螺纹联接的设计及计算
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螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算螺栓的受⼒形式主要是轴向受拉或横向受剪。
轴向受拉时有松螺栓联接与紧螺栓联接两种情况。
螺栓危险截⾯应是⼩径所在截⾯。
⼀、松螺栓联接的强度1、特点:在承受⼯作载荷前,螺栓不受⼒,在⼯作时则只承受轴向⼯作载荷F 作⽤。
此联接可能发⽣的失效形式为螺栓杆的拉断。
2、强度条件:或式中,d 1为螺纹⼩径(mm ),[σ]为松螺栓联接螺栓的许⽤拉应⼒(MP ),查下表。
3、实例:如起重吊钩。
⼆、紧螺栓联接的强度计算紧螺栓联接装配时已拧紧,未加载荷前已受预紧⼒。
只分析受横向⼯作载荷情况如右图:外载荷Fs 与螺栓轴线垂直。
联接靠被联接件接合⾯间的摩擦⼒传递外载荷,因此螺栓只受预紧⼒Q 0作⽤。
⼯作时防⽌被联接件相对滑动,螺栓预紧⼒Q 0为:式中,S 为安全系数,通常S=1.1~1.3;m 为接合⾯数,f 为接合⾯间的摩擦系数,f =0.1~0.16。
这种联接的螺栓在预紧⼒Q 0作⽤下,在其危险截⾯(⼩径)产⽣拉应⼒:在对螺栓施加预紧⼒Q 0时,拧紧时螺栓同进还受扭矩T,螺栓在T 作⽤下,在其危险截⾯(⼩径)处产⽣扭转切应⼒τ:对于M10~M60的普通螺纹,取d 1、d 2、λ的平均值,并取,则。
按第四强度理论,当量应⼒为故该螺栓联接的强度条件为:或螺纹联接按材料的⼒学性能分为⼗个等级。
螺母的性能等级⽤螺栓⼒学性能等级标记的第⼀部分数字标记。
当螺栓与螺母配套成组合件时,两者的⼒学性能应为同级。
螺栓联接的许⽤⼒和安全系数螺纹的结构、预紧与防松⼀、螺纹连接的结构设计1、联接接合⾯的⼏何形状通常设计成轴对称的简单⼏何形状,螺纹连接布置时应使其对称中⼼与联接接合⾯的形⼼重合,以使受⼒均匀。
2、分布在同⼀圆周上的螺纹联接数⽬应尽量取4、6、8、12、16、的偶数,以便于圆周上钻孔时分度和划线。
同⼀螺纹联接中的螺纹联接件的材料、直径和长度均取为相同,同⼀产品上采⽤的螺纹联接件的类型和尺⼨规格应越少越好。
螺纹几何参数计算公式螺纹是一种常见的机械连接方式,广泛应用于各种机械设备和工具中。
螺纹的几何参数是螺纹设计和加工中的重要参数,对螺纹的性能和质量有着直接的影响。
本文将介绍螺纹的几何参数计算公式,以帮助读者更好地理解和应用螺纹技术。
螺纹的几何参数包括螺距、螺纹高度、螺纹角等。
这些参数的计算公式可以根据螺纹的类型和标准来确定。
下面将分别介绍常见螺纹的几何参数计算公式。
1. 常规螺纹。
常规螺纹是最常见的一种螺纹类型,其几何参数计算公式如下:螺距P = 1/n。
螺纹高度H = P/2 tan(α)。
螺纹角α = arctan(P/πD)。
其中,P为螺距,n为螺纹的每英寸螺纹数,H为螺纹高度,α为螺纹角,D 为螺纹直径。
2. 公制螺纹。
公制螺纹是一种常用的螺纹标准,其几何参数计算公式如下:螺距P = 1/n。
螺纹高度H = 0.6134P。
螺纹角α = 60°。
其中,P为螺距,n为螺纹的每毫米螺纹数,H为螺纹高度,α为螺纹角。
3. 英制螺纹。
英制螺纹是一种常用的螺纹标准,其几何参数计算公式如下:螺距P = 1/n。
螺纹高度H = 0.5413P。
螺纹角α = 60°。
其中,P为螺距,n为螺纹的每英寸螺纹数,H为螺纹高度,α为螺纹角。
4. 锥度螺纹。
锥度螺纹是一种常用的螺纹类型,其几何参数计算公式如下:螺距P = 1/n。
螺纹高度H = P/2 (tan(α1) + tan(α2))。
螺纹角α1 = arctan(P/πD1)。
螺纹角α2 = arctan(P/πD2)。
其中,P为螺距,n为螺纹的每英寸螺纹数,H为螺纹高度,α1和α2分别为两端的螺纹角,D1和D2分别为两端的螺纹直径。
通过以上公式,我们可以计算出不同类型螺纹的几何参数,从而更好地进行设计和加工。
同时,这些参数的计算也为螺纹的检测和质量控制提供了依据。
