螺纹牙强度校核计算
螺纹牙是一种常见的紧固连接元件，广泛应用于机械装配和结构设计中。在工程实践中，为了保证螺纹牙的可靠性和安全性，需要进行强度校核计算。本文将从螺纹牙的强度校核原理、计算方法和应用实例等方面进行详细介绍。
一、螺纹牙强度校核原理
螺纹牙的强度校核主要是指判断螺纹牙是否能够承受外部载荷而不发生破坏。在进行强度校核时，需要考虑以下几个因素：
1. 材料特性：螺纹牙的材料特性对其强度具有重要影响。常用的螺纹牙材料有碳钢、不锈钢、合金钢等，其强度和硬度等参数需要根据实际情况来确定。
2. 载荷特性：螺纹牙所承受的载荷通常包括拉力、剪力和扭矩等。不同载荷对螺纹牙的影响程度不同，需要根据实际应用情况进行合理选择。
3. 连接方式：螺纹牙的连接方式通常有内螺纹连接和外螺纹连接两种。不同的连接方式对螺纹牙的强度校核有一定影响，需要进行区别对待。
螺纹牙的强度校核计算主要包括以下几个方面：
1. 拉力校核：根据螺纹牙的载荷特性和材料特性，计算螺纹牙在拉力作用下的强度。常用的计算方法有拉力面积法和拉力切应力法等。
2. 剪力校核：对于承受剪力载荷的螺纹牙，需要计算其在剪力作用
下的强度。常用的计算方法有剪力面积法和剪力切应力法等。
3. 扭矩校核：对于承受扭矩载荷的螺纹牙，需要计算其在扭矩作用下的强度。常用的计算方法有扭矩面积法和扭矩切应力法等。
4. 综合校核：考虑到螺纹牙通常同时承受多种载荷，需要进行综合校核，综合考虑拉力、剪力和扭矩等因素。
三、螺纹牙强度校核应用实例
下面以一个螺栓连接为例，介绍螺纹牙强度校核的应用实例。
已知螺栓的材料为碳钢，螺纹型号为M8，连接方式为内螺纹连接。根据实际使用要求，螺栓所承受的最大拉力为5000N，最大剪力为300N，最大扭矩为50N·m。根据这些参数，可以进行如下步骤的强度校核计算：
1. 拉力校核：根据螺栓的拉力特性和材料特性，计算螺栓在拉力作用下的强度。假设螺栓的截面积为A，拉力切应力为τ，则有τ = F/A。根据实际计算，得到拉力切应力τ小于材料的屈服强度，因此拉力校核通过。
2. 剪力校核：根据螺栓的剪力特性和材料特性，计算螺栓在剪力作用下的强度。假设螺栓的剪力面积为A，剪力切应力为τ，则有τ = F/A。根据实际计算，得到剪力切应力τ小于材料的屈服强度，因此剪力校核通过。
3. 扭矩校核：根据螺栓的扭矩特性和材料特性，计算螺栓在扭矩作用下的强度。假设螺栓的扭矩面积为A，扭矩切应力为τ，则有τ =
T/A。根据实际计算，得到扭矩切应力τ小于材料的屈服强度，因此扭矩校核通过。
4. 综合校核：根据螺栓在不同载荷下的强度校核结果，综合考虑拉力、剪力和扭矩等因素，判断螺栓是否满足整体强度要求。根据实际计算，得到螺栓在各种载荷下的强度满足要求，因此综合校核通过。
螺纹牙强度校核是保证螺纹牙连接可靠性和安全性的重要环节。通过合理选择材料、计算螺纹牙在不同载荷下的强度，并进行综合校核，可以确保螺纹牙连接的可靠性和安全性。在实际工程中，需要根据具体情况进行强度校核计算，并采取相应的措施来保证螺纹牙的强度满足要求。
第三章 螺纹联接（含螺旋传动） 3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，见图3-1，主要有： 1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。 2）小径1d ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。 3）中径2d ——通过螺纹轴向界面内牙型上的沟槽 和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径，2d ≈11 ()2 d d +。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。 ４）线数n ——螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁 性，故多 用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用线数n ≤４。 ５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 ６）导程S ——螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹S ＝ P ，多线螺纹S ＝nP 。 ７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径2d 处计算，即 22 arctan arctan S nP d d λππ== （3-1） 图3-1
