Ich bin freiberuflicher Zeichner bei solidworks und habe einen Kunden, der mich bittet, den Widerstand einer Gewindestangen-Mutter-Baugruppe zu überprüfen.
Das Problem ist, dass ich das Simulationstool selten benutze und ich wissen wollte, ob eine solche Simulation möglich ist?
Grundsätzlich habe ich eine M45x1,5 Gewindeachse mit einer Mutter + gekerbter Unterlegscheibe. In den ersten Prototypen, die er anfertigte, war die Mutter 15 mm hoch, jetzt sind es aus Platzgründen nur noch 10 mm und deshalb hat er Angst, dass sie die Gewinde an der Achse reißt.
Werden Sie gebeten, eine Simulation auf SolidWorks durchzuführen? Denn im Allgemeinen verwendet SolidWorks für die Simulation einen Bolzenverbinder, da die Gewinde nicht angezeigt werden:
Der Client zwingt mich nicht, die Simulation durchzuführen, aber er kann es mir ermöglichen, ein wenig an den Simulationen zu arbeiten. Auf der anderen Seite fällt es mir wirklich schwer zu verstehen, wie es funktioniert... Ich muss mir wirklich die Zeit nehmen, alles zu lesen.
Ich habe versucht, die Berechnungen durchzuführen, aber ich finde ein ziemlich großes Ergebnis. Die Achse ist aus Gusseisen und ich finde eine Fadenzugkraft von 24463Kg. Also finde ich es okay!
@Gt22 handelt es sich um eine KM9-Mutter von SKF mit der Größe M45x1,5. Die Achse ist entsprechend bearbeitet.
Sie müssen mit den Tutorials beginnen, die in SolidWorks (aus dem Menü auf der rechten Seite, indem Sie auf das Haus klicken, dann unten) oder im Internet verfügbar sind:
Die (korrekte) Finite-Elemente-Modellierung eines Schrauben-Mutter-Kontakts ist eine relativ mühsame Übung. Vor allem in einem Fall wie diesem, in dem die Steigung im Vergleich zum Durchmesser sehr klein ist. Ich rate daher von dieser Art des Tests ab, um mit der Simulation zu beginnen.
Allerdings komme ich mit einer ersten schnellen Berechnung von Hand nur auf einen Widerstand von ca. 5000 kg für die Scherfestigkeit der Schraubengewinde. Allerdings habe ich vielleicht nicht mit den richtigen Annahmen begonnen.
Insgesamt mache ich folgende Rechnung: F = Rc * (d*3.14)*(n*P/2)
wobei Rc = zulässige Schubspannung. Wenn man bedenkt, dass Rc = 0,5*Re und Re = 200 MPa für Gusseisen ist, habe ich ein Rc = 100 MPa (natürlich ist es umstritten, aber ich brauchte einen Wert).
d = 45 mm. Normalerweise müssten Sie den Durchmesser an den Seiten der Gewinde nehmen, aber angesichts des Steigungs-/Durchmesserverhältnisses ändert sich nicht viel.
n = Anzahl der Gewinde im Zahnrad = Mutter / P - 2 = 10/1,5 - 2 = 4,5 ungefähr.
P = Steigung der Schraube und /2, da die Hälfte der Höhe vom Gewinde der Mutter eingenommen wird.
Vielen Dank für diese Berechnung! Ich habe mit den Berechnungen im Wikipedia-Link von .pl begonnen, die den Widerstand der Fäden in Abhängigkeit von der Traktion angeben.
Handelt es sich bei Ihnen nicht nur um eine Berechnung der Scherfestigkeit?
Es ist aber auch gut, es als Referenz für die Handhabung der Achse zu nehmen, auch wenn das Gusseisen in meinem Fall einen Re von 320 MPa hat.
Es handelt sich in der Tat um eine Scherberechnung. Ich hatte mir den Wikipedia-Link nicht angesehen, aber die Philosophie ist ähnlich. Meine Kalkulation ist nur etwas pessimistischer, da ich der Meinung bin, dass das erste und das letzte Gewinde der Mutter nicht vollständig "funktionsfähig" sind und daher nicht berücksichtigt werden.
Bei einer "normalen" Schraube mit einer großen metrischen Steigung wird oft angenommen, dass der Kern der Schraube über ein paar eingegriffene Gewinde hinaus einschränkender ist. In diesem Fall ist das Verhältnis von Kern- zu Verrundungsabschnitt jedoch weitgehend zugunsten des Kerns. Es gibt also keinen Grund, hier darüber zu sprechen.