螺纹传动强度计算

螺旋传动的校核计算方法一．耐磨性计算锯齿螺纹公式：螺纹中径d2>=0.65*SQRT(Q/(w[p])) mm 式中：Q——轴向载荷[N]W——引用系数W=H/d2 （H——螺母高度、d2——螺纹中径）整体螺母：W=1.2～2.5；剖分式螺母：W=2.5～3.5螺母中的扣数Z<=10。

[p]——许用挤压强度[N/mm2]v<=12 M/min（旋转线速度）：淬火钢（HRC）—青铜[p]=10～13 Mpa手动：调质钢（HB）——青铜[p]=15～25 Mpa 二．螺杆螺纹部位的强度校核当量应力σt=SQRT（SQR(4Q/(πd2))+3SQR(T/(πd3/16))）<=[σ]式中：d——螺杆小径；d2—小径平方；d3—小径3次方[σ]——螺杆材料许用应力，优质碳钢、低合金碳钢取[σ]=50～80MpaT——螺旋副摩擦阻力矩N-m，T=fQd2/2；f-摩擦系数；d2-中径n——圆周率；n＝3.1415926三．螺杆稳定性校核柔度λ=μL/SQRT(I/A)=4μL/d式中：μ——长度系数；千斤顶μ=2；压力机μ=0.7L——最大工作长度I——危险截面惯性矩；I=πd4/64；d4—小径4次方A——危险截面面积；A=πd2/4；d2—小径平方n——圆周率；n＝3.1415926柔度λ>=100，临界载荷按材料力学的欧拉公式计算Qc=π2EI/SQR(μL)……[N]π2——圆周率的平方柔度λ<100；σb>=370 Mpa碳钢Qc=（304-1.12λ）A柔度λ<100；σb>=470 Mpa优质碳钢、低合金碳钢Qc=（461-2.57λ）A柔度λ<40，不作稳定性校核。

稳定性条件：Q<= Qc/n；n——安全系数，n=2.5～4。

四．螺母螺纹强度校核剪切强度校核：τ=Q/(πDbZ)<=[τ]弯曲强度校核：σ=3Qh/(πDb2Z)<=[σ]式中：b—螺纹牙根宽度；锯齿螺纹b=0.74t（t——螺距）；b2——b的平方h—牙高Z—牙扣数D—螺母螺纹根径；πD—根径周长n——圆周率；n＝3.1415926青铜螺母：[τ]=30～40Mpa；[σ]=40～60MPa2.螺母的长度如何确定？螺母的长度Ｌ＝ＺtＺ－扣数；Ｚ＜１０t－螺距3.千斤顶的螺纹如何计算承载力的？见＜螺杆稳定性校核＞注：SQRT：开平方函数；SQR：平方函数。

M24螺纹轻度 计算 P=70Mpa Pmax=105Mpa材料 60K [σs]≥414 [σb]≥586螺栓受力分析：设环境：当进行轻度试验时 液体进入阀体中，闸板密封作用。

关闭时阀杆中作用 在开启状态下，阀板关闭时的受力分析：在开启状态时，介质通过进口端阀座受压端面作用在阀板的作用力为F1，通过出口端阀座受压端面作用在阀板的作用力为F2，由于进出口端阀座结构及尺度完全一致，而此时两阀座所受的液体压力衡定，即进出口端阀座所受的轴向压力相等，则：F1=F2。

当要关闭闸阀，阀板下行时，必须克服阀板两密封面所产生的摩擦力，阀板才能运动。

此时阀杆受压。

从以上两种受力分析可以看出，关闭闸阀时，阀板所承受的作用力比开启闸阀所承受的作用力小。

所以在进行阀杆校核时，用关闭状态时，打开阀板产生的力作用在阀板的作用力为F1 F1=7004)2.72.8(14.34)(2222⨯-=⨯-P d D πkg/cm2 =8462kg 机械设计手册 介质直接对阀板的作用力为F2F2= kg cm kg P d 4.36948/70042.814.34222=⨯⨯=⨯π 表 5-88 序号2 《阀门设计手册》第2版出口端阀座承受的作用力为F1+F2：F1+F2=8426+36948.4=45374kg当要开启闸阀使阀板上行时，必须克服阀板两面的摩擦力F 。