8）牙型角α——螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β＝α/2。 9）螺纹接触高度h——内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。 二、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有： 1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图3-2a所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙。图3-2b是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 图3-2 2、双头螺柱联接 如图3-3a所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。
螺纹牙强度校核计算机械手册 螺纹牙强度校核计算机械手册 一、引言 螺纹连接是机械设计中常见的连接方式，而螺纹牙的强度校核则是设计中的重要环节。本文将深入探讨螺纹牙强度校核的相关知识，并根据机械手册对该内容进行全面评估和解析。 二、螺纹牙强度校核概述 1. 螺纹牙的定义和作用 螺纹牙是螺纹连接中的关键部件，它通过与螺纹环的互锁，在受力情况下承受连接件的拉伸、剪切及扭矩载荷，承担着重要的传力作用。螺纹牙的强度校核是确保连接安全可靠的重要环节。 2. 螺纹牙强度校核的重要性 螺纹连接在工程实践中应用广泛，而螺纹牙的强度不足可能导致连接失效，造成严重的安全隐患。对螺纹牙的强度进行准确的校核，对于保证连接的可靠性和安全性至关重要。 三、螺纹牙强度校核计算方法 1. 根据机械手册的指导，螺纹牙的强度校核主要包括静载强度、疲劳
强度和抗松强度三个方面。其中，静载强度主要考虑连接在正常工作状态下的受力情况，疲劳强度则考虑连接在长期振动、变载荷等条件下的耐久性，而抗松强度则确保连接在震动等情况下不会自行松动。 2. 静载强度校核 静载强度校核通过计算螺纹牙在受力状态下的承载能力，采用等效应力法或有限元分析等方法，结合材料强度和载荷条件进行计算。根据机械手册提供的公式和数据，可进行相应的计算和校核。 3. 疲劳强度校核 疲劳强度校核是考虑螺纹牙在长期振动、变载荷等条件下的抗疲劳能力。通过应力循环法、极限应力法等方法，结合疲劳曲线和载荷条件进行计算，以确保连接在长期使用中不会发生疲劳失效。 4. 抗松强度校核 抗松强度校核是保证连接在振动、冲击等条件下不会自行松动。通过计算连接的阶跃响应、松动频率等参数，结合材料和载荷条件进行校核，以确保连接的抗松性能。 四、个人观点和总结 螺纹牙的强度校核是机械设计中至关重要的环节，对于保证连接的安全可靠性起着关键作用。在实际应用中，需要根据机械手册提供的相关数据和方法进行全面的计算和校核，以确保连接的质量和可靠性。
螺纹牙强度校核计算 螺纹牙强度校核计算是机械设计中的重要内容之一，它用于确定螺纹牙在受到负载时的强度是否满足设计要求。螺纹牙强度的校核计算涉及到许多因素，包括材料的强度、螺纹几何参数以及载荷的大小。本文将从这些方面详细介绍螺纹牙强度校核计算的方法和步骤。 螺纹牙的强度主要取决于材料的强度。常见的螺纹牙材料有普通碳钢、合金钢和不锈钢等。这些材料的强度参数可以通过实验或查阅相关资料得到。在校核计算中，需确定螺纹牙材料的屈服强度（yield strength）和抗拉强度（ultimate strength）。 螺纹牙的几何参数对其强度也有重要影响。螺纹牙的几何参数包括螺纹直径、螺距和牙型等。校核计算中，需要确定螺纹牙的剖面形状（如三角形、矩形等）以及螺纹的尺寸参数（如螺纹高度、螺纹深度等）。这些参数可以通过螺纹测量仪器或螺纹规进行测量和计算得到。 载荷的大小对螺纹牙的强度校核也至关重要。螺纹牙通常承受拉伸力、剪切力或扭矩等载荷。在校核计算中，需要确定螺纹牙所受到的最大载荷，并将其转化为应力值。应力值的计算可以通过应力公式和载荷分析等方法得到。 根据上述要点，进行螺纹牙强度校核计算的一般步骤如下：