除了上述几何参数的计算公式外,还需要注意螺纹的公差和表面粗糙度等参数对螺纹质量的影响。
螺纹孔各部分长度计算公式螺纹孔是一种常见的机械连接方式,它通过螺纹的互相嵌合来实现零件的连接和固定。
在实际的工程设计中,螺纹孔的各部分长度需要精确计算,以保证螺纹的嵌合质量和连接强度。
本文将介绍螺纹孔各部分长度的计算公式,帮助读者更好地理解和应用螺纹孔的设计原理。
1. 螺纹孔的基本结构。
螺纹孔由螺纹底孔、螺纹顶孔和螺纹侧孔三部分组成。
螺纹底孔是螺纹的底部,螺纹顶孔是螺纹的顶部,螺纹侧孔是螺纹的侧面。
在螺纹孔的设计中,需要根据连接零件的要求和螺纹的规格来确定这三部分的长度。
2. 螺纹孔各部分长度的计算公式。
(1)螺纹底孔长度的计算公式:螺纹底孔长度=螺纹直径-D-(0.6495P)。
其中,D为螺纹外径,P为螺距。
螺纹底孔的长度是根据螺纹外径和螺距来计算的,这个长度决定了螺纹的深度和连接的牢固性。
(2)螺纹顶孔长度的计算公式:螺纹顶孔长度=0.5P+0.5(D-0.6495P)。
螺纹顶孔长度是根据螺距和螺纹外径来计算的,它决定了螺纹的嵌合深度和连接的牢固性。
(3)螺纹侧孔长度的计算公式:螺纹侧孔长度=螺纹长度-螺纹底孔长度-螺纹顶孔长度。
螺纹侧孔长度是根据螺纹长度、螺纹底孔长度和螺纹顶孔长度来计算的,它决定了螺纹的侧面嵌合深度和连接的牢固性。
3. 螺纹孔各部分长度的影响因素。
螺纹孔各部分长度的计算需要考虑多个因素,包括连接零件的要求、螺纹的规格、材料的特性等。
在实际的工程设计中,需要根据具体的情况来确定螺纹孔各部分长度,以保证连接的质量和可靠性。
(1)连接零件的要求,不同的连接零件对螺纹孔的长度要求不同,有些需要较深的螺纹孔,有些则需要较浅的螺纹孔。
(2)螺纹的规格,螺纹的规格包括螺距、螺纹角度、螺纹类型等,这些参数会直接影响螺纹孔各部分长度的计算。
(3)材料的特性,材料的硬度、强度、韧性等特性也会影响螺纹孔各部分长度的确定,需要根据材料的特性来进行合理的设计。
4. 螺纹孔各部分长度的设计原则。
在设计螺纹孔各部分长度时,需要遵循以下几个原则:(1)保证螺纹的嵌合质量,螺纹孔的长度需要能够满足螺纹的嵌合要求,保证螺纹的深度和牢固性。
广联达直螺纹连接计算规则摘要:一、引言二、直螺纹连接计算规则概述1.直螺纹连接的定义与应用场景2.直螺纹连接计算的重要性三、广联达直螺纹连接计算规则详解1.材料参数设置a.钢筋种类b.钢筋直径c.钢筋强度2.连接参数设置a.连接方式b.连接长度c.连接间距3.计算公式与应用a.钢筋直螺纹连接数量计算b.钢筋直螺纹连接长度计算c.钢筋直螺纹连接强度计算四、广联达直螺纹连接计算实例演示五、总结与展望正文:一、引言在建筑行业中,钢筋连接方式有多种,其中直螺纹连接因其具有良好的抗拉强度和易于操作的优点而在施工现场得到广泛应用。
为确保直螺纹连接的质量和安全性,对直螺纹连接进行计算分析是必不可少的环节。
本文将详细介绍广联达直螺纹连接计算规则,帮助读者更好地理解和应用这一计算方法。
二、直螺纹连接计算规则概述1.直螺纹连接的定义与应用场景直螺纹连接是指通过钢筋端部的螺纹加工,使两根钢筋相互旋紧,形成一种牢固的连接。
直螺纹连接适用于各种建筑结构中的钢筋混凝土构件,如梁、柱、板等。
2.直螺纹连接计算的重要性直螺纹连接计算是为了确保连接的可靠性和安全性。
合理的计算可以帮助施工人员准确地选用合适的材料、工具和施工方法,从而保证工程质量。
三、广联达直螺纹连接计算规则详解1.材料参数设置在进行直螺纹连接计算前,首先需要设置材料参数。
包括钢筋种类、钢筋直径和钢筋强度。
(1)钢筋种类:根据实际应用场景选择合适的钢筋种类,如HPB300、HRB400等。
(2)钢筋直径:根据设计图纸选取钢筋直径,单位为毫米。
(3)钢筋强度:根据钢筋种类和设计要求选取钢筋强度,单位为MPa。
2.连接参数设置设置连接参数是为了确保连接的稳定性和安全性。
连接参数包括连接方式、连接长度和连接间距。
(1)连接方式:根据实际需求选择连接方式,如单向连接、双向连接等。
(2)连接长度:根据设计图纸和规范要求设置连接长度,单位为毫米。
