螺牙強(qiáng)度校核

1、螺接的螺牙強(qiáng)度校核一、 引言 1.二、參考教材 1.三、適用范圍 1.四、力學(xué)性能校核 2.1. 螺紋副抗擠壓計(jì)算 3.2. 抗剪切強(qiáng)度校核 4.3. 抗彎曲強(qiáng)度校核 5.4. 自鎖性能校核 8.5. 螺桿強(qiáng)度校核 9.引言在機(jī)械設(shè)計(jì)的螺栓聯(lián)接強(qiáng)度校核中，通常分為兩部分，一是針 對螺栓小徑圓柱體（簡稱螺栓本體）的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度進(jìn)行校核， 在螺栓本體滿足工況使用后，再進(jìn)一步對螺牙的強(qiáng)度進(jìn)行校核， 而下 文就螺牙強(qiáng)度校核展開了相關(guān)性能校核的過程步驟。1、參考教材1機(jī)械設(shè)計(jì)第四版，高等教育出版社，邱宣懷主編， 1997年7月第4版，1997年7月第1次印刷，印數(shù)000117094,定價(jià)23.60

2、元，該書是戊子庚上學(xué)時(shí)的教材。摘自P12O2機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第四版，第 3卷，成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月北京第25次印刷。摘自12-312-9。三、適用范圍螺紋聯(lián)接可以使用普通螺紋、梯形、矩形、鋸齒形等四種，且多用普通螺紋。下圖1給出了螺旋副的可能螺紋種類、 特點(diǎn)和應(yīng)用申t-cr亍匸棒云殆肅X3 ,耕殛田大徑伽、徑處護(hù)目寺誑 甸閻隙“牙碎臣鬲，菲皺的二歹件開EIUE吾牛 產(chǎn)率的再曉制幸】p內(nèi)外損毆以覆面砧音，對中I生 樂不躺葫h來用91分式曙母，可以調(diào)師椰斕 険阻其:姊財(cái)年干詩771前作 畤可姐而啊名京或 利機(jī)痣的般桿、裁 換嘰們恰慮£.嗟GB町対，I L9HRGB/Tj

3、H?t. t-lW? J73(T 】B如丁點(diǎn) (f/J5*有臣押丁齡，一沖總工*叼可JR糾用吿T* 便于 hUT)幾工桂匱牙附貨懂0汀嚴(yán)EHilGb/r 1357dl；Pi 0i 3"加"謁齒艷；則.隨I號一科E jlM)° ,勺日產(chǎn)茁呼14T睛齒冊燃狡.貝自廳業(yè) I示'冬 宜外瞟雞牙總虹討1吐尖的誰減了應(yīng) 力黑中.課高了或載謎虔'犬徑處壬直懊廈于對 4私棵玉骸一徉都具有樣垃的黃民、工藝性好 盟略忑3科吏忌卻汁率山十荃向豎j的 傳力媲S5*如初孔 托笊莊它埠將、七. 臣起更機(jī)的晅握千 斤JT乎U機(jī)刊毎 力炊駐.伽的魏 即I由甲干豆：也和理 虹的傳力

4、順eJS紋電駐揮著三m於蟬咬丄十諄門噓站 磚寸擇前，虹一壓 起蟲弟并用于dW31鬲 壓臣調(diào)翹廠如呎弄是為正芳)&*牙旳孫dHT特動(dòng)磁奉高*冋畫 確制適困t I為昭1HH 可制咸UT乎就)I嫖 姣卒直匕嚥哋區(qū)器曲刪紉氐對中鱷曲 « 議S1曲期r肝同兌並口臨耳修復(fù)牙S%-rOfl附楊翹遜企制匹曲醴墳*旦戦性 殲,敕率或圖1 螺旋副的螺紋種類、特點(diǎn)和應(yīng)用四、力學(xué)性能校核該文件僅討論五個(gè)方面的校核：抗擠壓、抗剪切、抗彎曲、自鎖性、螺桿強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)踐，由于螺母的材質(zhì)軟，螺紋副的破壞多發(fā)生在螺母;但當(dāng)螺母和螺桿材料相同時(shí)，螺桿首先破壞，此時(shí)應(yīng)校核螺桿。該文件中的各物理量及其含義和公式均可

5、查閱文件（雙擊打開）螺紋聯(lián)接的參數(shù)解釋該五項(xiàng)校核已編成excel計(jì)算表格以提高效率，使用時(shí)僅僅需要填寫綠色表格，其余表格計(jì)算機(jī)自行計(jì)算得出結(jié)果，見文件螺紋聯(lián)接計(jì)算表格（雙擊打開）1. 螺紋副抗擠壓計(jì)算把螺紋牙展直后相當(dāng)于一根懸臂梁，見下圖2、圖3,抗擠壓是指公、母螺紋牙之間的擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過許用擠壓應(yīng)力，否則便會(huì)產(chǎn)生擠壓破壞。設(shè)軸向力為 F，相旋合螺紋圈數(shù)為z，則驗(yàn)算計(jì)算式為:pFd2hz若取p，則有 d2hz式中p :擠壓應(yīng)力，單位MPa;p:許用擠壓應(yīng)力，單位MPa;F:軸向力，單位N；d2 :外螺紋中徑，單位mm;h：螺紋工作高度，單位 mm, p為螺距，單位mm, h與p的 關(guān)系為：梯