1. 确定螺纹牙材料的强度参数。根据设计要求和所使用的材料，确定螺纹牙的屈服强度和抗拉强度。 2. 测量和计算螺纹牙的几何参数。使用螺纹测量仪器或螺纹规测量螺纹牙的剖面形状和尺寸参数。 3. 确定螺纹牙所受到的最大载荷。根据具体的设计情况和工作条件，确定螺纹牙所承受的最大拉伸力、剪切力或扭矩。 4. 根据材料的强度参数和载荷的大小，计算螺纹牙的应力值。根据应力公式和载荷分析，将最大载荷转化为螺纹牙的应力值。 5. 比较螺纹牙的应力值和材料的强度参数。根据设计要求，比较螺纹牙的应力值与材料的屈服强度和抗拉强度，判断螺纹牙的强度是否满足设计要求。 以上是螺纹牙强度校核计算的一般步骤，根据具体的设计要求和工作条件，可以进行相应的修正和调整。此外，在实际的设计中，还需要考虑螺纹牙的疲劳寿命、腐蚀等因素，以确保螺纹牙的可靠性和使用寿命。 螺纹牙强度校核计算是机械设计中重要的一部分，它涉及到材料的强度、螺纹几何参数和载荷的大小等多个因素。通过合理的计算和分析，可以确定螺纹牙的强度是否满足设计要求，为机械设备的安全运行提供保障。
依照机械设计手册中的“螺纹拧紧力矩计算”和“单个螺栓的强度计算”公式，可得： 1.螺栓的拧紧力矩： k T =()2 02 3 030202131 21d D d D f F d tg F T T w w c v --???+?+??=+ρφ 0F ()2 2 3 3 2236d D d D f d tg T w w c v k --??+?+?= ρφ F 0： 单个螺栓的拉紧力（KN ）； T k ： 螺栓的拧紧力矩规定值（Nm ）； υ： 螺纹升角 ρ v ：螺旋副当量摩擦角：ρv =arctgf v 。 其中f v ： 螺旋副当量摩擦系数，取f v =0.17； d 1： 螺纹小径（mm ）； d 2： 螺纹中径（mm ）； f c ： 螺栓工作面摩擦系数，取f c =0.15~0.20； D w ：螺栓头摩擦面外径（mm ）； d 0： 螺栓通孔直径（mm.）； T 1 ：螺旋副螺纹阻力矩（Nm ）， ()2012 1 d tg F T v ?+??= ρφ T 2： 螺栓头与其接触面的摩擦力矩（Nm ），2 2 3 03 0231 d D d D f F T w w c --???= 2.螺栓螺纹部分的拉应力：2 10 4d F πσ = 3.螺栓的螺纹部分剪应力：()3 12 03 11816d d tg F d T v πρφπτ?+== 4.对一般的钢制螺栓，其强度条件为：[]στσσ≤+=2213 5.螺栓安全系数: n 1=[σ]/σl [σ]： 螺栓的极限许用应力，[σ]=σS / n （n 安全系数取1.25） 6.螺栓组能传递的摩擦力矩：n c m K f z r F T ???=
螺纹校核计算 一、引用教材 1.《机械设计》第四版，高等教育出版社，邱宣怀主编，1997年7月第4版，1997年7 月第1次印刷。摘自P120。 2.《机械设计手册》第四版，第3卷，成大先主编，化学工业出版社，2005年1月北京 第25次印刷。摘自12-3～12-9。 二、适用范围 螺纹联接可以使用普通螺纹、梯形、矩形、锯齿形等四种，且多用普通螺纹。 下图1给出了螺旋副的可能螺纹种类、特点和应用。 图1 螺旋副的螺纹种类、特点和应用
三、校核 该文件仅讨论五个方面的校核：抗挤压、抗剪切、抗弯曲、自锁性、螺杆强度。 根据实践，由于螺母的材质软，螺纹副的破坏多发生在螺母；但当螺母和螺杆材料相同时，螺杆首先破坏，此时应校核螺杆。该文件中的各物理量及其含义和公式均可查 阅文件（双击打开）螺纹联接的参数解释； 该五项校核已编成excel 计算表格以提高效率，使用时仅仅需要填写绿色表格，其 余表格计算机自行计算得出结果，见文件（双击打开）螺纹联接计算表格 。 1、螺纹副抗挤压计算 把螺纹牙展直后相当于一根悬臂梁，见下图2、图3，抗挤压是指公、母螺纹牙之间的挤压应力不应超过许用挤压应力，否则便会产生挤压破坏。设轴向力为F ，旋合螺纹圈数为z ，则验算计算式为： []P p A F σσ≤= hz d A 2π= ，取p [][]σσ= 式中 ● p σ：挤压应力，单位MPa ； ● p []σ：许用挤压应力，单位MPa ； ● ][σ：材料许用拉应力，S []S σσ=，单位MPa ，其中S σ为屈服应力，单位MPa ，S 为安全系数，一般取3～5。 ● F ：轴向力，单位N ； ● 2d ：外螺纹中径，单位mm ； ● h h 与p 的关系为： ● z 不均，因而z 不宜大于10）；
