圆锥管螺纹过盈联接螺纹牙应力和变形计算方法

螺纹螺距对照表

螺距表，螺距 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 粗牙螺距 细牙螺距- - - - 螺纹规M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距 细牙螺距 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距 细牙螺距- - - - 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90 (95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - - 注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 4# 40 48 M4 6# 32 40 M5 8# 32 36 M6 10# 24 32

联接螺栓强度计算方法

联接螺栓的强度计算方法

一．连接螺栓的选用及预紧力： 1、已知条件： 螺栓的s＝730MPa 螺栓的拧紧力矩T= 2、拧紧力矩： 为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。 其拧紧扳手力矩T用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩 擦力矩T2。装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式：T=T1+T2=K* F* d 拧紧扳手力矩T= 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态K值 有润滑无润滑 精加工表面 一般工表面 表面氧化 镀锌 粗加工表面- 取K＝，则预紧力 F＝T/*10*10-3＝17500N 3、承受预紧力螺栓的强度计算： 螺栓公称应力截面面积As（mm）=58mm2 外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm

计算直径d3＝8.16mm 螺纹原始三角形高度h=1.29mm 螺纹原始三角形根部厚度b=1.12mm 紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。 螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。 1s F A σ= =17500N/58*10-6m 2=302MPa 剪切应力： =1σ=151 MPa 根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力: =*302= MPa 强度条件： =≤*=584 预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限s σ的80%。 4、 倾覆力矩 倾覆力矩 M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已拧紧并承受预紧力F 0。作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M 平衡。 已知条件：电机及支架总重W1=190Kg ，叶轮组总重W2=36Kg ，假定机壳固定， () 2031 tan 2 16 v T d F T W d ?ρτπ += = 1.31ca σσ≈[] 02 11.34F ca d σσ π =≤

第6章螺纹联接讨论重点内容受力分析、强度计算。难点受翻转力矩

第6章 螺纹联接 讨论 重点内容：受力分析、强度计算 。 难点：受翻转力矩的螺栓组联接。 附加内容：螺纹的分类和参数 1．螺纹的分类 2. 螺纹参数 （1） 螺纹大径d （2）螺纹小径d 1 （3）螺纹中径d 2 （4）螺距p （5）线数n （6）导程S （7）螺纹升角ψ （8）牙型角α 6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度 6.1.1螺纹联接的主要类型 松联接 根据装配时是否拧紧分 图6.1 紧联接 螺栓联接 螺钉联接 按紧固件不同分 双头螺柱联接 紧定螺钉联接 受拉螺栓联接 按螺栓受力状况分 受剪螺栓联接 6.1.2螺纹紧固件的性能等级和材料 性能等级：十个等级 B σ=点前数字 ×100 ； S σ=10×点前数字×点后数字。 材料：按性能等级来选。 例如：螺栓的精度等级6.8级 6.2 螺纹联接的拧紧与防松 ???外螺纹内螺纹? ??左旋螺纹 右旋螺纹 ?? ?多线螺纹单线螺纹?? ? ??锯齿形螺纹梯形螺纹三角螺纹?? ?传动螺纹 联接螺纹?? ?圆锥螺纹圆柱螺纹

6.2.1螺纹联接的拧紧 拧紧的目的: 拧紧力矩: 21T T T += 431T T T += T 1螺纹力矩: ()V t d F d F T ρψ+?=? =tan 2 22'21 T 2螺母支承面摩擦力矩：r F T ?=' 2μ 2 213 3 131d D d D r --?= 将6410~M M 的相关参数（2d ，ψ ，1D ，0d ） 代入且取 15.0arctan =V ρ得：d F d F k T T T t ' '212.0≈=+= 标准扳手的长度 L=15d d F Fd FL T '2.015===∴ （图 6.2……） F F 75' = 要求拧紧的螺栓联接应严格控制其拧紧力矩，且不宜用小于1612~M M 的螺栓。 测力矩扳手或定力矩扳手 控制拧紧力矩的方法： 用液压拉力或加热使螺栓伸长到所需的变形量 6.2.2 螺纹联接的防松 为何要防松？ 自锁条件：ψ

螺纹强度校核公式

计算公式计算值注释1.5设计给出517.5设计给出235260设计给出38设计给出4.23设计给出50设计给出11.8203309693h = 0.541p 2.28843 3227.60672.8899376194 345计算结果合格剪切强度计算公式计算值备注235260设计给出35.5设计给出41.78设计给出11.8203309693设计给出1.5设计给出4.23设计给出B = 0.75p 3.1725 517.5设计给出34556.280613618 207安全系数n材料屈服强度（MPA）轴向力F（n）螺距D2（mm）螺纹工作长度L（mm）连接螺纹齿Z螺纹工作高度h（mm）挤压面积a（mm2）挤压应力（MPA）的计算允许将挤压小直径D1（mm）用于外螺纹时使用的挤压直径（MPA）轴向力F（n），使用大直径D（mm）连接的螺纹数Z安全系数s间距P（mm）螺纹底宽b（mm）屈服强度（MPA）螺钉的允许拉伸应力（MPA），计算剪切应力（MPA）表示螺母，如果合格，则计算螺母（MPA）允许剪应力（MPA）的剪应力（MPA）；否则，不合格。弯曲强度计算项目计算公式计算值的计算结果备注28.58 28.52 24.22 26.82 0.85 71.8724621016 B = 0.75p 2.38125 138112 3.175 H = 0.541p 1.717675 9.26 1.5517.5345 178.2251152336 151.0361193477计算结果自锁性能检查计算螺母大直径D（mm ）当使