6、形螺紋：h = 0.5p矩形螺紋：h = 0.5p鋸齒螺紋：h= 0.75p普通螺紋：5爲(wèi)h = p= 0.541p16z:結(jié)合圈數(shù)，無量綱，一般不要超過10 （因?yàn)樾系母魅β菁y牙受力不均，因而z不宜大于10）；Fd1bzFDbz2. 抗剪切強(qiáng)度校核對螺桿，應(yīng)滿足對螺母，應(yīng)滿足式中F:軸向力，單位N；d1 :計(jì)算公扣時(shí)使用螺紋小徑，單位 mm;D:計(jì)算母扣時(shí)使用螺紋大徑，單位 mm;b:螺紋牙底寬度，單位 mm, b與p的關(guān)系為：梯形螺紋：b= 0.634p矩形螺紋：b= 0.5p鋸齒螺紋：b= 0.736p普通螺紋：b= 0.75pZ：結(jié)合圈數(shù)，無量綱，一般不要超過10 （因?yàn)樾系母魅β?/p>

7、紋牙受力不均，因而Z不宜大于10）；:許用剪應(yīng)力，單位MPa，對于材質(zhì)為鋼，一般可以取0.6，為材料的許用拉應(yīng)力，單位MPa，S其中S為屈服應(yīng)力，單位MPa, S為安全系數(shù)，一般取35。3. 抗彎曲強(qiáng)度校核對螺桿，應(yīng)滿足蟲卑Ob；nd,b2z對螺母，應(yīng)滿足羋o。nDb z其推導(dǎo)過程如下：一般來講，螺母材料強(qiáng)度低于螺桿，所以螺紋牙抗彎和抗剪強(qiáng)度校核以螺母為對象，即校核母扣；但當(dāng)螺母和螺桿材料相同時(shí)，則螺桿的強(qiáng)度要低于螺母，所以此時(shí)應(yīng)校核螺桿強(qiáng)度，即校核公扣若將螺母、螺桿的一圈螺紋沿螺紋大徑處展開，即可視為一懸壁梁，危險(xiǎn)截面為A-A，如下圖2、圖3所示圖2 螺母的一圈螺紋展開若將螺桿的一圈螺紋沿螺

8、紋小徑處展開，即可視為一懸壁梁，如 圖3所示。圖3螺桿的一圈螺紋展開以校核螺桿為例，每圈螺紋承受的平均作用力F/z作用在中徑d2的圓周上，則螺紋牙根部危險(xiǎn)剖面A-A的變曲強(qiáng)度條件為:對螺桿，F(xiàn)M 70Wd d223Fhn1b2z °Tid1b26對螺母，3Fh° 2dDb2z°。式中：D:螺母大徑，單位 mm;d d2d:螺桿大徑，單位mm;L : 彎曲力臂，單位 mm，F(xiàn) d d2z 22Z(dd2）；W乎：單圈外螺紋展開后的A-A截面的抗彎模量'單位mm3;Ob :彎曲應(yīng)力，單位MPa;b:螺紋牙底寬度，單位 mm; p為螺距，單位mm,貝S b與p

9、的關(guān)系為：梯形螺紋：b = 0.634p矩形螺紋：b=0.5p鋸齒螺紋：b= 0.736p普通螺紋：b= 0.75pF:軸向力，單位N;h：螺紋工作高度，單位 mm; p為螺距，單位mm,則h與p 的關(guān)系為：梯形螺紋：h=0.5p矩形螺紋：h= 0.5p鋸齒螺紋：h= 0.75p普通螺紋：h=兇3 p二 0.541p16z:結(jié)合圈數(shù)，無量綱，一般不要超過10 （因?yàn)樾系母魅β?紋牙受力不均，因而z不宜大于10）；b:螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力，對鋼材，b （1： 1.2）。4. 自鎖性能校核自鎖條件為:式中：:螺旋升角，在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角，單位度,Snp=at

10、a n 二 atand2d2=atancos=atan(f v)，cos嘰：當(dāng)量摩擦角，單位度;p：螺距，單位mm;S:導(dǎo)程，單位mm;n :線數(shù)，或稱頭數(shù)，無量綱；螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造nW4;螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：S=np ;d2：外螺紋中徑，單位mm;:牙型角，螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角，梯形螺紋：30。矩形螺紋：0o鋸齒螺紋：33o普通螺紋：60o:牙型斜角，螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角，對稱牙型卩a，梯形螺紋、矩形螺紋、普通螺紋都屬于對2稱牙型，鋸齒螺紋不是對稱牙型；f :螺旋副的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，無量綱，定期潤滑條件下，可取0.13 0.17;fv :螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)，無量綱。5. 螺桿強(qiáng)度校核還需要校核螺桿的強(qiáng)度，若為實(shí)心螺桿，則有:F但對普通螺紋，其計(jì)算公式為:F2d Hd1 -46（參見機(jī)械設(shè)計(jì)課本P105)若不是實(shí)