螺纹强度校核公式 国际上航空航天、消防救助和民用等诸多工业领域使用的储气瓶,正朝着工作压力高,储气量大并且更加安全可靠的方向发展。缠绕气瓶作为 国内外储气瓶的先进科学技术,较好地满足气瓶发展的需要。铝合金内胆作为缠绕气瓶的内衬,同普通的钢质内胆相比减轻了气瓶的重量,此外,铝 合金固有的氧化膜使该内胆具有较强的耐蚀性,延长了气瓶的使用寿命。 目前对该产品还没有相应的国家标准和行业标准,只有各企业制定的企业标准,企标中未能对内胆端部螺纹的强度提出明确计算方法。为了保 证安全,端部螺纹的强度需要进行校核计算。本文针对铝合金内胆端部螺纹的强度校核给出了3种计算方法。 1 计算方法简介 1.1 方法1 铝合金内胆端部内螺纹和螺塞外螺纹的旋合情况见图1,计算取值见图2。根据螺纹联接章节中螺纹牙强度校核的计算公式,内、外螺纹计算 公式分别如下: (1)
其中,[τps] =0.5Rps (3) [τp] =0.5Rp (4) 式中:τ内、τ外为螺纹承受的内、外切应力,MPa; [τps]为瓶阀螺塞螺纹许用切应力,MPa; [τp]为内胆端部螺纹许用切应力,MPa; Rps为瓶阀螺塞材料的抗拉强度,MPa; Rp为内胆材料的抗拉强度,MPa; F为最大轴向载荷,N; kz为载荷不均系数; z为旋合螺纹牙数; d1为外螺纹小直径,mm; D为内螺纹大直径,mm; d为螺纹公称直径,mm; b为螺纹牙根部宽度,mm; h为螺纹牙工作高度,mm; 普通螺纹的螺纹牙根部宽度b=0.87P(P为螺距)mm。 将式(1)～式(2)变化后得出内、外螺纹计算公式: πDbz[τp]≥F(5) πd1bz[τps]≥F(6) 当内胆端部开口处的内螺纹为直螺纹时, 直螺纹不少于6个螺距,并且在缠绕气瓶试验压力下,剪切安全系数不低于10,螺纹必须贯通
螺纹校核计算
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螺纹校核计算 一、引用教材 1.《机械设计》第四版,高等教育出版社，邱宣怀主编，１997年7月第4版，１9９ ７年7月第1次印刷。摘自P1２0。 2．《机械设计手册》第四版,第3卷,成大先主编，化学工业出版社，2０05年1月北京第2５次印刷。摘自１2-3～12-9。 二、适用范围 螺纹联接可以使用普通螺纹、梯形、矩形、锯齿形等四种，且多用普通螺纹。 下图1给出了螺旋副的可能螺纹种类、特点和应用。 图错误!未定义书签。螺旋副的螺纹种类、特点和应用
三、校核 该文件仅讨论五个方面的校核：抗挤压、抗剪切、抗弯曲、自锁性、螺杆强度。 根据实践，由于螺母的材质软,螺纹副的破坏多发生在螺母；但当螺母和螺杆材料相同时，螺杆首先破坏,此时应校核螺杆。该文件中的各物理量及其含义和公式均 可查阅文件(双击打开）螺纹联接的参数解释； 该五项校核已编成exce ｌ计算表格以提高效率,使用时仅仅需要填写绿色表格， 其余表格计算机自行计算得出结果，见文件（双击打开）螺纹联接计算表格 。 1、螺纹副抗挤压计算 把螺纹牙展直后相当于一根悬臂梁，见下图２、图3,抗挤压是指公、母螺纹牙之间的挤压应力不应超过许用挤压应力，否则便会产生挤压破坏。设轴向力为Ｆ,旋合螺纹圈数为z ，则验算计算式为： []P p A F σσ≤= hz d A 2π= ，取p [][]σσ= 式中 ● p σ:挤压应力，单位MPa; ● p []σ：许用挤压应力,单位MPa ； ● ][σ：材料许用拉应力，S []S σσ=,单位M Ｐａ,其中S σ为屈服应力,单位MP ａ，S 为安全系数,一般取３~5。 ● Ｆ：轴向力,单位N; ● 2d ：外螺纹中径，单位ｍm; ● h :螺纹工作高度,单位m ｍ,p 为螺距，单位mm,h 与ｐ的关系为: 梯形螺纹:h =0.5p 矩形螺纹:h =0.5p 锯齿螺纹:h=0.75p 普通螺纹：53h =p =0.541p 16 ● z :结合圈数,无量纲,一般不要超过10(因为旋合的各圈螺纹牙受力不均, 因而ｚ不宜大于10）;
