1、三、校核该文件仅讨论五个方面的校核:抗挤压、抗剪切、抗弯曲、自锁性、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);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,其余表格计算机自行计算得出结果,见文件(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,旋合螺纹圈数为z,则验算计算式为: ,取 式中l :挤压应力,单位
2、MPa;许用挤压应力,单位MPa;材料许用拉应力,单位MPa,其中为屈服应力,单位MPa,S为安全系数,一般取35。l F:轴向力,单位N;外螺纹中径,单位mm;l h:螺纹工作高度,单位mm,p为螺距,单位mm,h与p的关系为:梯形螺纹:矩形螺纹:锯齿螺纹:普通螺纹:l 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);2、抗剪切强度计算对螺杆,应满足;对螺母,应满足。l d1:计算公扣时使用螺纹小径,单位mm;l D:计算母扣时使用螺纹大径,单位mm;l b:螺纹牙底宽度,单位mm,b与p的关系为:许用剪应力,单位MPa,对于材质为钢,一般可以取,
3、为材料的许用拉应力,单位MPa,其中为屈服应力,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。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,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。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
4、的变曲强度条件为:对螺杆,;对螺母,。式中:l D:螺母大径,单位mm;l d:螺杆大径,单位mm;l L:弯曲力臂,单位mm,;单圈外螺纹展开后的A-A截面的抗弯模量,单位mm3; 弯曲应力,单位MPa;螺纹牙底宽度,单位mm;p为螺距,单位mm,则b与p的关系为:螺纹工作高度,单位mm;p为螺距,单位mm,则h与p的关系为:螺纹牙的许用弯曲应力,对钢材,。4、自锁性能校核自锁条件为:螺旋升角,在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角,单位度,当量摩擦角,单位度;l p:螺距,单位mm;l S:导程,单位mm;l n:线数,或称头数,无量纲;螺纹螺旋线数目,一般为便于制造n4;l 螺距、导程、线数之间关系:;l d2:牙型角,螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角,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,梯形螺纹、矩形螺纹、普通螺纹都属于对称牙型,锯齿螺纹不是对称牙型;螺旋副的滑动摩擦系数,无量纲,定期润滑条件下,可取0.130.17;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:但对普通螺纹,其计算公式为:(参见机械设计课本P105)若不是实心螺杆,则按实际情况校核。普通螺纹螺栓拉断截面,是一个经验值,其经验计算公式为,H为原始三角形高度,单位mm,对于普通螺纹;l 为材料的许用拉应力,单位MPa,6