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程l?np?1?2mm=2mm,做有用功为2Fmaxl,故此时螺旋的效率为
??2FmaxlTmax2??2?9251?229688?2?tan?tan(???v)?0.199?19.9%
或按公式 ??
?tan2.480?tan(2.480??9.826?)?0.199?19.9%
8. 有一升降装置如图所示,螺旋副采用梯形螺纹,大径d=50mm; 中径d2=46mm; 螺距p=8mm; 线数n=4,去承面采用推力球轴承。升降台的上下移动处采用导滚轮,它们的摩擦阴力忽略不计。设承受截FQ=50 000N,试计算:
(1)升降台稳定上升时的效率?,已知副间摩擦系数f=0.1。
(2)稳定上升时施加于螺杆上的力矩。 (3)若升降台以640mm/min上升,则所需的转速和功率。
(4)欲使升降台在截获FQ作用下等速降,是否需要制动装置?若需要,则加于螺的制动力矩是多少?
解题要点:
(1)计算升降台稳定上升时的效率? 该螺纹的螺旋升角为
??arctannp螺旋
螺杆
下杆上
?d2?arctan4?8??46?12.480?
而螺旋副的当量摩擦角为
?v?arctanfv?arctanfcos??arctan0.1cos15??5.911?
故得效率
??tan?tan(???v)?tan12.480?tan(12.480??5.911?)?66.58%
(2)计算稳定上升时施加地螺杆上的力矩T T=FQtan(???v)d22
462?50000?TAN(12.486??5.911?)??382487N?mm
(3)计算螺杆所需转速n和功率p
按题给条件,螺杆转一周,升降台上升一个导程L=np=4×8=32 mm,故若升降台以640mm/min的速度上升,则螺杆所需转速为
n=(640÷32)=20 r/min
计算螺杆所需功率P,有如下三种方法:
1)第一种计算方法:按螺杆线速度?1及圆周力Ft确定螺杆所需功率P。曲
?1??d2n60?1000???46?2060?1000?0.0482 m/s
??5.911?)?1663 0 N 及 Ft?FQtan(???v)?50000?tan(12.486可得
T P?Ft?11000?16630?0.04821000?0.801kW
2)第二种计算方法:按同一轴上功率P与转矩T、转速n之间的关系式,可得
P?n69.55?10?382487?209.55?106?0.8kW
3)第三种计算方法:按升降台以速度 ?2=640mm/mi上升时所需功率来确定螺杆所需功率P,即
P?FQ?21000?
?2?64060?1000?0.0107而 m/s
故得 P?FQ?2100?0?5000?00.0107?0.8 kW
1000?0.6658(4)判断是否需要制动装置,计算制动力矩T′。
而??12.486?,?v?5.911?,可知???v螺旋副不自锁,故欲使升降台在载荷FQ作用下等速下降,则必须有制动装置。施加于螺杆上的制动力矩为
T??FQtan(???v)d22?50000?tan(12.486??5.911?)?462
=132 551
N·mm
9. 试找出图中螺纹连接结构中的错误,说明原因,并绘图改正。已知被连接件材料均为Q235,连接件为标准件。(a)普通螺栓连接;(b)螺钉连接;(c)双头螺栓连接;(d)紧定螺钉连接。
解题要点:
(1)普通螺栓连接(图a) 主要错误有:
1)螺栓安装方向不对,装不进去,应掉过头来安装;
2)普通螺栓连接的被联接件孔要大于螺栓大径,而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙;
3)被连接件表面没加工,应做出沉头座并刮平,以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线,避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力;
4)一般连接;不应采用扁螺母;
5)弹簧垫圈尺寸不对,缺口方向也不对; 6)螺栓长度不标准,应取标准长l=60mm; 7)螺栓中螺纹部分长度短了,应取长30mm。 改正后的结构见图解a。
(2)螺钉连接(图b) 主要错误有:
1)采用螺钉连接时 ,被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔,而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被连接件没有做成大地螺栓大径的光孔,下喧被连接件的螺纹孔又过大,与螺钉尺寸不符,而且螺纹画法不对,小径不应为细实践;
2)若上边被连接件是铸件,则缺少沉头座孔,表面也没有加工。 改正后的结构见图解b。 (3)双头螺柱连接(图c)。 主要错误有:
1)双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内,M12不能标注在光杆部分; 2)锥孔角度应为120°,而且应从螺纹孔的小径(粗实线)处画锥孔角的两边; 3)若上边被连接件是铸件,则缺少沉头座孔,表面也没加工; 4)弹簧垫圈厚度尺寸不对。 改正后的结构见图解c。
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