螺纹牙强度校核计算 螺纹牙是一种常见的紧固连接元件，广泛应用于机械装配和结构设计中。在工程实践中，为了保证螺纹牙的可靠性和安全性，需要进行强度校核计算。本文将从螺纹牙的强度校核原理、计算方法和应用实例等方面进行详细介绍。 一、螺纹牙强度校核原理 螺纹牙的强度校核主要是指判断螺纹牙是否能够承受外部载荷而不发生破坏。在进行强度校核时，需要考虑以下几个因素： 1. 材料特性：螺纹牙的材料特性对其强度具有重要影响。常用的螺纹牙材料有碳钢、不锈钢、合金钢等，其强度和硬度等参数需要根据实际情况来确定。 2. 载荷特性：螺纹牙所承受的载荷通常包括拉力、剪力和扭矩等。不同载荷对螺纹牙的影响程度不同，需要根据实际应用情况进行合理选择。 3. 连接方式：螺纹牙的连接方式通常有内螺纹连接和外螺纹连接两种。不同的连接方式对螺纹牙的强度校核有一定影响，需要进行区别对待。 螺纹牙的强度校核计算主要包括以下几个方面： 1. 拉力校核：根据螺纹牙的载荷特性和材料特性，计算螺纹牙在拉力作用下的强度。常用的计算方法有拉力面积法和拉力切应力法等。 2. 剪力校核：对于承受剪力载荷的螺纹牙，需要计算其在剪力作用
下的强度。常用的计算方法有剪力面积法和剪力切应力法等。 3. 扭矩校核：对于承受扭矩载荷的螺纹牙，需要计算其在扭矩作用下的强度。常用的计算方法有扭矩面积法和扭矩切应力法等。 4. 综合校核：考虑到螺纹牙通常同时承受多种载荷，需要进行综合校核，综合考虑拉力、剪力和扭矩等因素。 三、螺纹牙强度校核应用实例 下面以一个螺栓连接为例，介绍螺纹牙强度校核的应用实例。 已知螺栓的材料为碳钢，螺纹型号为M8，连接方式为内螺纹连接。根据实际使用要求，螺栓所承受的最大拉力为5000N，最大剪力为300N，最大扭矩为50N·m。根据这些参数，可以进行如下步骤的强度校核计算： 1. 拉力校核：根据螺栓的拉力特性和材料特性，计算螺栓在拉力作用下的强度。假设螺栓的截面积为A，拉力切应力为τ，则有τ = F/A。根据实际计算，得到拉力切应力τ小于材料的屈服强度，因此拉力校核通过。 2. 剪力校核：根据螺栓的剪力特性和材料特性，计算螺栓在剪力作用下的强度。假设螺栓的剪力面积为A，剪力切应力为τ，则有τ = F/A。根据实际计算，得到剪力切应力τ小于材料的屈服强度，因此剪力校核通过。 3. 扭矩校核：根据螺栓的扭矩特性和材料特性，计算螺栓在扭矩作用下的强度。假设螺栓的扭矩面积为A，扭矩切应力为τ，则有τ =
第三章 螺纹联接（含螺旋传动） 3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几 何参数，见图3-1，主要有： 1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重 合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。 2）小径1d ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相 重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危 险截面的计算直径。 3）中径2d ——通过螺纹轴向界面内牙型上的沟槽 和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径，2d ≈11()2d d +。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。 ４）线数n ——螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用线数n ≤４。 ５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 ６）导程S ——螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹S ＝P ，多线螺纹S ＝nP 。 ７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径2d 处计算，即 22 arctan arctan S nP d d λππ== （3-1） 图3-1
