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表1 螺旋传动常用的材料

螺旋副 材料牌号 应用范围 材料未经热处理，适用于运动多，受Q235、Q275、45、50 力不大，转速较低的传动 材料需经过热处理，用以提高其耐磨螺杆 40Cr、65Mn、T12、40WMn、20CrMnTi 性，适用于重载、转速较高的重要动 材料需经过热处理，用以提高其尺寸9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl ZCuSn10Pl、ZCuSn5PbZn5（铸锡青铜） 的稳定性，适用于精密传导螺旋传动 材料耐磨性好，适用于一般传动 两者耐磨性好，强度高，适于重载、螺母 ZCuAl9Fe4Ni4Mn2（铸铝青铜） ZCuZn25Al6Fe3Mn3（铸铝黄铜） 低速的传动。对于尺寸较大或高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内控浇注青铜或巴氏合金 3.4螺杆螺纹耐磨性计算

d2?0.8F49000?0.8?40.896mm??p?2.5?7.5 式（3.1）

由式1、2、3 H??d2?2.5?0.8d2?49000?102.24mm 式（3.2）

2.5?7.51?d?d1? 式（3.3） 2得： d?68.1m6m;p?

13.6m3m2?;1d m554.m283.5校核螺旋副的自锁性

式中?为螺纹升角；?v为当量摩擦角；fv为螺旋副的当量摩擦系数；f为摩擦系数，见于表2.

?1?

???v?arctanf?arctanfv 式（3.4） cos?f?0.17

??arctanf?arctan0.17?9.648? 式（3.5）

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表2 滑动螺旋副材料的许用压力?p?及摩擦系数f

螺杆—螺母的材料 滑动速度/(m/min) 低速 钢—青铜 ≤3.0 6～12 ＞15 淬火钢-青铜 钢-铸铁 钢-钢 6～12 ＜2.4 6～12 低速 许用压力/MPa 18～25 11～18 7～10 1～2 10～13 13～18 4～7 7.5～13 0.06～0.08 0.12～0.15 0.11～0.17 0.08～0.10 摩擦系数f 注：1）表中许用压力值适用于?=2.5～4的情况。当?﹤2.5时可提高20%；若为剖分螺母时应降低

15%～20%。

2）表中摩擦系数启动时取大值，运转中取小值。

3.6螺杆强度校核

计算应力?，许用应力???MPa，见表3-4,螺杆所受扭矩TN.mm；d1螺杆螺纹小径，

mm；F-螺杆所受载荷，N；A—螺杆的危险截面积；

?4T?1 ?ca?F2?3?????? 式（3.6）

Ad?1?2????T?F0?s5?71MPa 式（3.7）

d2tan????v? 式（3.8） 2???v?arctanf?9.648? 式（3.9）

F?F0?49000N

A??4d12?2334mm2??ca?28.38MPa; 式（3.10）

?ca????;????71MPa

经校核螺杆强度合格

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表3 滑动螺旋副材料的许用应力

许用应力/MPa 螺旋副材料 ??? 钢 ??b? ??? 螺杆 ?s3?5 青铜 螺母 40～60 45～55 30～40 40 铸铁 钢 （1.0～1.2）???0.6??? 注：1）

?s为材料屈服极限；

2）载荷稳定时，许用应力取大值。

3.7螺杆螺纹牙的强度计算

螺纹牙危险截面的剪切强度条件为：b为螺纹牙根部的厚度，mm，对于矩形螺纹，

d?d2???b=0.5P。l弯曲力臂，mm，l?;螺母材料的许用切应力，MPa，见表3 2?F??????;????1.2????0.6s?42.6MPa;?s?355MPa 式（3.11）

?d1bu5u?H102.24,u??7.5 式（3.12） P13.6323.8螺杆的稳定性校核

对于长径比大的受力螺杆，当轴向压力F大于某一极限值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲。因此，在正常情况下，螺杆所受的轴向载荷必须小于材料的极限载荷Fcr（单位为N）。则螺杆的稳定性条件为：

Ssc?Fcr?Ss 式（3.13） F式中：Ssc—螺杆的安全系数；

Ss—螺杆稳定性安全系数；

Fcr—螺杆的临界载荷，N；根据螺杆的柔度?s值的大小选用不同的公式计算，

?s??li 式（3.14）

此处，?为螺杆的长度系数，见表4；l为螺杆的工作长度，mm；

i为螺杆危险截面的惯性半径；若螺杆危险截面积A??d2，则：

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i?临界载荷Fcr可按欧拉公式计算，即：

Id1? 式（3.15） A4Fcr??2EI(ul)2 式（3.16）

式中：E—螺杆材料的拉压弹性变量，E?2.06?105MPa；

I—螺杆危险截面的惯性矩，I??d1464，mm4。

当?s＜40时，可以不必进行稳定性校核。

ssc?Fcr?ss;E?2.06?105MPa; 式（3.17） Fu?2.00;l?5m;I??d1464mm4;Ss?3.5?5.0 式（3.18）

Fcr?螺杆的稳定性通过校核

?EI?ul?2?280559?Ssc?5.73?Ss 式（3.19）

表4 螺杆的长度系数u

端部支承情况 两端固定 一端固定，一端不完全固定 一端铰支，一端不完全固定 两端不完全固定 两端铰支 一端固定，一段自由 长度系数u 0.50 0.60 0.70 0.75 1.00 2.00

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