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螺纹连接受力解析计划螺纹连接受力解析总结计划PAGE/NUMPAGES螺纹连接受力解析总结计划螺纹连接受力分析一、螺纹强度校核把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。相关参数：轴向力F，旋合螺纹圈数z（因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而z不宜大于10）；螺纹牙底宽度b，螺纹工作高度h，每圈螺纹牙的平均受力为Fz，作用在中径上。螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为D、D2、D1。螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d、d2、d1。πDF/zπd1F/zAAbπD2bπd2dADAππ1螺母的一圈沿大径展开螺杆的一圈沿小径展开1.挤压强度螺母一圈挤压面面积为D2h，螺杆一圈挤压面积为d2h。螺母挤压强度pFFz[p]AD2h螺杆挤压强度FFz[p]pAd2hp为挤压应力，[p]为许用挤压应力。2.剪切强度螺母剪切面面积为Db，螺杆剪切面面积d1b。螺母，剪切强度FFz[]ADb螺杆，剪切强度FFzA[]d1b[]0.6[]，[]s为材料许用拉应力，s为材料屈服应力。n安全系数，一般取3～5。弯曲强度危险截面螺纹牙根部，A-A。螺母，弯曲强度螺杆，弯曲强度M3Fhb]bW[Db2zM3Fhb]bW[d1b2z其中，L：弯曲力臂，螺母LDD2，螺杆Ldd222M：弯矩，螺母MFLFDD2，螺杆MFLFdd2z2z2W：抗弯模量，螺母WDb2，螺杆Wd1b266[b]：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，[b]1~1.2[]4.自锁性能自锁条件v，其中，螺旋升角arctanSnp，螺距、导程、线数之间关系：S=np；d2arctand2当量摩擦角varctanfvffvfarctan，当量摩擦系数coscosf为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；为牙侧角，为牙型角的一半，25.螺杆强度1、实心螺杆=FF[]Ad1242、空心按实际情况计算3、普通螺纹FFF=2[]A2d1Hdc-446dc：普通螺纹螺栓拉断截面，是一个经验值，其经验计算公式为dcd1H6其中，[]为材料的许用拉应力，[]s，s为屈服应力，为安全系数，一般取3～5。n二、螺栓连接强度预紧力计算：一般，螺栓预紧应力可达到材料屈服应力的50%~70%。T：预紧力矩，TKF0d，K为拧紧力系数，d为螺纹公称直径，F0：预紧力，F00As0：预紧应力，00.5~0.7s，s为材料屈服应力A：螺纹部分危险剖面的面积，Asds24sds：螺纹部分危险剖面的计算直径，dsd2d32，d3d1H6，7.松螺栓连接松螺栓连接，工作载荷F，螺栓危险截面强度=FF[]Ad124紧螺栓连接紧螺栓连接，无工作载荷时。螺栓危险截面拉伸应力F0，危险截面扭转切应力=2d14F0tanVd22tantand3161tantan1V2d2F00.5dd2V411根据第四强度理论，螺栓预紧状态下，螺栓危险截面计算应力ca232230.51.31.3F0[]2d124紧螺栓连接，有轴向工作载荷。螺栓受力4个量，预紧力F0，工作载荷F，残余预紧力F1，受载时螺栓总拉力F2。螺栓和被连接件的受力与变形关系，如图。FFFFmaxF0F2F1θθmbObΔλ'Omλλmλλbm（1）受载前，螺栓仅受预紧力F0即为螺栓拉力，被连接件压力为F0。仅受预紧力时，螺栓伸长量为b，被连接件压缩量为m。其中，螺栓刚度F0tanb，被连接件刚度CmF0tanm。Cbbm（2）受载后，被连接件压力为F1，螺栓总拉力F2FF1F0F。螺栓继续伸长，总伸长量为b。被连接件因螺栓伸长而放松，压缩量减小，总压缩量为m。工作载荷F继续增大，被连接件的压缩变形完全消失时m0，被连接件压力F10，螺栓总拉力达到Fmax，为保证连接的紧密性，防止被连接件间产生缝隙，故要求F10。（3）预紧系数KfF0，螺栓的相对刚度CKCb。F0CbCmF1由几何关系求得，螺栓拉力增量FCKF，螺栓预紧力F0F1FFF11CKF螺栓总拉力F2F0FF0CKF（4）设计步骤：根据连接的受载情况，求螺栓工作拉力F；根据连接的工作要求，选取F1值；计算螺栓的总拉力F2FF1；螺栓强度计算及校核。三、普通螺纹相关参数PP/2P/8dd2DD2d11bP/4D螺距P，内螺纹大径D，外螺纹大径d理论高度H3P0.8660P2牙底宽度b3P0.75P4工作高度hDD15530.5413P2HP816内螺纹小径D1D2hD53PD1.0825P88/Hh4H/H内螺纹大径D2333DhDPD0.3248P516四、