8）牙型角α——螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β＝α/2。 9）螺纹接触高度h——内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。 二、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有： 1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图3-2a所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙。图3-2b是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 图3-2 2、双头螺柱联接 如图3-3a所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。
螺接的螺牙强度校核 一、引言 (1) 二、参考教材 (1) 三、适用范围 (1) 四、力学性能校核 (2) 1. 螺纹副抗挤压计算 (3) 2. 抗剪切强度校核 (4) 3. 抗弯曲强度校核 (5) 4. 自锁性能校核 (8) 5. 螺杆强度校核 (9)
一、引言 在机械设计的螺栓联接强度校核中，通常分为两部分，一是针对螺栓小径圆柱体（简称螺栓本体）的抗拉强度、抗剪强度进行校核，在螺栓本体满足工况使用后，再进一步对螺牙的强度进行校核，而下文就螺牙强度校核展开了相关性能校核的过程步骤。 二、参考教材 1.《机械设计》第四版，高等教育出版社，邱宣怀主编，1997年 7月第4版，1997年7月第1次印刷，印数0001—17094，定价 23.60元，该书是戊子庚上学时的教材。摘自P120。 2.《机械设计手册》第四版，第3卷，成大先主编，化学工业出 版社，2005年1月北京第25次印刷。摘自12-3～12-9。三、适用范围 螺纹联接可以使用普通螺纹、梯形、矩形、锯齿形等四种，且多用普通螺纹。下图1给出了螺旋副的可能螺纹种类、特点和应用。
图1 螺旋副的螺纹种类、特点和应用 四、力学性能校核 该文件仅讨论五个方面的校核：抗挤压、抗剪切、抗弯曲、自锁性、螺杆强度。 根据实践，由于螺母的材质软，螺纹副的破坏多发生在螺母；
但当螺母和螺杆材料相同时，螺杆首先破坏，此时应校核螺杆。 该文件中的各物理量及其含义和公式均可查阅文件（双击打开） 螺纹联接的参数解 释 ； 该五项校核已编成excel 计算表格以提高效率，使用时仅仅需要填写绿色表格，其余表格计算机自行计算得出结果，见文件 （双击打开） 螺纹联接计算表格 。 1. 螺纹副抗挤压计算 把螺纹牙展直后相当于一根悬臂梁，见下图2、图3，抗挤压是指公、母螺纹牙之间的挤压应力不应超过许用挤压应力，否则便会产生挤压破坏。设轴向力为F ，相旋合螺纹圈数为z ，则验算计算式为： p p []F = A σσ≤ 且 2F F A d hz π= 若取p [][]σσ=，则有2[]F d hz σπ≤ 式中 ● p σ：挤压应力，单位MPa ； ● p []σ：许用挤压应力，单位MPa ； ● F ：轴向力，单位N ；
螺纹连接校核 介绍 螺纹连接校核是一种用于检验螺纹连接强度的方法。在工程和 制造领域中，螺纹连接广泛应用于各种情况下的连接件。通过进行 校核，可以确保连接件的强度满足设计要求，并提高连接的安全性 和可靠性。 校核方法 螺纹连接校核一般包括以下几个步骤： 1. 确定连接件的材料和尺寸：首先需要明确连接件的材料和尺寸，包括螺纹的直径、螺距等参数。 2. 计算连接件的拉伸强度：根据连接件的材料性能和几何尺寸，计算连接件在受拉力作用下的强度。可以使用相关的工程计算方法 或标准表格来确定连接件的拉伸强度。