F=[F1+（F1+F2）]f 表 3-26 密封面摩擦因素 《阀门设计手册》第2版式中f 为阀板与阀座的摩擦系数取 f=0.06F=[F1+（F1+F2）]f=[8426+45374] ×0.06=3228.34kg阀杆与密封填料间的摩擦力Qr （N ）Qr=πdF1hR μPμ ——阀杆与密封调料间的摩擦系数。

对于橡胶填料，取μ=0.1dF1 ——接触介质阀杆直径（mm ）设：dF1=35（mm ）。

hR ——填料层高度（mm ）。

由于阀杆、尾杆均有橡胶圈密封，hR=20（mm ）Qr=3.14×3.5×2.0×0.1×700kg/cm2=1536.6kg开启阀门使阀板下行时，必须克服阀板两面的摩擦力F 和阀杆与密封填料间的摩擦力Qr 。

螺纹强度计算公式螺纹强度计算公式是指计算螺纹连接件的强度，以确保其安全使用的公式。

在机械制造和装配中，螺纹连接是一种常见的连接方式，用于连接螺纹孔和螺纹支柱。

螺纹连接的强度取决于许多因素，如螺纹类型、材料强度、尺寸和几何形状等。

螺纹连接的强度通常是按照最小截面的强度进行计算。

最小截面是指螺纹连接件的有效截面，包括螺纹节距处的截面和棱角处的截面。

螺纹强度计算公式一般包括以下几个关键因素：1. 螺纹形状：螺纹形状是螺纹连接件的主要特征之一，包括螺纹角度、螺纹节距、螺纹高度等。

不同形状的螺纹对螺纹连接件的强度产生不同的影响。

2. 材料强度：材料的强度是螺纹连接件的另一个重要因素。

通常情况下，螺纹连接件使用的材料应该具有足够的强度和硬度，以承受连接所需要的力和扭矩。

3. 螺纹尺寸：螺纹连接件的尺寸也是螺纹强度计算公式中的一个关键因素。

螺纹连接件的尺寸应该满足实际应用中的需求，同时也要考虑强度和刚度等因素。

根据以上几个关键因素，螺纹强度计算公式可以表示为：P=SfAs或P=T/J其中P表示螺纹连接件的最大允许载荷，Sf表示螺纹连接件疲劳极限强度，As表示螺纹连接件最小截面面积，T表示螺纹连接所承受的最大扭矩，J表示螺纹连接件的极径转动惯量。

以上两个公式分别适用于拉伸载荷和扭转载荷的情况。

在拉伸载荷情况下，螺纹连接件的最大允许载荷应该小于其疲劳极限强度乘以最小截面面积。

在扭转载荷情况下，螺纹连接件的最大扭矩应该小于其极径转动惯量除以螺纹连接件的极半径。

总之，螺纹强度计算公式是确保螺纹连接件安全使用的重要工具。

将各种关键因素综合考虑，可以准确地计算螺纹连接件的强度，并根据计算结果做出相应的设计和选择决策。

这样可以大大提高机械制造和装配的可靠性和安全性。

螺旋副材料牌号Q235、Q275、45、5040Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl ZCu10P1、ZCu5Pb5Zn5ZcuAl9Fe4Ni4Mn2ZCuZn25Al6Fe3Mn3滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。

其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。

因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p ，使其小于材料的许用压力[p ]。

4.螺母外径与凸缘的强度计算5.螺杆的稳定性计算螺旋传动设计滑动螺旋传动的设计计算设计计算步骤:1.耐磨性计算2.螺杆的强度计算3.螺母螺纹牙的强度计算螺旋传动常用材料见下表：表： 螺旋传动常用的材料耐磨性计算螺母螺杆如图5－46所示，假设作用于螺杆的轴向力为Q（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A（mm 2），螺纹中径为小（mm），螺纹工作高度为H（mm），螺纹螺距为 P（mm），螺母高度为 D（mm），螺纹工件圈数为 u＝H/P 。

