螺紋校核計(jì)算

螺紋校核計(jì)算一、引用教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》第四版，高等教育，邱宣懷主編，1997年7月第4版，1997年7月第1次印刷。摘自P120?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版，第3卷，成大先主編，化學(xué)工業(yè)，2005年1月第25次印刷。摘自12-3?12-9。二、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。圖1螺旋副的螺紋種類、特點(diǎn)和應(yīng)用三、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查螺紋聯(lián)接的參數(shù)解閱文件（雙擊打開(kāi)） 釋該五項(xiàng)校核已編成e*cel計(jì)算表格以提高效率，使用時(shí)僅僅需要填寫(xiě)綠色表格，其螺紋聯(lián)接計(jì)算表格余表格計(jì)算機(jī)自行計(jì)算得出結(jié)果，見(jiàn)文件（雙擊打開(kāi)） 。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(jiàn)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(guò)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,旋合螺紋圈數(shù)為z,則驗(yàn)算計(jì)算式為：]A=ndhz，取Q]二Q]P2p式中b:擠壓應(yīng)力，單位MPa；p[b]：許用擠壓應(yīng)力，單位MPa；p[b]:材料許用拉應(yīng)力，Q]=^S，單位MPa，其中b為屈服應(yīng)力，單SS位MPa，S為安全系數(shù)，一般取3?5。F：軸向力，單位N；d：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:梯形螺紋：h=0.5p矩形螺紋：h=0.5p鋸齒螺紋：h=0.75p普通螺紋："訃。"1?z：結(jié)合圈數(shù)，無(wú)量綱，一般不要超過(guò)10（因?yàn)樾系母魅β菁y牙受力不均，因而z不宜大于10）；2、抗剪切強(qiáng)度計(jì)算對(duì)螺桿，應(yīng)滿足1= - <t];兀dbz對(duì)螺母，應(yīng)滿足1= - <t]o兀Dbz式中F:軸向力，單位N;d（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(wú)量綱，一般不要超過(guò)10（因?yàn)樾系母魅β菁y牙受力不均，因而z不宜大于10）；

[T]:許用剪應(yīng)力，單位MPa,對(duì)于材質(zhì)為鋼，一般可以取[t]=0.6Q],宙]為材料的許用拉應(yīng)力，Q]=巳，單位MPa,S其中bs為屈服應(yīng)力，單位MPa，SS為安全系數(shù)，一般取3?5。3、抗彎曲強(qiáng)度校核對(duì)螺桿，應(yīng)滿足3Fh對(duì)螺桿，ndb2z1對(duì)螺母，應(yīng)滿足對(duì)螺母，應(yīng)滿足3FhnDbiz其推導(dǎo)過(guò)程如下:一般來(lái)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(duì)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(kāi)，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(kāi)若將螺桿的一圈螺紋沿螺紋小徑處展開(kāi)，即可視為一懸壁梁，如圖3所示。

圖3螺桿的一圈螺紋展開(kāi)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:3Fh

ndb2z1Fd—dM二三廠W ndb23Fh

ndb2z1i——6對(duì)螺母，3對(duì)螺母，3FhnDb2z式中:D：螺母大徑，單位mm；d：螺桿大徑，單位mm；d—d F Fd—d FL：彎曲力臂，單位mm,L=d-d2，二M=FL=Fd-d2=—(d—d)；2 z z2 2z 2ndb2W=T:單圈外螺紋展開(kāi)后的A-A截面的抗彎模量，單位mm3；6°:彎曲應(yīng)力，單位MPa；bb：螺紋牙底寬度，單位mm；p為螺距，單位mm，則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=0.75pF: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=p=0.541p16z：結(jié)合圈數(shù)，無(wú)量綱，一般不要超過(guò)10（因?yàn)樾系母魅β菁y牙受力不均，因而z不宜大于10）；b1:螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力，對(duì)鋼材，Q］二（1?1?2）Q］。b b4、自鎖性能校核自鎖條件為：屮＜屮v式中：?屮：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，屮=atan=atan(f)，

v cosp v，屮=atan=atan(f)，

v cosp v22vcosp?/:當(dāng)量摩擦角，單位度;V

p：螺距，單位mm；S:導(dǎo)程，單位mm；n:線數(shù)，或稱頭數(shù)，無(wú)量綱；螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n<4;螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：S=np；d2:外螺紋中徑，單位mm；2a: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：a=30o矩形螺紋：a=0o鋸齒螺紋：a=33o普通螺紋：a=60ob：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(duì)稱牙a型”=-，梯形螺紋、矩形螺紋、普通螺紋都屬于對(duì)稱牙型，鋸齒螺2紋不是對(duì)稱牙型；f:螺旋副的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，無(wú)量綱，定期潤(rùn)滑條件下，可取0.13?0.17;f：螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)，無(wú)量綱。v5、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:但對(duì)普通螺紋，其計(jì)算公式為:<Q］（參見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本P105）-d-d24c若不是實(shí)心螺桿，則按實(shí)際情況校核。式中:?F：軸向力，單位N;d：普通螺紋螺栓拉斷截面，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，其經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為c斤廠 片