3. 计算连接件的剪切强度：螺纹连接在受剪切力作用下也需要 具备足够的强度。根据连接件材料的剪切性能和几何尺寸，计算连 接件在受剪切力作用下的强度。 4. 比较强度与载荷：将连接件的强度和实际受力情况进行比较，确保连接件能够承受预期的载荷。如果连接件的强度大于实际受力 情况下的载荷，则连接件符合设计要求。 5. 完善设计：如果连接件的强度不满足要求，可以进行一些改 进措施，如增加螺纹直径、改变材料等，以提高连接的强度。 注意事项 在进行螺纹连接校核时，需要注意以下几个方面： - 准确的数据：确保提供的连接件数据准确无误，包括材料性能、几何尺寸等。 - 正确的校核方法：选择适当的工程计算方法或标准表格，并 按照正确的步骤进行校核。
- 安全系数：在校核过程中，考虑适当的安全系数以确保连接件具备足够的强度。 - 实际情况：校核时要考虑连接件在实际工作环境下的受力情况，如振动、冲击等。 结论 螺纹连接校核是确保连接件强度满足设计要求的重要步骤。通过正确的校核方法和注意事项，可以提高连接的安全性和可靠性，确保工程项目的顺利进行。
铝合金内胆端部螺纹强度校核 现有铝合金内胆的设计、制造、检验还没有相应的国家标准和行业标准,通过对此类内胆端部螺纹的强度校核方法进行了分析、论证和对比,确定合理的计算方法。 标签：内胆螺纹强度校核计算方法 0 引言 国际上航空航天、消防救助和民用等诸多工业领域使用的储气瓶,正朝着工作压力高,储气量大并且更加安全可靠的方向发展。缠绕气瓶作为国内外储气瓶的先进科学技术,较好地满足气瓶发展的需要。铝合金内胆作为缠绕气瓶的内衬,同普通的钢质内胆相比减轻了气瓶的重量,此外,铝合金固有的氧化膜使该内胆具有较强的耐蚀性,延长了气瓶的使用寿命。 目前对该产品还没有相应的国家标准和行业标准,只有各企业制定的企业标准,企标中未能对内胆端部螺纹的强度提出明确计算方法。为了保证安全,端部螺纹的强度需要进行校核计算。本文针对铝合金内胆端部螺纹的强度校核给出了3种计算方法。 1 计算方法简介 1.1 方法1 铝合金内胆端部内螺纹和螺塞外螺纹的旋合情况见图1,计算取值见图2。根据螺纹联接章节中螺纹牙强度校核的计算公式,内、外螺纹计算公式分别如下: (1) (2) 其中,[τps] =0.5Rps (3) [τp] =0.5Rp (4) 式中:τ内、τ外为螺纹承受的内、外切应力,MPa; [τps]为瓶阀螺塞螺纹许用切应力,MPa; [τp]为内胆端部螺纹许用切应力,MPa; Rps为瓶阀螺塞材料的抗拉强度,MPa;
Rp为内胆材料的抗拉强度,MPa; F为最大轴向载荷,N; kz为载荷不均系数; z为旋合螺纹牙数; d1为外螺纹小直径,mm; D为内螺纹大直径,mm; d为螺纹公称直径,mm; b为螺纹牙根部宽度,mm; h为螺纹牙工作高度,mm; 普通螺纹的螺纹牙根部宽度b=0.87P(P为螺距)mm。 将式(1)～式(2)变化后得出内、外螺纹计算公式: πDbz[τp]≥F(5) πd1bz[τps]≥F(6) 当内胆端部开口处的内螺纹为直螺纹时, 直螺纹不少于6个螺距,并且在缠绕气瓶试验压力下,剪切安全系数不低于10,螺纹必须贯通整个胆颈,啮合紧密。可以理解为:计算的切应力至少为缠绕气瓶水压试验压力的10倍,即F=10PhA。由此得出内、外螺纹强度校核公式如下: kzπDbz[τp]≥10PhA (7) kzπd1bz[τps]≥10PhA (8) 式中:Ph为缠绕气瓶水压试验压力,MPa; A为内胆端面内螺纹开孔受压面积(取内螺纹的大径),mm2。 可以看出,式(7)～式(8)均和载荷不均系数kz有关。而对于大直径的螺纹,kz 并不十分准确,所以式(7)和式(8)的计算结果为近似结果。内胆与瓶阀螺塞螺纹紧密啮合,故而不考虑载荷不均情况,认为内胆与瓶阀螺塞连接载荷均匀分布。kz取值1,简化计算公式。
1、螺纹副耐磨性计算 《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式： ] [2P h Fp d φπ≥ 式中， N F 轴向力，- 2.1=-φφ整体式螺母取 1.3,81][表许用压强MPa P - 6m m 螺距， -p mm p h h 365.05.0=⨯==-螺纹工作高度， 螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1=-=φφ取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P 提高20%，MPa P 6.212.118][=⨯=。 mm P h FP d 3.296 .212.1314.36 49153][2=⨯⨯⨯⨯=≥ φπ 6 12 6 12 注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。
