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
8 b" y. r) Q0 t% }% }& w0 n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。

3 G0 i+ y  K+ K' n9 Y" B在西工大机械设计手册第七版67页找到了这段话，如下图。
3 u/ j, O' y+ Q  |4 O6 a# @
( w# H5 P$ i% Q9 c! @/ ?% j斑竹认为理论计算方法的意义大么？
8 C% c; e# j3 z) t9 g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。
! z6 H& t( ~. `/ I- S
[ 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
我不说过这句话了吗？
“1.理论计算的轴向力可信吗？”

' |( [% q* `1 @; Zhehe,
/ ~5 Y6 k- p8 E3 Q$ {3 L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...
/ |0 K! ^3 h  w5 z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。
: O7 I& y( T. p- K0 F
2 U( |& i/ l& X; I楼主，您的观点呢？

6 o8 b7 L$ J" a- ]+ K- c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？

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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。
4 \9 a( h& L5 q0 {9 x$ d
, V- M% C; A1 ?楼主，您的观点呢 ...

: ?$ z0 V% s' v! C我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
4 Y' }; {& V0 N7 N2 h2 H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。
) }7 j) B9 I" W5 p$ H5 y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 ~$ _+ `8 N1 D, @" V+ \' @; p所以仿真的应用程度也和产品性质相关。

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。
+ h( y" g/ n$ _
楼主回复真快，自习看看你的calculation。

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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。

% j+ D* A0 H9 ?3 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。
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' E. @/ ^5 }' R. ]% V楼主回复真快， ...

9 R" }5 j: z* F4 L, N5 }" k
8 Y+ Q6 P! W3 W* ^; j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？
- T: s  H  _+ N; ^$ _3 h
“楼主回复真快， ... ”
" m$ N$ K8 q3 r4 s5 j+ }! p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？
% R8 U* C7 ?+ s; D) Z( J, i, h
8 c- J/ O! o' K( n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。

! ^$ I# n' E, ^- G2 H8 }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
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？

* w% E: X2 v2 P! m7 n  r  J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。
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& H8 d! B" a5 n8 r1 T很久没有自习了。

/ x) ^! v# N/ j$ @% G
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。
3 t& e# j/ Z3 ]* I测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。
0 ~2 e# j9 S( ?* ^, v5 ~
8 y. }$ w' u- a" L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.
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.
9 W( X( i1 w2 V* _- L& g而工作中被建议选择方法二. 孰是孰非?
+ t2 P7 L6 c- O
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.
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. Q! H" T9 P1 K, F8 A1 B[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]