螺牙强度校核

1、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. 白锁性能校核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。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，该书是虹虫上学时的

2、教材。摘白P12。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。摘白12-312-9。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。陪出牙匚将牙阳南HO"皆谶的大径机、役灶有和寺的役 可阊隙牙程强匿高，握始的二亍注肝EF扁寻牛 产事的方诙制话）（内外城纹以崔面咕含，时中仕 好，不易榔抓痛用91白式凋琳可以调瑜瞒额 跳但0独心I用干专771并g 吁可折而扣令可1直握膻式舐BL， 炫山的悔j3ftE.夹僧由聪爆快GB/TjH?t. t-lW? J73(

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4、比，'.污少 知度也的成忌性J匡翌率正牙卷为正方聘，牙帝角dHT 1慵迁1故幸高*伊既 醺制造困收4为俊刊II工 可制底UT开伽 I雌 蚊短匿卜调幽螂U 岫绑览略时中谜瞄 « 苴削勘 r&F牌;31归雁亏悸夏用干歹!：,上刊卫 虻破传力蹴S*十肯口嘘踪 侍寸瓣而，拒f 起虫罪呼云形角的埒时纹筮住初菇境鳗纹，良锁性 站恕率愤用于小爆时31鬲强度调整瞬加快 养桃喝图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、 白锁性、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

5、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，其余表格计算机白行计算得出结果，见文件螺纹联接计算表格（双击打开）。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:pF d2hz若取p，则有 d2hz式中p :挤压应力，单位MPa;p:许用挤压应力，单位MPa;F:轴向力，单位N;d2:外螺纹中径，单位mm;h：螺纹工作

6、高度，单位 mm, 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：5右h = p= 0.541p16Z：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）;2.抗剪切强度校核对螺杆，应满足工;d1bz对螺母，应满足工Dbz式中F:轴向力，单位N;d1:计算公扣时使用螺纹小径，单位 mm;D:计算母扣时使用螺纹大径，单位 mm;b:螺纹牙底宽度，单位 mm, b与p的关系为：梯形螺纹：b = 0.634p矩形螺纹：b= 0.5p锯齿螺纹：b= 0.736p普通螺纹：b= 0.75p

7、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）;:许用剪应力，单位 MPa,对于材质为钢，一般可以取0.6,为材料的许用拉应力，§，单位MPa, 其中S为屈服应力，单位MPa, S为安全系数，一般取35。3. 抗弯曲强度校核对螺杆，应满足旦切；<l1b2z对螺母，应满足旦场。Qb2z其推导过程如下：一般来讲，螺母材料强度低于螺杆，所以螺纹牙抗弯和抗剪 强度校核以螺母为对象，即校核母扣；但当螺母和螺杆材料相同 时，则螺杆的强度要低于螺母，所以此时应校核螺杆强度，即校核公扣11若将螺母、螺杆的一圈螺纹沿螺纹大径处展开，即可视为一悬壁梁

8、，危险截面为A-A，如下图2、图3所示图2螺母的一圈螺纹展开若将螺杆的一圈螺纹沿螺纹小径处展开，即可视为一悬壁梁，如图3所示。F/z图3螺杆的一圈螺纹展开以校核螺杆为例，每圈螺纹承受的平均作用力F/z作用在中径d2的圆周上，则螺纹牙根部危险剖面A-A的变曲强度条件为:对螺杆,F d d2M 二 T"2WTd1b263Fh游*；对螺母,梏3"Qb z式中:D：螺母大径，单位 mm;单位 mmd:螺杆大径，单位mm;L :弯曲力臂，M 邕 FL Z（d d2）； z z 2 2zW 业2:单圈外螺纹展开后的 A-A截面的抗弯模量，单位 6mm3;环：弯曲应力，单位MPa;b:螺

9、纹牙底宽度，单位 mm; p为螺距，单位mm,贝U b与p 的关系为：梯形螺纹:b = 0.634p矩形螺纹：b= 0.5p锯齿螺纹：b= 0.736p普通螺纹：b= 0.75pF:轴向力，单位N;h：螺纹工作高度，单位 mm; p为螺距，单位mm,则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：h= M3 p= 0.541p 16Z：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);b:螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，b (1: 1.2)。4. 自锁性能校核白锁条件为:式中:螺旋升角，在中径圆柱面上

10、螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角，单位度,Snp=atan= atan ,d2d2_ fv=cos, fv = atan= atan(f v) , fcos:当量摩擦角，单位度;p：螺距，单位mm;S:导程，单位mm;n：线数，或称头数，无量纲；螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n<4;螺距、导程、线数之间关系：S=np;d2：外螺纹中径，单位mm;:牙型角，螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角，梯形螺纹：30。矩形螺纹：00锯齿螺纹：33。普通螺纹：600:牙型斜角，螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角，对称牙型8业，梯形螺纹、矩形螺纹、普通螺纹都属于对2称牙型，锯齿螺纹不是对称牙型；f：螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取0.13 0.17;fv：螺旋副的当量摩擦系数，无量纲。5. 螺杆强度校核还需要校核螺杆的强度，若为实心螺杆，则有:F但对普通螺纹，其计算公式为:打庞22H Hd1 46（参见机械设计课本P105）若不是实心螺