不同等级强度螺纹旋合长度(计算)
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螺纹的配合等级二、螺纹配合等级:螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小,配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。
(一)、对统一英制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:1A、2A和3A级,内螺纹有三种等级:1B、2B和3B级,全部都是间隙配合。
等级数字越高,配合越紧。
在英制螺纹中,偏差仅规定1A和2A级,3A级的偏差为零,而且1A和2A级的等级偏差是相等的。
等级数目越大公差越小,如图所示:1、1A和1B级,非常松的公差等级,其适用于内外螺纹的允差配合。
2、2A和2B级,是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。
3、3A和3B级,旋合形成最紧的配合,适用于公差紧的紧固件,用于安全性的关键设计。
4、对外螺纹来说,1A和2A级有一个配合公差,3A级没有。
1A级公差比2A级公差大50%,比 3A级大75%,对内螺纹来说,2B级公差比2A公差大30%。
1B级比2B级大50%,比3B级大75%。
(二)、公制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:4h、6h和6g,内螺纹有三种螺纹等级:5H、6 H、7H。
(日标螺纹精度等级分为I、II、III三级,通常状况下为II级)在公制螺纹中,H和h 的基本偏差为零。
G的基本偏差为正值,e、f和g的基本偏差为负值。
如图所示:1、 H是内螺纹常用的公差带位置,一般不用作表面镀层,或用极薄的磷化层。
G位置基本偏差用于特殊场合,如较厚的镀层,一般很少用。
2、g常用来镀6-9um的薄镀层,如产品图纸要求是6h的螺栓,其镀前螺纹采用6g的公差带。
3、螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h,对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹,标准推荐采用6H/6g的配合。
(三)、螺纹标记螺纹的种类和标注(2006-03-13 16:32:20 )1 螺纹的种类螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹两类。
常用标准螺纹的种类及用途可参看表1。
2 螺纹联接的画法如图2在剖视图中,内、外螺纹结合部分按外螺纹画,其余部分仍用各自的画法表示。
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 =n P 。
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22arctanarctanSnPd d λππ== (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:图3-11、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3-22、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。
螺纹旋合长度为什么要计算螺纹旋入深度:主要三点:a、连接的可靠性,旋入深度的多少才能保证连接的可靠,最基本的;b、螺纹加工过长,精度就难保证,成本高,尤其在精密零件中,常见的都在6H;c、我感觉是最主要的,在很多情况下,螺纹孔的深度局限性很大,防止和其他面干涉,尤其密封面,穿透的话,漏气漏油等,在保证其连接强度的前提下,应尽可能的短。
补充一下,由于温差形变,及加工误差等,旋入深度过长,反而使螺钉别劲,连接效果反而不好。
螺纹旋入深度的经验公式一般分两种:a、根据螺孔材料不同, 1xd(钢或青铜),1.25~1.5d(铸铁),1.5~2.5d(铝合金);b、根据螺钉受力递减规律,取8~10p(p为螺距)。
对于螺纹旋合深度一般来说,头三扣将承载80%以上的力。
所以,旋合长度不能少于5扣。
对于方法a,为设计手册上提到的经验公式,其主要考虑的是材料的性能,通俗的说就是考虑到,不同材料的螺纹损坏的难易程度不同,其备用的扣数不同。
对于方法b,是根据螺纹承受轴向力的时候,承受的强度(也就是你说的压力)根据螺纹的大小和螺距而定,深度一般选取8~10个螺距的长度,因为螺纹承受轴向力的时候,第1个螺距承受的力最大,往下依次递减,到第8~10个螺距的时候几乎不受力了,所以螺纹再长也没什么意义。
其笼统的忽略了材料特性的影响,考虑的是螺钉受力分析。
