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

easylife

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。
* d' B7 J0 [  v2 f4 N“名义上K 值约为0.46”，这个数值是根据理论计算反算的。

8 O; P6 x. X& T2 S: ^0 g  D$ h- [在西工大机械设计手册第七版67页找到了这段话，如下图。
% a! m$ T9 m+ w6 m
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。
& Q% a' ^8 j( f% f- I
) P+ ^6 }! \2 X# k[ 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？”

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？
2 O  c+ t) J, _8 n: ^6 B+ U“1.理论计算的轴向力可信吗？”

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...
% [. V  p# @' \9 p$ ~* `9 ^4 H斑竹作过类似测量摩擦力的工作或实验么？

2 K  J) U. |* I1 s* `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。
* ~  Q* ^4 O% x, F8 u
  n7 g9 Y; j- D: Q0 V1 O* J楼主，您的观点呢？
5 q, Q0 b  o, K* w+ c
6 }1 a/ y$ m' d  o4 M. A5 J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
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。
! y' b6 X1 d  n
# p; U3 h3 f- V% i6 s  G楼主，您的观点呢 ...

3 J  g6 K1 I: \( }' o
) @6 Q1 I1 M# u; G' K, `# q我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
# V+ `3 J; y6 w: H5 P$ Y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。
- v% n  }. R% [/ I$ F" _; S0 r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。
3 S; Y: N. q5 |& A* j: ~* `# F$ I所以仿真的应用程度也和产品性质相关。
1 S) l5 F/ F  s9 ^7 a. P
  I5 y0 ?! q9 A; h$ j" y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。
' F# m$ u0 O' y. w1 e7 \* z2 U0 @
: k0 q3 X' w( g3 [8 k' J( m4 L& g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。

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
) D8 i5 I4 ^  g类似的摩擦力测量没有做过。
0 T0 t3 J. O7 F$ |  ^" ^
$ C$ A* C* ]- t! c  \% a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。

6 \" N# I  w/ [( t# u5 g4 W楼主回复真快， ...

, n+ b- b7 _8 d1 i8 {# ]
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？

2 v' H/ O, @! K, c9 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？

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。

easylife

原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:24 发表
1 n+ ^; i5 Y) [! a, u$ f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？

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, z$ G% g0 l: Q) X+ u  F' U! A
; A2 I0 `' u# \& N& W0 e1 V很久没有自习了。

# M- ~. r$ K+ Z  s. ~9 U3 k* a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。
4 S7 R1 Q/ _; G3 Y* M5 `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。
1 w$ Y' T7 S- E( r( z不便宜了。
测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。
  @# s: I+ ?. T  B1 o! r. n' j1 M
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.
) {' |$ N1 E) Y6 ]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.
+ o6 D, w3 T5 n7 T6 j而工作中被建议选择方法二. 孰是孰非?

& U* z$ R$ T( ^; @0 \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.
: g0 p( _2 Q0 J0 X* r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.
/ n' q$ k3 Y5 {# e. `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.

: u$ {& |9 ^  Z" r  e[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]