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滑动螺旋传动的设计计算——探水钻机

2020-07-20 14:50:59

    滑动螺旋工作时,主要承受转矩及轴向拉力(或压力)的作用,同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。其失效形式主要是螺纹磨损。因此,滑动螺旋的基本尺寸(即螺杆直径与螺母高度),通常是根据耐磨性条件确定的。对于受力较大的传力螺旋,还应校核螺杆危险截面以及螺母螺纹牙的强度,以防止发生塑性变形或断裂;对于要求自锁的螺杆应校核其自锁性;对于的传导螺旋应校核螺杆的刚度(螺杆的直径应根据刚度条件确定),以免受力后由于螺距的变化引起传动精度降低;对于长径比很大的螺杆,应校核其稳定性,以防止螺杆受压后失稳;对于高速的长螺杆还应校核其临界转速,以防止产生过度的横向振动等。在设计时,应根据螺旋传动的类型、工作条件及其失效形式等,选择不同的设计准则,而不必逐项进行校核。


  下面主要介绍耐磨性计算和几项常用的校核计算方法。


  1.长螺旋动力头耐磨性计算

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  滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中主要的是螺纹工作面上的压力,压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此,滑动螺旋的耐磨性计算,主要是限制螺纹工作面上的压力p,使其小于材料的许用压力[p]。

假设作用于螺杆的轴向力为F(单位为N),螺纹的承压面积(指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积)为A(单位为mm2),螺纹中径为d:(单位为mm),螺纹工作高度为^(单位为mm),螺纹螺距为P(单位为mm),螺母高度为日(单位为mm),螺纹工作圈数为u=苦,则螺纹工作面上的耐磨性条件   探水钻机">气动架柱式钻机

根据公式算得螺纹中径d:后,应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距P。螺纹工作圈数不宜超过10圈。


  螺纹几何参数确定后,对于有自锁性要求的螺旋副,还应校核螺旋副是否满足自锁条件,


  2)表中摩擦系数起动时取大值,运转中取小值。


螺杆的强度计算


  受力较大的螺杆需进行强度计算。螺杆工作时承受轴向压力(或拉力),和扭矩r的作用。螺杆危险截面上既有压缩(或拉伸)应力,又有切应力。因此,校核螺杆强度时,应根据第四强度理论求出危险截面的计算应力。


螺母螺纹牙的强度计算


  螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,一般螺母的材料强度低于螺杆,故只需校核螺母螺纹牙的强度。仅供参考。


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