图3.？ 螺旋副受力图 牙型角α=30°，螺距P 由螺纹标准选择P=6mm 牙顶间隙ac ;25.0,55.1=-=ac p ;5.0,126=-=ac p ;1,4414=-=ac p 外螺纹 大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm 中径mm p d d 415.02=-= 小径mm h d d 37231=-= 牙高mm ac p h 5.35.03=+= 内螺纹 大径mm ac d D 452=+= 中径mm d D 1422== 小径mm p d D 381=-= 牙高mm h H 5.334== 牙顶宽mm p f 196.2366.0==
牙槽底宽mm ac p w 9145.10563.366.0=-= 螺纹升角4470.0tan 2 == d np πψ 因此选用644⨯T 的螺杆，其参数为： 表3.2 644⨯T 的螺杆 公称直径（mm ） d 螺距（mm ） P 中径（mm ） 22D d = 大径（mm ） D 小径（mm ） 1d 1D 44 6 41 45 37 38 2、螺纹牙强度计算 螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。 螺纹牙底宽 mm p t 8.36634.0634.01=⨯== 螺母旋合长度94.3143.22'=⨯==d H φ 相旋合螺纹圈数 166 94.3≈='=P H z 剪切强度条件 MPa z Dt F 4.068 .3614514.334912.5 1=⨯⨯⨯=πMPa 4030][-=≤τ 弯曲强度条件 MPa MPa z Dt Fh b 6040][9.626 18.34514.33 34912.533221-=≤=⨯⨯⨯⨯⨯=σπ
机械设计中丝杠螺母副计算校核 LT
牙顶宽mm p f 196.2366.0== 牙槽底宽mm ac p w 9145.10563.366.0=-= 螺纹升角4470.0tan 2 ==d np πψ 因此选用644⨯T 的螺杆，其参数为： 表3.2 644⨯T 的螺杆 公称直径（mm ） d 螺距（mm ） P 中径（mm ） 22D d = 大径（mm ） D 小径（mm ） 1d 1D 44 6 41 45 37 38 2、螺纹牙强度计算 螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。 螺纹牙底宽 mm p t 8.36634.0634.01=⨯== 螺母旋合长度94.3143.22'=⨯==d H φ 相旋合螺纹圈数 166 94.3≈='=P H z 剪切强度条件 MPa z Dt F 4.068 .3614514.334912.5 1=⨯⨯⨯=πMPa 4030][-=≤τ
弯曲强度条件 MPa MPa z Dt Fh b 6040][9.626 18.34514.33 34912.533221-=≤=⨯⨯⨯⨯⨯=σπ 表3.3滑动螺旋副材料的许用应力 螺旋副材 料 许用应力(MPa) [σ] [σ]b [τ] 螺杆 钢 σs /(3~5) 螺母 青铜 40~60 30~40 铸铁 40~55 40 钢 (1.0~1.2) [σ] 0..6[σ] 螺杆强度计算 螺杆受有压力（或拉力）F 和扭矩T ，根据第四强度理论，其强度条件为; N g d l vg G 6.778.94041.046.0785042 4 2=⨯⨯⨯⨯===πρρ m 291.0250.06.7715.0f N r G T =⨯⨯=⋅⋅=公称 ][)2.0(3)4( 2 3 1221σπ≤+d T d F ][49.32)37 0.02.010291.0(3)370.014.310349154()2.0(3)4(2 3622-6231221σπ≤=⨯⨯+⨯⨯⨯=+-MPa d T d F 4、螺纹副自锁条件 668.21 414.36 1arctan arctan 2=⨯⨯==d nP πψ