螺纹连接受力分析.docx
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螺纹连接受力分析
螺纹连接受力分析
螺纹连接受力分析
、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：
O
小径分别为D、
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，作用在中径上螺母一一内螺纹，大径、中径、
d2、di。
F/z
ndl
F/z
nD2
nD
螺母的一圈沿大径展开
1.挤压强度
螺母一圈挤压面面积为积为
dzh。
螺母挤压强度
F旦PAD2h
A
jf
nd2
nd
螺杆的一圈沿小径展开
D2h，螺杆一圈挤压面
[p]
螺杆挤压强度际宁与“］
A兀dji
q,为挤压应力，厲］为许用挤压应力。
2.剪切强度
ID
螺母剪切面面积为”功，螺杆剪切面面积”如。
螺母，剪切强度2占8
ID
A兀Db
螺杆，剪切强度2,竽
A兀dQ
［丁］=0.6［b］,0］二为材料许用拉应力，氐为材料屈
n
般取3〜5。
服应力。
安全系数，
3.弯曲强度
螺母,
危险截面螺纹牙根部，A-Ao
弯曲强度皆厶単•如］
bW7TDb2Z"
:
弯矩，螺母"F・L丄普,螺杆
z2
炉：
抗弯模量，螺母心畔,螺杆-警
66
[b]:
螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，
[b]1~1.2[]
2.自锁性能
自锁条件v,
其中，螺旋升角arctan—arctan-^，螺距、导程、
d2d2
当量摩擦系数
当量摩擦角varctanfvarctanf
cos
fvcos
f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;
3.螺杆强度
F_di24
1、实心
螺杆
2、空心
按实际情况计算
3、普通螺纹
dc:
普通螺纹螺栓拉断截面，是一个经验值，
其经验计算公式为dcd
其中，［］为材料的许用拉应力，［］材，S为屈服
应力，为安全系数，一般取3〜5。
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，TKFod，K为拧紧力系数，
d为螺纹公称直径，
Fo:
预紧力,
o:
预紧应力，
力
As:
螺纹部分危险剖面的面积，ASds2f4ds:
螺纹部分危险剖面的计算直径，dsd2d3.2，d3diH6，
松螺栓连接
松螺栓连接，工作载荷
度—4［］
4.
5.
6.
F00As
o0.5~0.7s，s为材料屈服应
F,螺栓危险截面强
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
Fo
d，4,危险截面扭
转切应力
Fotanvd^2tantanv2d?
Foo5
3（~0.5
di161tantanvdidi4
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
紧螺栓连接，有轴向工作载荷。
Fo，工作载荷F,
螺栓受力4个量，预紧力残余预紧力Fi，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。
仅受预紧力时，螺栓伸长量为b，被连
接件压缩量为
其中，螺栓刚度
Cb—tanb
b
被连接件刚
mtanm。
m
（2）受载后，
栓总拉力F2F螺栓继续伸长被连接件因螺栓伸长而放松，压缩量减小，总压缩量为工作载荷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
FiO，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Fio。
（3）预紧系数K
F2FFi
Cb
K
CbCm由几何关系求得，螺栓拉力增量F螺栓预紧力螺栓总拉力
刚度C
FoFi
F2Fo
被连接件压力为Fi,螺
FoF。
，总伸长量为
F。
FoFi
螺栓的相对
Ck
F，
FFiiCkF
FoCkF
（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
F2
作要求，选取R值；计算螺栓的总拉力
FF1；螺栓强度计算及校核。
螺距P，理论高度H
内螺纹大径D，外螺纹大径d
3
P0.8660P
2
牙底宽度b
-P0.75P
4
工作高度h
DD1
2
5h
8
内螺纹小径
Di
2h
内螺纹大径
D2
3h
5
5.3
P0.5413P
16
53
DPD1.0825P
8
3.3
DPD0.3248P
16
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