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。
“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？
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。
3 _8 r$ V. b6 z) J( e+ w
[ 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
* Z! s: i( m  a3 E6 }( a0 g4 x! q我不说过这句话了吗？
0 r' }" e, a6 r) a8 U7 E“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...
斑竹作过类似测量摩擦力的工作或实验么？
) B2 P" z) e* x+ C# _& ?0 ^
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。
3 a; M& Y/ B' @( V6 t/ Y
楼主，您的观点呢？

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。

楼主，您的观点呢 ...

% z: S0 ], a# J我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
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。
7 c/ J2 s# g* ?% R- i所以仿真的应用程度也和产品性质相关。
7 k1 _0 P# \' m
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。
& m3 n* E2 _+ I
# E5 @" Q* R' L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
7 Z& K% u9 b$ F/ A3 H( ?类似的摩擦力测量没有做过。
; ^8 v& i9 J& r* m: o/ V4 f, I
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， ...

, V$ g7 b/ `2 M
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？

“楼主回复真快， ... ”
  I" ?% `9 ^2 ^& J" d% ?# Y* O) v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？
( t4 u7 l' B7 V% z  o5 L: J
% |% g( ~4 u2 k4 n1 l' e9 F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。
6 {8 {+ x( T% A( Z1 g/ Y
- \+ f4 }/ d% }* d, B; W很久没有自习了。

easylife

原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:24 发表
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？
( a, T; l* }9 R
; V* {9 G5 c, O5 q8 A( p6 C$ Y7 F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。
9 l  T7 K" u+ j: _  N  z+ g
* N# ~9 q$ m/ l9 P) M; a很久没有自习了。

. k8 U5 |3 c9 s5 `% s( e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。
$ _& j$ |5 h5 g, j& n: s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。
; g: Y; p2 s: O; r; Q测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。

% O3 R" v! j$ Q* _/ e; P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.
5 B  t$ ]" F! G7 F  k/ Q  h( r! \1 ]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.
3 v4 Q6 V0 l3 @6 O而工作中被建议选择方法二. 孰是孰非?

1 s, R& I4 M, L" r6 S2 J* q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.
7 n% H1 Z$ ^# `8 W而方法一中待定参数过多,导致计算结果波动范围也较大.
( A; E+ w  r- ]5 ]" d. d# ^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.
" h( q( d. ?5 c' P0 N: @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.
. @1 J0 ^0 N  G, D
[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]