二者举例比较:规格公式钢和青铜铸铁铝合金M8x1.25(粗)a8 10~12 12~20b 10~12.5 10~12.5 10~12.5 M8x0.75(细)a8 10~12 12~20b 6~7.5 6~7.5 6~7.5M16x2 (粗)a 16 20~24 24~40b 16~20 16~20 16~20M16x1 (细)a 16 20~24 24~40b 8~10 8~10 8~10螺纹旋合深度表从表中可以看出,公式a相对b来说,旋入尺寸的跨度比较大,精度低,但灵活性高;a方法未考虑到粗细牙之分,而b方法考虑到。
一、一般机械用螺栓连接的许用应力表2 尺寸系数二、松连接螺栓的强度计算一般机械用松连接螺栓,其螺纹部分的强度条件为:需要的计算直径为:式中: Q —螺栓的总拉力,此情况下是其工作拉力,N ;A c —螺栓螺纹部分的计算面积,(mm 2); d c —螺纹部分的计算直径(mm);d c =(d 2 + d 1 – H/6)/2≈d -0.94P ;其中: d 2和d 1 为螺纹的小径和大径,(mm ),H 为螺纹牙理论高度,(mm ), P 为螺纹螺距,(mm )。
[σ]—松连接螺栓的许用拉应力,MPa 。
三、紧连接螺栓的强度计算1、只受预紧力的螺栓一般结构形式的螺栓螺母连接,螺栓除受预紧力外还受拧紧力矩的作用,综合考虑拉应力σ和扭转剪应力τ=0.5σ,根据第四强度理论,可得螺纹部[]σπ≤=24c c d QA F[]σπQd c 4≥分的强度条件为:()[]στσσσσ2222330513+≈+≈≤..换算后得:[]4132⨯≤Q d cPπσ 螺栓需要的计算直径:[]d Q c P≥⨯413.πσ式中: Q P —螺栓的预紧力,N ;[σ]—静载紧连接螺栓的许用拉应力(按表1),MPa 。
当螺栓材料为低塑性材料时,如30CrMnSi 等,宜采用根据莫尔理论的强度条件:()()[]121121422-+++≤νσνστσ 式中:ν=σSL /σSY ,对于一般塑性材料,ν=1。
σSL 和σSY 分别是材料的拉伸、压缩屈服极限,MPa 。
2、受预紧力和静工作拉力的螺栓为保证连接的可靠性和充分发挥螺栓连接的潜力,螺栓的预紧应力σp 应在小于0.8σs 的条件下取较高值,对一般机械,σp =(0.5~0.7)σs 螺栓需要的预紧力:F C C C Q Q mb mP P ++'=螺栓总拉力:Q= Q p ’+F或表示为:Q Q C C C F P bb m=++ 式中: Q p —螺栓需要的预紧力,N ;Q p ’—被连接件中剩余预紧力( 承受工作拉力后,被连接 件中剩余预紧力 Q p ’的推荐值见表5),N ; F —螺栓的工作拉力,N ;C b 、C m ─分别为螺栓和被连接件的拉、压刚度,均为定值。
螺纹的配合等级二、螺纹配合等级:螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小,配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。
(一)、对统一英制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:1A、2A和3A级,内螺纹有三种等级:1B、2B和3B级,全部都是间隙配合。
等级数字越高,配合越紧。
在英制螺纹中,偏差仅规定1A和2A级,3A级的偏差为零,而且1A和2A级的等级偏差是相等的。
等级数目越大公差越小,如图所示:1、1A和1B级,非常松的公差等级,其适用于内外螺纹的允差配合。
2、2A和2B级,是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。
3、3A和3B级,旋合形成最紧的配合,适用于公差紧的紧固件,用于安全性的关键设计。
4、对外螺纹来说,1A和2A级有一个配合公差,3A级没有。
1A级公差比2A级公差大50%,比 3A级大75%,对内螺纹来说,2B级公差比2A公差大30%。
1B级比2B级大50%,比3B级大75%。
(二)、公制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:4h、6h和6g,内螺纹有三种螺纹等级:5H、6 H、7H。
(日标螺纹精度等级分为I、II、III三级,通常状况下为II级)在公制螺纹中,H和h 的基本偏差为零。
G的基本偏差为正值,e、f和g的基本偏差为负值。
如图所示:1、 H是内螺纹常用的公差带位置,一般不用作表面镀层,或用极薄的磷化层。
G位置基本偏差用于特殊场合,如较厚的镀层,一般很少用。
2、g常用来镀6-9um的薄镀层,如产品图纸要求是6h的螺栓,其镀前螺纹采用6g的公差带。
3、螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h,对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹,标准推荐采用6H/6g的配合。
(三)、螺纹标记螺纹的种类和标注(2006-03-13 16:32:20 )1 螺纹的种类螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹两类。
常用标准螺纹的种类及用途可参看表1。
2 螺纹联接的画法如图2在剖视图中,内、外螺纹结合部分按外螺纹画,其余部分仍用各自的画法表示。