(3)连接间距:根据设计图纸和规范要求设置连接间距,单位为毫米。
带g的螺纹计算公式螺纹是一种常见的连接方式,它可以将两个零件牢固地连接在一起。
在工程中,螺纹的计算是非常重要的,因为它直接影响到螺纹连接件的可靠性和安全性。
在本文中,我们将讨论带g的螺纹计算公式,以及如何使用这些公式来进行螺纹连接的设计和计算。
带g的螺纹是一种常见的螺纹形式,它具有一定的间隙,用于容忍螺纹连接件的不精确度和变形。
带g的螺纹计算公式是根据这种间隙来进行设计的,它能够保证螺纹连接的可靠性和安全性。
在进行带g的螺纹计算时,我们需要考虑以下几个因素:螺纹的直径、螺距、间隙和材料的强度。
根据这些因素,我们可以得到如下的带g的螺纹计算公式:1. 螺纹的拉伸强度计算公式,P=π/4d^2σtg。
其中,P为螺纹的拉伸强度,d为螺纹的直径,σt为材料的拉伸强度,g为螺纹的间隙。
2. 螺纹的剪切强度计算公式,P=π/4d^2σsg。
其中,P为螺纹的剪切强度,d为螺纹的直径,σs为材料的剪切强度,g为螺纹的间隙。
3. 螺纹的压缩强度计算公式,P=π/4d^2σcg。
其中,P为螺纹的压缩强度,d为螺纹的直径,σc为材料的压缩强度,g为螺纹的间隙。
通过这些带g的螺纹计算公式,我们可以得到螺纹连接件在不同载荷下的强度,从而确定螺纹连接件的可靠性和安全性。
在实际的工程设计中,我们可以根据这些计算公式来选择合适的螺纹尺寸和材料,以确保螺纹连接件能够承受设计要求的载荷。
除了带g的螺纹计算公式外,我们还需要考虑螺纹的预紧力和松动力。
螺纹的预紧力是指在螺纹连接件装配时施加的力,它能够保证螺纹连接件的紧固性和密封性。
螺纹的松动力是指在螺纹连接件使用过程中产生的力,它能够影响螺纹连接件的可靠性和安全性。
在进行带g的螺纹计算时,我们还需要考虑螺纹的疲劳强度和热变形。
螺纹的疲劳强度是指在螺纹连接件使用过程中产生的疲劳载荷,它能够影响螺纹连接件的使用寿命。
螺纹的热变形是指在螺纹连接件使用过程中产生的热应力,它能够影响螺纹连接件的尺寸稳定性和密封性。
螺纹尺寸计算公式螺纹是一种常用的连接方式,广泛应用于机械制造和装配领域。
在设计和制造螺纹连接时,需要准确计算螺纹尺寸,以确保连接的牢固性和可靠性。
本文将介绍螺纹尺寸计算的公式和相关知识。
螺纹的尺寸通常由螺距、直径和锥度等参数来确定。
螺距是指螺纹每一圈的进给距离,直径是指螺纹的外径或内径,锥度是指螺纹的锥形角度。
根据这些参数,可以通过以下公式计算螺纹的尺寸。
1. 螺距计算公式螺距是螺纹每一圈的进给距离,一般用P表示。
螺距的计算公式如下:P = 1 / n其中,P表示螺距,n表示每英寸的螺纹数。
例如,螺纹数为8的螺纹,其螺距为1/8英寸。
2. 螺纹直径计算公式螺纹的直径是指螺纹的外径或内径,一般用D表示。
螺纹直径的计算公式如下:D = d - (0.6495 / n)其中,D表示螺纹直径,d表示螺纹内径或外径,n表示每英寸的螺纹数。
这个公式适用于内螺纹和外螺纹的计算。
3. 螺纹锥度计算公式螺纹的锥度是指螺纹的锥形角度,一般用α表示。
螺纹锥度的计算公式如下:tan(α) = (P / πd) * 100%其中,α表示螺纹锥度,P表示螺距,d表示螺纹的直径。
这个公式适用于外螺纹的计算。
4. 螺纹尺寸计算实例以M12X1.75为例,计算其螺纹尺寸。
根据螺距计算公式,可以得到螺距为1.75mm。
根据螺纹直径计算公式,可以得到螺纹外径为12mm - (0.6495 / 1.75) ≈ 10.63mm。
根据螺纹锥度计算公式,可以得到螺纹锥度为tan(α) = (1.75 / π * 10.63) * 100% ≈ 5.14%。
通过以上计算,可以得到M12X1.75螺纹的尺寸为外径10.63mm,螺距1.75mm,锥度5.14%。
螺纹尺寸的计算对于螺纹连接的设计和制造非常重要。
准确计算螺纹尺寸可以确保螺纹连接的质量和可靠性。
在实际应用中,还需要考虑螺纹的公差和加工工艺等因素,以满足设计要求和实际生产的需要。
总结起来,螺纹尺寸的计算公式涉及到螺距、直径和锥度等参数。