则螺纹工作面上的耐磨性条件为上式可作为校核计算用。

为了导出设计计算式，令ф=H/d 2， 则H=фd 2，，代入式（5－43）引整理后可得对于矩形和梯形螺纹，h＝0.5P，则对于30o 锯齿形螺纹。

h＝0.75P，则螺母高度H=фd 2式中：[P]为材料的许用压力，MPa，见表5－13；ф值一般取1.2～3.5。

对于整体螺母，由于磨损后不能凋整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取ф＝1.2～2.5对于剖分螺母和兼作支承的螺母，可取ф=2.5～3.5只有传动精度较高；载荷较大，要求寿命较长时，才允许取ф=4。

根据公式算得螺纹中径d 2后，应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距P。

螺纹工作圈数不宜超过10圈。

螺杆—螺母的材料滑动速度低速≤3.06~12>15淬火钢—青铜6~12<2.46~12表：滑动螺旋副材料的许用压力[ P]钢—青铜钢—铸铁注：表中数值适用于ф=2.5～4的情况。

螺纹强度计算
1 螺纹强度计算
螺纹强度的计算是机械设计过程中的一个重要环节，它是指螺纹
联接件能够抵抗的最大拉力。

螺纹联接件的强度是日常工作中最重要
的因素之一，是决定单位的使用质量的关键因素。

1 螺纹强度计算原理
螺纹强度计算是一个复杂的过程，基本上涉及到四个主要方面：
材料强度、螺纹直径和螺纹形状、螺纹深度以及受力条件。

1.1 材料强度
材料是螺纹强度计算的前提，材料的强度一般由材料化学成分决定，特指材料含有碳、硅、锰、磷等金属成分，螺纹强度是由材料的
拉断强度决定的，而不是抗拉强度。

1.2 螺纹直径和螺纹形状
在螺纹强度计算中，外螺纹的直径和螺纹形状决定了外螺纹在拉
力中的分布，即螺纹内分布的工作情况。

根据一定的数学模型，了解
其螺纹内的强度变化规律和最大的拉力是螺纹强度计算的重要依据。

1.3 螺纹深度
螺纹深度对螺纹强度计算来说也非常重要，由于深度受到厚度限制，最大拉力也会随着深度的变化而变化。

所以在确定螺纹深度之前，应该明确确定螺纹强度的要求。

1.4 受力条件
受力条件影响螺纹的强度，受力条件分为静力和动力，通常以静力为准。

最大拉力分布受载荷类型、载荷位置和载荷方向的影响，因此，在确定最大拉力前，要确定工件制作过程中的受力条件。

总之，螺纹强度计算是机械设计过程中一项极其重要的任务，它涉及到材料强度、螺纹直径、螺纹形状、螺纹深度以及受力条件，在完成螺纹强度计算之前，应该确定好螺纹的工作要求，以便更好的分析结果。

