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
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。
' R3 c/ p  Q. a' b+ ?: C8 [% {( l“名义上K 值约为0.46”，这个数值是根据理论计算反算的。

& X3 h2 a6 A( @! S' \在西工大机械设计手册第七版67页找到了这段话，如下图。
" x8 Y. v0 _" z
' V2 B0 @2 ^+ s0 [& K  q% w; Z* p斑竹认为理论计算方法的意义大么？
7 k1 A; ?* {6 S$ O, }- s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。

( ?1 {' Y( f* E" ][ 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
9 N9 e5 Q! T6 l4 X" A; J我不说过这句话了吗？
“1.理论计算的轴向力可信吗？”

" ]8 a1 W1 [4 `1 f  F1 i: {1 S) chehe,
1 z% K; s% S/ ]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...
" e  T. F; D* a# b斑竹作过类似测量摩擦力的工作或实验么？

1 R: _* z0 N3 j  A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。

- [! |. [+ I6 M" D! q楼主，您的观点呢？
# q1 d, q9 d2 G% [# U2 ]
1 W; T8 Q# x, _$ V% E6 {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。

楼主，您的观点呢 ...

* K: ?+ ]) G6 q& I1 B7 h' R* a1 d% |
我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
5 D' m- Q, }- V3 X) w  \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。
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。
. A: s* g) b# c8 O所以仿真的应用程度也和产品性质相关。
5 `2 G9 ~3 f0 P6 O
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。
4 U+ s5 O8 R+ U- I% J' `9 H6 a/ P. y) H
* e% a  Z1 X* W% k& e1 e1 i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。
! ?& M) H5 U% M/ l7 }7 t
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
6 z" s7 o- z. G3 ?& V类似的摩擦力测量没有做过。
/ B6 p" Z) q* c5 j6 w
0 X1 c4 S3 W( A' U" v& Y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。

' V6 r. J1 X0 z) n# p6 k) \楼主回复真快， ...

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？

2 r7 [9 ~( o- j$ u/ A$ d“楼主回复真快， ... ”
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？
) F1 Z4 v0 q+ O/ Y( V
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。

# e1 l. v- ?: q. ~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？
" A: o  d8 I3 O
3 _+ f1 w& P% W% r% M/ }7 B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。

很久没有自习了。

4 x1 L5 {: J- A4 J( x8 H
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。
/ h% D7 v( G& B( j8 f, `+ F测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。

) F  ]- ~" C5 I# Z" Q. O不过工作需要的话这些工作也是必须要做的。

easylife

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.
) {1 w' J+ u; }0 R; S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.
% o2 d0 G8 D5 F1 ^4 V而工作中被建议选择方法二. 孰是孰非?

" d: |. v9 ~+ G9 W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.
; A2 c5 y# I6 v4 p+ T$ A7 R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.

6 L$ E& Y( I$ A& A[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]