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。
第二章螺纹联接机器中的所有零部件都不能孤立地存在,它们必须以某种方式与其他零部件联接在一起,这就引出了机械联接。
机械联接可分为两大类:一类是机器工作时,被联接件间可以有相对运动的联接,称为机械动联接,如在机械原理中学过的各种运动副;另一类则是在机器工作时,被联接件间不允许出现相对运动的联接,称为机械静联接。
机械静联接也可分成两大类:可拆联接和不可拆联接。
可拆联接是不需毁坏联接中的任一零件就可拆开的联接。
常见的有螺纹联接、键联接、花键联接和销联接。
不可拆联接是至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接,常见的有铆接、焊接和胶接等。
另外,还有一种可做成可拆或不可拆的过盈配合联接,在机器中也常使用。
螺纹联接是利用螺纹零件构成的一种可拆联接。
它具有结构简单、工作可靠、型式多样、装卸方便、成本低廉等优点,广泛应用于各类机械结构之中。
各类螺纹及联接件多数均已形成系列并制定了国家标准,而且由专门化生产的标准件厂制造,所以产品质量高、生产率高、大量生产供各部门使用。
第一节螺纹一、螺纹的类型和应用螺纹有内螺纹和外螺纹,二者共同组成螺旋副。
分类:(1)按作用分为联接螺纹和传动螺纹。
(2)按采用标准分为米制(公制)α=60°、英制α=55°(我国只有管螺纹采用英制)。
(3)按照母体的形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。
(4)按牙型分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
(5)根据螺纹螺旋线方向,分为左旋和右旋螺纹。
此外螺纹还有单线和多线之分。
三角形螺纹主要用于联接,而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动,其中除矩形外均已标准化。
标准螺纹的基本尺寸可查阅有关标准。
常用螺纹有多种,按其用途可分为以下两大类:1.联接螺纹联接螺纹的牙形为三角形如图2-1,其特点是当量摩擦角大、自锁性较好、强度高,常用的种类有普通螺纹、管螺纹等。
图2-1 联接螺纹(1)普通螺纹(图4-1a)的牙型角α=60°,用途最多。
内、外螺纹旋合后留有径向间隙。
对同一公称直径的普通螺纹,按螺距大小的不同分为粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹。
后者螺距小、升角小、自锁性更好、强度高,但不耐磨,容易滑扣。
一般联接多用粗牙普通螺纹。
细牙普通螺纹常用于切制粗牙螺纹对强度影响较大的零件(如轴、管状零件)或受冲击振动和变载荷的联接中,也可用作微调机构的调节螺纹。
(2)管螺纹的牙型角α=55°。
牙顶有较大的圆角,内、外螺纹旋合后无径向间隙,以保证旋合的紧密性。
管螺纹可分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹(图2-1b,c),最常用的是圆柱管螺纹,但圆锥管螺纹可制成自密封管螺纹,不用任何填料而靠牙的变形来保证螺纹副的密封性。
管螺纹一般用于管道联接。
2.传动螺纹与联接螺纹相比,传动螺纹的牙型角α较小,因此其传动效率较高。
按牙型的不同,传动螺纹的种类有矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
(图4-2)图2-2 传动螺纹(1)矩形螺纹的牙型为方形(图4-2a),牙型角α=0°。
其传动效率较其他螺纹都高,但牙根强度弱、螺纹磨损后间隙难以补偿,使传动精度降低,目前已逐渐被梯形螺纹所代替。
矩形螺纹尚未标准化。
(2)梯形螺纹的牙型为等腰梯形(图4-2b),牙型角α=30°。
与矩形螺纹相比,梯形螺纹的传动效率略低,但其工艺性好、牙根强度高、对中性好。
如用剖分螺母,磨损后还可以调整间隙,它是最常用的传动螺纹。
