电批拧紧、拧松螺栓的受力分析 请大家指正

Miles_chen

网上可找到很多 螺母+螺栓 组合的受力分析资料，大致过程如下图1：
螺纹副中，螺母所受到的轴向载荷Q是沿螺纹各圈分布的，为便于分析，用集中载荷Q代替，并设Q作用于中径d2圆周的一点上。这样，当螺母相对于螺杆等速旋转时，可看作为一滑块(螺母)沿着以螺纹中径d2展开，斜度为螺纹升角l的斜面上等速滑动。
匀速拧紧螺母时，相当于以水平力推力F推动滑块沿斜面等速向上滑动。设法向反力为N，则摩擦力为fN，f为摩擦系数，ρ 为摩擦角，ρ = arctan f。由于滑块沿斜面上升时，摩擦力向下，故总反力R与Q的的夹角为λ+ρ 。由力的平衡条件可知，R、F和Q三力组成力封闭三角形，由图1可得：

file:///C:/Users/aview/AppData/Local/YNote/Data/maifeixiu@126.com/b9d1b6c7b4a84b2fb8d5005527a80090/clipboard.png
等速上升： Ft=Qtan(ф+ρ)
等速上升所需力矩：
T= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2

等速下降： Ft=Qtan(ф—ρ)
等速下降所需力矩：
T= Ftd2/2= Qtan(ф—ρ)d2/2



现需欲分析，受力对象为螺钉，即用电批拧紧、拧松螺栓的过程受力，图2：
蓝色块，表示工件上螺孔的内螺纹，拧紧过程，螺栓下旋，摩擦力沿斜面向上：

• 接触面问题：拧紧时，螺栓应该是下旋，螺栓的外螺纹在  螺孔的内螺纹内行进。所以应该下图中左图的接触点吧？
• 轴向载荷Q的方向：螺栓拧紧压迫工件，所以Q应该是向上的？
  
  • 但是若Q向上，则如何保证左图中的接触？
  • 若Q向上，接触方式如右下图？
    

借用上面螺母的分析结果，拧紧过程肯定还是满足：
Ft=Qtan(ф+ρ)
T= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2
所以应该右图是对的？
另：若电批安装于Z轴气缸上，气缸下压，使电批顶在螺栓头部，压力为F气。
则此压力，是在Q中被体现？
file:///C:/Users/aview/AppData/Local/YNote/Data/maifeixiu@126.com/b4a60460872443e4978e0c38b5e1e75b/clipboard.png


图3，拧松的过程，螺栓逐渐退出，往上运动，所以摩擦力沿斜面向下，两种case：

• 电批依然在上述气缸的限制下，所以传递给螺栓一个F气的力，如左下图。
  
  • 此情况下，水平推力 Ft=F气tan(ф+ρ)
  • 所以，当电批上方有气缸压制时，电批给与螺栓的转矩必须保证Ft>F气tan(ф+ρ) ,螺栓才能被拧松，旋出？？
    
• 若电批上方无气缸压制，即只有少许的重力，如右下图。
  
  • 则所需的旋松扭矩仅需克服少许重力的摩擦力矩。
    

• 结论：
• 以螺栓为研究对象，电批在气缸压下情况下，拧紧、拧松螺栓，需满足以下条件：
  
  • 拧紧：T>= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2
  • 拧松：T>= Ftd2/2= F气tan(ф+ρ) d2/2
    
• PS:若拧松时，不满足条件，则会出现电批带动螺栓卡在螺孔内？把螺牙磨坏？
  

哦，忘了说明，以上过程，暂时忽略非矩形螺纹的当量 换算问题…（若考虑，就再加个cosB…）

Miles_chen

自己来@逍遥处士  帮忙指点下 ，我的疑惑是在哪边有问题……特别是接触面……

s371534995

学习学习

ywwtyw

学习学习

灵感点燃蚊香

呃，，，还没这样分析股偶锁螺丝。。。。。

将军_JCZ60

这个有分析结果了吗？

yfjatxk

这个有分析结果了吗？