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標題: 關于6061上車螺紋強度的計算？ [打印本頁]
作者: 986675481    時間: 2014-9-11 18:30
標題: 關于6061上車螺紋強度的計算？
一根6061鋁桿，直徑Φ90mm,一端30mm車M86X3螺紋長30mm用于吊裝，鋁桿上承受大越2.5噸的重量，要求校核端部螺紋是否會破壞？" I) \: k9 W* U1 t8 _6 n
計算如下：按照螺紋牙的強度計算公式：" o; o# y0 e8 I- @
      1.剪切強度條件 τ=F/(πdbu)≤[τ]  則 F=[τ]πdbu，式中d為螺紋大徑Φ86mm， b為螺紋牙根部厚度，根據普通螺紋基本牙型可以算得b=P-P/8-P/4=5/8P=5/8*3=1.875mm,  u為螺紋工作圈數，u=H/P,H為螺紋長度30，則u=30/3=10圈,    許用應力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]計算，6061的σs=276MPa，則[τ]=0.6σs/5=0.6*276/5=33.12MPa，  則F=[τ]πdbu=33.12*3.14*86*1.875*10N=167.784KN;8 E0 U& g6 D8 H
       2.彎曲強度條件 σ=6FL/(πdb^2u)≤[σ]  則F=[σ]πdb^2u/(6L),式中L為彎曲力臂，L=d-d2/2,中經d2=d-0.6495P,則L=d-(d-0.6495P)/2=86-(86-0.6495*3)=0.974mm,  [σ]=σs/(3~5)=276/5=55.2,  則F=[σ]πdb^2u/(6L)=55.2*3.14*86*1.875^2*10/(6*0.974)N=89.67KN；! A& h; m% p& [6 e# q& ~
        3.按F=89.67KN計算，能夠承受的重量M=F/g=89.67/9.8噸=9.15噸≥2.5噸；$ ^& Y/ b4 S6 [! K
        4.故端部螺紋不會破壞；
$ T5 e, m4 c1 U( i' ^上面計算中，許用應力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]計算，是按普通鋼材計算的，但材料為6061，不知道在這樣計算是否合適？
4 E' Q5 A0 a7 ^+ q3 w( d鋁材上的螺紋許用應力是多少？  K/ m: Q% M0 Z% {/ y. f
作者: dongst    時間: 2014-9-12 11:34
本帖最后由 dongst 于 2014-9-12 11:35 編輯
& L! y6 m! m5 {) B9 O- N) E( s
/ l. L2 v  \( u  v+ N/ g! N; b螺紋破壞，一看螺桿強度，二看是否滑牙。
& I8 U! F" u& K* [) X+ e8 W( H2.5T的軸向的拉力在螺桿上產生的應力只有1~2MPa，所以主要是滑牙的情況。
" @& K1 O, v" s$ y7 m2.5T的力，大約40%會作用在第一圈上，所以第一圈載荷10KN。
, S: y% I+ D# f# G7 U* ]一圈螺紋面積約585mm^2.
5 z: v/ C6 {, z% g2 `: `  X所以第一圈螺紋上產生的剪切應力約為17MPa。" N2 G2 a/ ]* p! g% F! i
這個6061桿件是變形鋁，不知道有沒有經過熱處理，如果沒有，那屈服強度不會超過55MPa。2 i( G; a% G8 L2 B2 h: U* P
所以許用剪切強度不過55/(n*1.732)=31.75MPa/n
: Z- a* p- }- f0 z. O: h所以如果沒什么沖擊，速度不快的吊裝，我認為也不會滑牙。; a8 W3 p1 c$ o0 ?  {2 R- T4 D
3 w# Z* Z/ j7 i. j+ ^( K
另外，我不是很理解樓主為何計算彎曲強度。
9 R. q  T2 V$ s
* ^  x/ n3 o) ^2 g+ g
作者: 986675481    時間: 2014-9-12 12:28
dongst 發表于 2014-9-12 11:34 6 q. F) {" ^5 D% V
螺紋破壞，一看螺桿強度，二看是否滑牙。# D8 e. x: h- A7 b0 x
2.5T的軸向的拉力在螺桿上產生的應力只有1~2MPa，所以主要是滑牙 ...
/ Q& s3 _) ^7 f6 M2 c
如果將一圈螺紋沿螺紋大徑d處展開，則可以看做是長度為πd的懸臂梁，假設螺紋所承受的壓力作用在以螺紋中經d2為直徑的圓周上，則螺紋不僅受壓力作用，還將承受彎矩作用。3 q; J9 ~: w4 A, F7 K. x4 C6 d0 J
作者: 986675481    時間: 2014-9-12 12:48
如果按照螺紋第一圈承受1/3載荷，對螺紋第一圈進行校核，則上面計算公式  2.彎曲強度條件的計算可改為1/3F=[σ]πdb^2/(6L)，則F=8.967*3=26.9KN，  則能夠承受的重量M=F/g=26.9/9.8噸=2.745噸≥2.5噸,所以端部螺紋強度足夠。
作者: 986675481    時間: 2014-9-13 09:28
用軟件做了一下應力分析，承受2.5噸的重量，螺紋根部最大應力達到72.83MPa,已經大于55.2MPa,那螺紋根部會不會破壞那？
作者: 志不窮    時間: 2014-9-13 16:30
學習來了朋友大師們
作者: 星垂風野    時間: 2014-9-17 21:16
我把你們的討論保存了慢慢學習學習% `; V1 m! |2 d. S7 P
作者: 986675481    時間: 2014-9-18 22:47
按照第四強度理論對應力進行校核：
; u) V: z6 N1 A1.τ=1/3F/(πdb)=1/3*2500*9.8/（3.14*86*1.875）=16.129MPa；& ]4 \/ n" M9 v$ U
2.σ=1/3*6FL/(πdb^2)=1/3*6*2500*9.8*0.974/（3.14*86*1.875^2）=50.272MPa；+ Z+ Y: V' q( w$ _! B( k, T. g
3.σ1=σ/2+√（（σ/2）^2+τ^2）=55MPa
) e9 B: \/ m9 e+ f   σ2=0MPa
7 n: b) ~0 @  B+ Y5 L   σ3=σ/2-√（（σ/2）^2+τ^2）=-4.732MPa
9 F. k0 N; N, J- _   σr4=√(0.5((σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2))=57.512MPa;5 e% U# o8 K  m2 e
4.σr4≥55.2MPa,故螺紋強度不足。
作者: yhn567    時間: 2014-11-26 20:46
[attach]337190[/attach]" f* o! `3 ]$ ?, P, N1 f
" Z( p2 M9 X9 C1 E% V- _. A. a0 N) n
大使首樓有點筆誤~$ p! s5 p5 v" ^+ F
作者: 986675481    時間: 2014-12-2 09:56
yhn567 發表于 2014-11-26 20:46
" f. K2 K4 T; Y* d7 z大使首樓有點筆誤~

* e3 [0 _$ e! ^. e1 k恩，呵呵，沒注意，謝謝啦！
& d7 N7 e" s* p+ O4 H
作者: qoiiwi    時間: 2015-2-7 22:29
螺紋強度應該怎樣校核？
作者: 志不窮    時間: 2015-10-27 21:55
來學習了，大師們，
作者: gzzhangxuanlong    時間: 2015-11-27 16:02
學習了，謝謝分享  

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