(3)锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形(图4-2c),其工作面牙型半角β=3°,非工作面牙型半角为30°。
外螺纹根部有较大的圆角以减小应力集中。
内、外螺纹旋合后,大径处无间隙,便于对中。
这种螺纹兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点,但只能用于单向受力的传动螺旋中。
二、螺纹的主要参数下面以广泛应用的圆柱普通螺纹为例来说明螺纹的主要参数。
(1)大径d与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径,亦称为公称直径(管螺纹除外)。
即螺纹的最大直径。
(2)小径d1与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径,在强度计算中常用作危险剖面的计算直径。
(3)中径d2螺纹的牙厚与牙间宽相等处的圆柱直径。
近似d2≈(d+ d1)/2,中径是确定几何参数和配合性质的直径。
图 3-3 螺纹的主要参数(4)线数n 螺纹的螺旋线数。
为了便于制造,一般n ≤4。
单线 具有自锁性,用于联接。
多线 传动效率高,用于传动 。
(5)螺矩P 螺纹相邻两牙型上对应点间的轴向距离。
(6)导程S 在同一条螺旋线上相邻两牙型上所对应两点间的轴向距离,S =nP 。
(7)螺纹升角φ 在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角,将其展开如图4-3b ,计算式为 2d nP arctan π=ϕ (8)牙型角α 轴向剖面内,螺纹牙型两侧边的夹角。
螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型半角β。
对于三角形、梯形等对称牙型,β=α/2。
(9)螺纹接触高度h 两个相互配合螺纹的牙型上,牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
(10)旋向(左旋,右旋)。
第二节螺纹联接的类型和标准联接件一、螺纹联接的类型1、螺栓联接螺栓联接是用螺栓和螺母将被联接件联接起来。
这种联接通常用于被联接件不太厚和两边有足够的装配空间的场合。
常用的普通螺栓联接。
其特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间有间隙,故通孔的加工精度要求较低,其结构简单,装拆方便,因此应用广泛。
铰制孔用螺栓联接,孔和螺栓之间采用基孔制过渡配合(H7/m6,H7/n6)。
这种联接一般用于利用螺栓杆承受横向载荷或精确固定被联接件相对位置的场合,但孔的加工精度要求较高。
2、螺钉联接螺钉联接是用螺栓(或联接用螺钉)直接拧入被联接件之一的螺纹孔内而实现联接,不用螺母。
但如经常拆装,易使螺纹也磨损,导致报废。
适用于不能采用螺栓联接(例如被联接件太厚或不宜制成通孔)及受力不大、不需经常拆卸的场合。
3、双头螺柱联接双头螺柱的两端均有螺纹,其一端紧固地旋入被联接件的螺纹孔内,另一端与螺母旋合而将两被联接件联接。
它用于不能用螺栓联接且又经常拆卸的场合。
4、紧定螺钉联接紧定螺钉联接是利用拧入一零件螺纹孔中的紧定螺钉的末端顶住另一零件的表面或顶入相应的凹坑中,以固定两个零件的相对位置,并可传递不大的转矩。
5、其他螺纹联接除上述四种基本螺纹联接形式外,还有一些特殊结构的联接。
例如专门用于将机座或机架固定在地基上的地脚螺栓联接;装在机器或大型零、部件的顶盖或外壳上便于起吊用的吊环螺栓联接);用于工装设备中的T型槽螺栓联接等。
二、螺纹联接标准件螺纹联接件的种类很多,在机械制造中常见的有螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈等。
这些零件的结构形式和尺寸均已标准化。
它们的公称尺寸为螺纹大径d。
设计时,可根据不同使用条件选择螺纹联接件,再根据d的大小在相应的标准或设计手册中查出其他尺寸。
