( q6 t[ 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？
“1.理论计算的轴向力可信吗？”

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 19:49 发表
& ~( y: y) N* G/ l我不说过这句话了吗？
) \- g- z2 J, {2 N* N“1.理论计算的轴向力可信吗？”

. P* c0 A" V8 K3 `9 thehe,
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...
斑竹作过类似测量摩擦力的工作或实验么？

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。

楼主，您的观点呢？
& d- R" F7 ]; P$ {8 o+ s& b
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
5 U; s# n' m( z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。
* @5 ]8 w* U" h- [1 A' N5 n
9 A8 a5 k1 \0 @: `! M6 E- R楼主，您的观点呢 ...

2 C5 Z' s. b& y6 A2 A2 j我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
& \/ e) n. N! f( {2 j, I; k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。
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。
所以仿真的应用程度也和产品性质相关。
* o6 t+ Z8 G( h( h
7 W* _7 h- w$ H& V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。

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。
, y7 u/ O+ E. C! G; _. ]$ j  U
/ v% a" G$ u# U% I& D, E. a# u$ S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
, e* F4 C2 B& s. D1 m4 m+ y. X类似的摩擦力测量没有做过。

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。

) L* J( T- F9 b: c) l楼主回复真快， ...

' y  u& N  F" W$ e. Q3 Z
9 r8 D/ ?4 H- O  Q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？
* W2 w! b, F: H6 X3 N4 t
: b; x! S% m+ a4 W: {7 h" T9 i“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？
) ?# Z- \$ N4 X4 t" M/ q
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。
( P+ T' _! m' w, X: u- c6 R
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
# h% _( N, I2 Z  N, L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？
' c3 F/ Y, _% y! m
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。

/ J% f9 K5 {& v6 ^0 A# b$ w6 H# F很久没有自习了。

' [- E! b' n0 S7 q- S# a  W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。
- U/ }3 O. r0 }9 I) ~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。
3 V3 k/ B/ U; O- ]不便宜了。
4 F& c- k" Z8 F) s测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。

1 `9 [+ V1 l( }+ `7 m6 O2 m; X不过工作需要的话这些工作也是必须要做的。

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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.
! I9 _$ R0 _& _- A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.
) x4 V( b' Z; K2 c% l* m  G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.
; G- j/ q: q7 v& q' O8 X* X5 I而方法一中待定参数过多,导致计算结果波动范围也较大.
: M9 N0 j# s4 C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.

- P" m! E1 `, |& ~3 a& H[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]