机械设计螺纹连接的强度计算1. 引言螺纹连接是一种常见的机械连接方式，广泛应用于各种工程领域中。

在机械设计中，准确计算螺纹连接的强度是至关重要的，以确保连接的稳定性和可靠性。

本文将介绍螺纹连接的强度计算方法。

2. 螺纹连接的基本原理螺纹连接是通过螺纹的相互摩擦力和压力来传递力量的。

在螺纹连接中，螺纹的轴向力将产生一个剪切力，并且螺纹的几何特征将决定其承载能力。

主要的螺纹连接参数包括螺纹规格、螺母和螺纹之间的接触面积、螺纹材料和预紧力等。

3. 螺纹连接的强度计算方法螺纹连接的强度可以通过以下几种方法进行计算：3.1 标准表格法标准表格法是最简单和常用的计算螺纹连接强度的方法之一。

该方法基于统计数据和经验公式，通过查表找到相应的螺纹规格和材料对应的承载力，并结合预紧力进行计算。

3.2 理论计算法理论计算法是通过数学模型和理论分析进行螺纹连接强度计算的方法。

该方法首先确定螺纹连接的载荷和边界条件，然后利用螺纹材料的力学性质和几何形状进行力学计算，最后得出连接的强度和可靠性。

3.3 有限元分析法有限元分析法是一种基于数值计算和计算机模拟的计算方法。

该方法将螺纹连接模型分割成许多小的单元，通过求解有限元方程组来计算连接的应力分布和变形情况。

然后，根据应力和变形的结果，进行强度评估和优化设计。

3.4 实验测试法实验测试法是通过构建实际螺纹连接样品，进行加载实验来获得连接的强度数据。

该方法可以直接从实验数据中得出连接的承载能力和可靠性，但是需要耗费较多的时间和资源。

4. 选择合适的计算方法在实际应用中，选择合适的计算方法需要考虑多个因素，包括设计要求、时间和资源限制、计算准确度等。

对于一般的机械设计而言，标准表格法和理论计算法往往是较为常用和合适的方法。

而对于复杂的结构和严格的设计要求，有限元分析法和实验测试法可以提供更准确和可靠的结果。

5. 结论在机械设计中，准确计算螺纹连接的强度是确保连接稳定性和可靠性的重要一步。

螺纹的强度计算 机械工学便览篇螺纹的许用拧紧力矩T=(Q/2)*(d2*μ/cosβ+d2*tanα+μn*d n)Q=σq*Aμ: 螺纹表面摩擦系数β：螺纹牙型半角、因为是公制螺纹所以是30ºd2: 螺纹有效直径的标准尺寸d3: 外螺纹内径的标准尺寸 d3=d-1.226869*Sα：螺纹升角 tanα=S/(π*d2) (rad)S: 螺纹的牙距μn： 螺母座面的摩擦系数d n:　螺母座面的平均直径　例1：当螺母座面是以B为直径的圆的情况 d n=(2/3)*(B3-d n3)/(B2-d h2) d h:螺栓孔径　例2: 当螺母座面是以B为对边宽度的六边形的情况 dn=(0.608*B3-0.524*d h3)/(0.866*B2-0.785*d h2)A: 螺纹的有效截面积　A=(π/4）*d32σq:　螺纹的许用拉伸应力ρ=螺纹接触面的摩擦角=tan-1(μ） （rad）内螺纹螺牙的剪切应力Q=√2*π*Z*(d-AB*sinΨ）*AB*τn*cosβ*cosρΨ=0.7854+ρ-β…螺纹剪切面的角度 （rad） Yn：内螺纹螺栓外径位置的螺牙根部宽度Yn=0.875*SAB:内螺纹剪切长度AB=Yn*cosβ/cos(β-Ψ)Z＝(螺母高度/S)-1 …同时接触的牙数、　取理论值-1。

外螺纹螺牙的剪切应力Q=√2*π*Z*(d - 2*h + CD*sinψ)*CD*τs*cosβ*cosρΨ=0.7854+ρ-β…螺纹剪切面的角度 （rad）Ys:外螺纹螺牙根部宽度Ys=(0.125+0.625*ε)*Sε:　螺纹结合比，通常取1。

CD:　外螺纹剪切长度CD=Ys*cosβ/cos（β-Ψ）h:　外螺纹螺牙高度，通常　h=H1=0.541226*SS:　螺纹牙距。

螺纹的连接强度设计规范旋台圈数：z= 15.33原始三角形高度：H=1.732/2P=1.3实际牙高：Hl=0.54P=0.81牙根宽:b=0.75P=1.13间隙：B=0.08p=0.12螺纹材料：45屈服强度360MPa抗拉强度600Mpa n=5(交变载荷)系统压力P=17.5Mpa 活塞杆d=28 缸套P=65推力F=PA=47270N请校核螺纹的连接强度：1:螺纹的抗剪强度校验：[计[r] = (O・8-l・O)[b] = 96A^dT = ------- - ------- = 47270/(0.56 x3.14xl &376 x 1」3x15.33) = 84・4MPd K Z.XTI xdixbxZ故抗剪强度足够。

2：抗弯强度校核：(ow)(OW)：许用弯曲应力为:0.4*360(屈服极Pg)=144MPaow = ----------- - --------------- = 3 X 47270/(0.56 x3.14xl8.376x 1.13x1」3 x 15.33) = 224MPa K Z.XTI xdixbxbxZ故其抗弯强度不足：3:螺纹面抗挤压校验(op)［切］为0.5 x屈服强度为0.5 x360 = 180 MPaF如疋E后"初。