根据GB3103.1-82的规定,螺栓联接件的制造精度共分A,B,C三个精度等级:A级用于要求配合精确,防止振动等重要零件的联接。
B级多用于受载且经常拆卸、调整或承受变载的联接。
C级多用于一般的螺纹联接(如常用螺栓、螺钉等联接件)。
常用的螺纹联接标准件的结构特点及应用列于表9-1中。
第三节螺纹联接的预紧和防松一、螺纹联接的预紧在实用上,绝大多数螺纹联接在装配时都必须拧紧,使联接在承受工作载荷之前,预先受到力的作用。
这个预加作用力称为预紧力。
1、预紧的目的:1)、防止受载后接合面间出现缝隙、松动或发生相对滑移。
2)、保证接合面的紧密性与气密性,增强联接的可靠性和紧密性。
3)、提高螺栓联接的疲劳强度(以后解释)。
经验证明:适当选用较大的预紧力对螺纹联接的可靠性以及联接件的疲劳强度都是有利的,特别对于像气缸盖、管路凸缘、齿轮箱轴承盖等紧密性要求较高的螺纹联接,预紧更为重要。
但过大的预紧力会导致整个联接的结构尺寸增大,也会使联接件在装配或偶然过载时被拉断。
因此,为了保证联接所需要的预紧力,又不使螺纹联接件过载,对重要的螺纹联接,在装配时要控制预紧力。
通常规定,拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限σs 的80%。
对于一般联接用的钢制螺栓联接的预紧力Q p,推荐按下列关系确定:碳素钢螺栓Q p≤(0.6~0.7)σs A1合金钢螺栓Q p≤(0.5~0.6)σs A1式中σs———螺栓材料的屈服极限A1———螺栓危险截面的面积,A1≈πd12/42、预紧力的计算预紧力的具体数值应根据载荷性质、联接刚度等具体工作条件确定。
对于重要的或有特殊要求的螺栓联接,预紧力的数值应在装配图上作为技术条件注明,以便在装配时加以保证。
受变载荷的螺栓联接的预紧力应比受静载荷的要大些。
图3-4 测力矩扳手图3-5 定力矩扳手控制预紧力的方法很多,总体分为实验法和经验法。
通常是借助测力矩扳手(图4-7)或定力矩扳手(图4-8),利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。
测力矩扳手的工作原理是根据扳手上的弹性元件1,在拧紧力的作用下所产生的弹性变形来指示拧紧力矩的大小。
为方便计量,可将指示刻度2直接以力矩值标出。
定力矩扳手的工作原理是当拧紧力矩超过规定值时,弹簧3被压缩,扳手卡盘1与圆柱销2之间打滑,如果继续转动手柄,卡盘即不再转动。
拧紧力矩的大小可利用螺钉4调整弹簧压紧力来加以控制。
如上所述,装配时预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的。
因此,应从理论上找出预紧力和拧紧力矩之间的关系。
如图所示, 以螺母为研究对象由于拧紧力矩T (T =FL )的作用,使螺栓和被联接件之间产生预紧力Q p 。
拧紧力矩T 等于螺旋副间的摩擦阻力矩T 1和螺母环形端面和被联接件(或垫圈)支承面间的摩擦阻力矩T 2之和,即T =T 1+T 2 (1)螺旋副间的摩擦力矩为 )tan(2d Q T v 2p 1ϕ+ϕ= (2) 螺母与支承面间的摩擦力矩为 20203030p c 2d D d D Q f 31T --= (3) 即 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++=20203030232)tan(21d D d D f d Q T c v p ϕϕ (4) 对于M10~M64粗牙普通螺纹的钢制螺栓,螺纹升角φ1o 42′-3o 2′;螺纹中径d 2≈0.9d ;螺旋副的当量摩擦角φv ≈arctan1.155f (f 为摩擦系数,无润滑时f ≈0.1~0.2);螺栓孔直径d 0≈1.1d ;螺母环形支承面的外径D 0≈1.5d ;螺母与支承面间的摩擦系数f c =0.15,将上述各参数代入式(4)整理后可得T≈0.2Q p d (5) 对于一定公称直径d的螺栓,当所要求的预紧力Q p已知时,即可按式(5)确定扳手的拧紧力矩T。
一般标准扳手的长度L≈15d,若拧紧力为F,则T=FL,由式(5)可得:Q p≈75F。