螺栓的材料和許用應(yīng)力.doc

螺栓的材料和許用應(yīng)力六、螺栓的材料和許用應(yīng)力(1)螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45號鋼，對于重要的或特殊用途的螺紋聯(lián)接件，可選用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等機械性能較高的合金鋼。(2)許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)(靜、變載荷) 、聯(lián)接是否擰緊，預(yù)緊力是否需要控制以及螺紋聯(lián)接件的材料、結(jié)構(gòu)尺寸等因素有關(guān)。精確選定許用應(yīng)力必須考慮上述各因素，設(shè)計時可參照表11-4選擇。表11-4螺栓、螺釘、螺柱、螺母的性能等級性 能 級 別3.64.64.85.65.86.88.8(M16)8.8(M16)9.810.912.9螺栓、螺釘、螺柱抗拉強度極限sb /MPa公稱30040050060080080090010001200min33040042050052060080083090010401220屈服強度極限ss /MPa公稱1802403203004004806406407209001080min1902403403004204806406607209401100布氏硬度HBmin90109113134140181232248269312365推薦材料10Q21515Q23510Q215253515Q2354535353545 40Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB相配合螺母性能級別4或54或54或55568或98或991012推薦材料10Q21510Q21510Q21510Q21510Q21515Q21535353540Cr15MnVB 30CrMnSi15MnVB注：9.8級僅適用于螺紋公稱直徑16mm 的螺栓、螺釘和螺柱。表11-5緊螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力及安全系數(shù)許用應(yīng)力不控制預(yù)緊力時的安全系數(shù)控制預(yù)緊力時的安全系數(shù)Ss=ss /S直徑材料M6M16M16M30M3060不分直徑碳鋼合金鋼43543242.521.32.51.21.5注：松螺栓聯(lián)接時，?。簊=ss/S，S=1.21.7。表11-6許用剪切和擠壓應(yīng)力及安全系數(shù)許用應(yīng)力及 安全系數(shù) 被聯(lián)接件材料 剪 切擠 壓許用應(yīng)力S許用應(yīng)力S鋼t=ss /S2.5sp=ss /S1.25鑄鐵sp=sb /S22.5例11-1如例圖11-1所示，一鑄鐵吊架用兩個螺栓固緊在混凝土梁上。吊架所承受的靜載荷為P=6000 N，吊架底面尺寸及其它有關(guān)尺寸如圖所示。試求受力最大的螺栓所受的拉力。解：該螺栓聯(lián)接屬受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接(受拉螺栓聯(lián)接)，螺栓受拉力和螺紋間的摩擦力矩的作用。若將增加30%以考慮的影響，則可認為螺栓所受的當量拉力為1.31、計算受力最大的螺栓所受的軸向工作載荷：FP/2+PL/5006000/2+6000350/500=7200N2、預(yù)緊力F 的大小應(yīng)能滿足下面兩個條件：受彎矩M=PL作用后，聯(lián)接的右端不出現(xiàn)間隙；受彎矩M=PL作用后，聯(lián)接的左端不被壓潰。為了滿足第一個條件，應(yīng)使：在接合面上，由預(yù)緊力F 產(chǎn)生的壓應(yīng)力應(yīng)比與由拉力P產(chǎn)生的拉應(yīng)力與由彎矩M產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力之和要大。即由此可求得F 13500 N。并校核是否滿足聯(lián)接的左端不被壓潰的條件(一般可以滿足，這里略去這一校核)3、確定螺栓的相對剛度 由表11-2，查得相對剛度為C1/(C1+C2)0.3 4、計算總拉力 N5、計算考慮螺紋間的摩擦力矩T1時螺栓所受的當量拉力1.31.31566020358 N11-3螺旋傳動一、螺旋傳動的類型螺旋傳動是用螺桿和螺母傳遞運動和動力的機械傳動，主要用于把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。螺旋傳動按螺旋副摩擦的性質(zhì)不同，可分滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動，滑動螺旋傳動又可分為普通滑動螺旋傳動和靜壓螺旋傳動。按相對運動關(guān)系，螺旋傳動常用的運動形式有以下三種：1、螺桿原位轉(zhuǎn)動、螺母移動，多用于機床進給機構(gòu)(圖11-19a)；2、螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動和移動，多用于螺旋壓力機構(gòu)中(圖11-19b)；3、螺母原位轉(zhuǎn)動、螺桿移動，用于升降裝置(圖11-19c)。圖11-19a螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動圖11-19b螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)、移動圖11-19c螺母轉(zhuǎn)動，螺桿移動螺旋按其用途，還可分為傳動螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型。1、傳動螺旋 它以傳遞動力為主，要求用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力。一般為間歇工作，工作速度不高，而且通常要求自鎖，如千斤頂(圖11-19c)，搬動手柄對螺桿加一個轉(zhuǎn)矩，則螺桿旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生很大軸向力推力以舉起重物。左右螺旋提升機構(gòu)也是一個主要的應(yīng)用。2、傳導(dǎo)螺旋 它以傳遞運動為主，常要求具有高的運動精度。一般在較長時間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高。例如用于機床進給機構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋(圖11-20)，螺桿旋轉(zhuǎn)，推動螺母連同滑板和刀架作直線運動。圖11-20機床進給螺旋3、調(diào)整螺旋 它用以調(diào)整并固定零件或部件之間的相對位置。一般不在工作載荷作用下