螺紋聯(lián)接的螺紋牙強(qiáng)度校核

1、關(guān)于螺紋聯(lián)接的螺紋牙強(qiáng)度校核之根據(jù)一、引用教材1二、適用范圍1三、校核21. 螺紋副抗擠壓計(jì)算32. 抗剪切強(qiáng)度校核43. 抗彎曲強(qiáng)度校核44. 自鎖性能校核75. 螺桿強(qiáng)度校核7一、引用教材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23.60元，該書是戊子庚上學(xué)時的教材。摘自P120。2.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。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

2、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，螺桿首先破壞，此時應(yīng)校核螺桿。該文件中的各物理量及其含義和公式均可查閱文件（雙擊打開）；該五項(xiàng)校核已編成excel計(jì)算表格以提高效率，使用時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（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

3、驗(yàn)算計(jì)算式為：且若取，則有式中l(wèi) ：擠壓應(yīng)力，單位MPa；l ：許用擠壓應(yīng)力，單位MPa；l F：軸向力，單位N；l ：外螺紋中徑，單位mm；l 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：矩形螺紋：鋸齒螺紋：普通螺紋：l z：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）；2. 抗剪切強(qiáng)度校核對螺桿，應(yīng)滿足；對螺母，應(yīng)滿足式中l(wèi) F：軸向力，單位N；l ：計(jì)算公扣時使用螺紋小徑，單位mm；l D：計(jì)算母扣時使用螺紋大徑，單位mm；l b：螺紋牙底寬度，單位mm，b與p的關(guān)系為：梯形螺紋：矩形螺紋：鋸齒螺紋：普通螺紋：l z

4、：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）；l ：許用剪應(yīng)力，單位MPa，對于材質(zhì)為鋼，一般可以取，為材料的許用拉應(yīng)力，單位MPa，其中為屈服應(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；對螺母，應(yīng)滿足。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，則螺桿的強(qiáng)度要低于螺母，所以此時應(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

5、的一圈螺紋沿螺紋小徑處展開，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，則螺紋牙根部危險剖面A-A的變曲強(qiáng)度條件為：對螺桿，；對螺母，。式中：l D：螺母大徑，單位mm；l d：螺桿大徑，單位mm；l L：彎曲力臂，單位mm，；l ：單圈外螺紋展開后的A-A截面的抗彎模量，單位mm3；l ：彎曲應(yīng)力，單位MPa；l b：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：矩形螺紋：鋸齒螺紋：普通螺紋：l F：軸向力，單位N；l 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

6、螺紋：矩形螺紋：鋸齒螺紋：普通螺紋：l z：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）；l ：螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力，對鋼材，。4. 自鎖性能校核自鎖條件為：式中：l ：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，l ：當(dāng)量摩擦角，單位度；l p：螺距，單位mm；l S：導(dǎo)程，單位mm；l 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n4；l 螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：；l d2：外螺紋中徑，單位mm；l ：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：矩形螺紋： 鋸齒螺紋：普通螺紋：l ：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，梯形螺紋、矩形螺紋、普通螺紋都屬于對稱牙型，鋸齒螺紋不是對稱牙型；l ：螺旋副的滑動摩擦系數(shù)，無量綱，定期潤滑條件下，可取0.130.17；l ：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：但對普通螺紋，其計(jì)算公式為：（參見機(jī)械設(shè)計(jì)課本P105）若不是實(shí)心螺桿，則按實(shí)際情況校核。式中：l F：軸向力，單位N；l ：普通螺紋螺栓拉斷截面，是一個經(jīng)驗(yàn)值，其