螺桿許用扭矩有多種估算方式，且形狀不是規(guī)整圓柱，所以取值不一。有限元分析可以處理這類復(fù)雜形狀受力計(jì)算問題。
取螺桿材料為38CrMoAl，其抗拉強(qiáng)度1000MPA，屈服強(qiáng)度835MPa。
螺桿直徑20mm，螺槽分別為4.5和3.5mm兩種進(jìn)行比較。
根據(jù)計(jì)算螺桿扭矩負(fù)載分別取值100NM和150NM。
扭矩作用在螺桿上，產(chǎn)生應(yīng)力最大處必然在螺桿最小直徑的位置，故針對(duì)螺桿根部進(jìn)行精確分析，其余地方粗略計(jì)算并不影響結(jié)果精度。
如圖所示，對(duì)螺桿根部網(wǎng)格細(xì)化，確保計(jì)算精度。
1）螺槽深度4.5mm，扭矩負(fù)載100NM
此時(shí)根部應(yīng)力782MPa，接近屈服。安全系數(shù)1左右。
2）螺槽深度4.5mm，扭矩負(fù)載100NM，螺棱斜側(cè)面
螺棱前端面從直面改為斜側(cè)面，角度15°。此時(shí)螺桿根部應(yīng)力略有下降。
3）螺槽深度3.5mm，扭矩負(fù)載150NM，螺棱斜側(cè)面
加大螺桿根部直徑，可有效降低應(yīng)力，提高螺桿負(fù)載能力。
4）螺槽深度3.5mm，扭矩負(fù)載100NM，螺棱斜側(cè)面，安全系數(shù)取值1.5
此時(shí)安全了，但負(fù)載能力只有100NM，大多數(shù)時(shí)候螺桿無法正常工作。
總結(jié)：考慮螺桿進(jìn)料和負(fù)載能力，取螺槽深度3.5mm，負(fù)載能力150NM，安全系數(shù)1左右。或螺槽3.2mm以提供更多的安全冗余。