/(0.56 x 3.Z9.026心W)亠3 •枷九故其抗挤压强度足够。

4：螺纹抗拉强度效验W0]为许用抗拉强度，对于钢来说[b] = ob/5 = 120Mpade 螺纹计算直径:dc=( d+d 1 -H/6)/2=(20+18.376-13/6)/2= 19.08mm a = = 4x 47270/(3.14x19.08 x 19.08) = 165・325MPa TldL 故其抗拉强度不足。

例钢制液压油缸如m 10-21所示，油缸壁厚为10mm,油压y9=1.6MPa, 0=160mm,试计 算上盖的摞栓联接和煤栓分布圆言径D 。

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22arctanarctan S nPd d λππ== （3-1） 图3-18）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3-22、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。

螺纹的连接强度设计规范已知条件：旋合长度： L=23旋合圈数： Z=15.33原始三角形高度：H=1.732/2P=1.3实际牙高：H1=0.54P=0.81牙根宽：b=0.75P=1.13间隙：B=0.08p=0.12螺纹材料: 45 屈服强度360MPa 抗拉强度 600Mpa n=5(交变载荷)系统压力P=17.5Mpa 活塞杆d=28 缸套D=65推力F=PA=47270N请校核螺纹的连接强度：1：螺纹的抗剪强度校验：[]τ故抗剪强度足够。

2：抗弯强度校核：(σw)(σw)：许用弯曲应力为: 0.4*360(屈服极限)=144MPa故其抗弯强度不足：3: 螺纹面抗挤压校验(σp)[]MPa p 1803605.05.0=⨯⨯屈服强度为为σMPa H d Kz Fp 73.113)33.1581.0026.1914.356.0/(47270Z 12=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=πσ故其抗挤压强度足够。

[]()[]Mpa960.18.0=-=στMPa Zb d Kz F s 4.84)33.1513.1376.1814.356.0/(472701=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=πτMPa Zb b d Kz FH 224)33.1513.113.1376.1814.356.0/(472703113w =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=πσ4: 螺纹抗拉强度效验 (σ)[][]20Mpa 1=σb/5=σσ钢来说为许用抗拉强度，对于dc 螺纹计算直径: dc=( d+d1-H/6)/2=(20+18.376-1.3/6)/2=19.08mmMPa dc F 325.165)08.1908.1914.3/(472704π42=⨯⨯⨯==σ 故其抗拉强度不足。

例1-1 钢制液压油缸如图10-21所示，油缸壁厚为10mm ，油压p =1.6MPa ，D=160mm ，试计算上盖的螺栓联接和螺栓分布圆直径。

解 (1) 决定螺栓工作载荷暂取螺栓数z =8，则每个螺栓承受的平均轴向工作载荷为(2) 决定螺栓总拉伸载荷对于压力容器取残余预紧力=1.8，由式(10-14)可得(3) 求螺栓直径选取螺栓材料为45钢=355MPa(表9-1)，装配时不要求严格控制预紧力，按表10-7暂取安全系数S=3，螺栓许用应力为MPa 。

螺纹传动效率计算
【原创实用版】
目录
1.螺纹传动效率的定义
2.计算螺纹传动效率的公式
3.螺纹传动效率的影响因素
4.提高螺纹传动效率的方法
正文
一、螺纹传动效率的定义
螺纹传动效率是指螺纹传动中，输出功率与输入功率之比，是衡量螺纹传动性能的重要指标。

二、计算螺纹传动效率的公式
螺纹传动效率的计算公式为：
η = (输出扭矩×输出转速) / (输入扭矩×输入转速)
三、螺纹传动效率的影响因素
1.螺纹的摩擦：螺纹的摩擦力越大，传动效率就越低。

2.螺纹的制造精度：螺纹的制造精度越高，传动效率就越高。

3.螺纹的材料：螺纹的材料会影响其强度和耐磨性，进而影响传动效率。

4.螺纹的预紧力：预紧力过大或过小都会影响螺纹的传动效率。

四、提高螺纹传动效率的方法
1.选择合适的螺纹材料和制造工艺，提高螺纹的制造精度。

2.合理选择螺纹的摩擦系数，以减小螺纹的摩擦。

3.控制螺纹的预紧力，避免过大或过小的预紧力。

4.定期保养和更换螺纹，以保持螺纹的良好状态。