用大直径D（mm）螺丝外螺纹时，小直径D1（mm）外螺纹螺距直径D2（mm）弯曲臂L（mm）单圈外螺纹截面弯曲模数w（mm）螺纹底宽b （mm）轴向力F（n）螺距P（mm）螺纹工作高度h（mm）连接螺纹数Z安全系数s屈服强度（MPA）允许的拉应力（MPA）对于螺钉，请计算以下值的弯曲应力（MPA）螺母，计算弯曲应力（MPA），允许弯曲应力（MPA），如果螺钉和螺母合格，则为不合格。备注：设计给出s = NP 30齿廓角150.15，螺丝对的当量摩擦系数为-0.19744950019，螺旋上升角为1.5617735831，当量摩擦角为-0.1949419593计算结果不合格的自锁性能检查计算项目计算公式计算值备注2.59807621141.5669872981 1.3333333333节距P（mm）导程s（mm）节距直径D2（mm）螺钉对滑动摩擦系数f 0.13-0.17轴向力F（n）外螺纹小直径D1（mm）节距P （mm）原始三角形高度h（mm）用于外螺纹DC（mm）普通螺纹螺栓断裂部分的安全系数s 屈服强度（MPA）允许拉应力（MPA）= 33 = 60梯形螺纹：矩形螺纹：锯齿螺纹：普通螺纹：NP = atan，如果＜，则为合格，否则为不合格。计算得出的拉应力为0.5187993114，计算结果合格。如果＜，则为合格，否则为不合格

关于螺纹联接的螺纹牙强度校核之根据-ver1.1

关于螺纹联接的螺纹牙强度校核之根据 一、引用教材 (1) 二、适用范围 (1) 三、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 (4) 4. 自锁性能校核 (7) 5. 螺杆强度校核 (7)

一、引用教材 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，该书是戊子庚上学时的教材。摘自P120。 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。摘自12-3～12-9。 二、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。

图1 螺旋副的螺纹种类、特点和应用 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） 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 余表格计算机自行计算得出结果，见文件（双击打开）螺纹联接计算表格 。 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： p p []F = A σσ≤ 且 2F F A d hz π= 若取p [][]σσ=，则有2[]F d hz σπ≤ 式中 ● p σ：挤压应力，单位MPa ； ● p []σ：许用挤压应力，单位MPa ； ● F ：轴向力，单位N ； ● 2d ：外螺纹中径，单位mm ； ● h ：螺纹工作高度，单位mm ，p 为螺距，单位mm ，h 与p 的关系为：

螺纹螺距对照表

螺纹： 螺纹指的是在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹。 螺距： 螺距：沿螺旋线方向量得的，相邻两螺纹之间的距离。一般指在螺纹螺距中螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 螺纹螺距对照表: 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距----1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50（55）60（65）70 75 80 85 90

（95）100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102---- 注：公称长度1螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6②1>125—200 b=2d+2③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4#2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6#3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8#4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10#4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12#5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16

机械设计螺纹计算题答案

1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O 点的吊环受拉力F Q =20000N ，设剩余预紧力F ″=0.6F, F 为螺栓所受的轴向工作载荷。试求： （1）螺栓所受的总拉力F 。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级）。（2）如因制造误差，吊环由O 点移到O ′点，且 OO ′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F 。，并校核（1）中确定的螺栓的强度。 解题要点： （1）吊环中心在O 点时： 此螺栓的受力属于既受预紧力F ′作用又受轴向 工作载荷F 作用的情况。根据题给条件，可求出 螺栓的总拉力： F 0=F ″+F=0.6F+F=1.6F 而轴向工作载荷F 是由轴向载荷F Q 引起的，故有： 题15—7图 N N F F Q 50004 20000 4 == = ∴N N F F 800050006.16.10=?== 螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时，MPa s 480=σ ，查表11—5a 取S=3，则 σσ=][s /S=480/3MPa=160MPa ,故 [] mm mm F d 097.9160 8000 3.143.140 1=???= ?≥ πσπ 查GB196-81，取M 12（d 1=10.106mm ＞9.097mm ）。 （2）吊环中心移至O′点时： 首先将载荷F Q 向O 点简化，得一轴向载荷F Q 和一翻转力矩M 。M 使盖板有绕螺栓1和3中心连线翻转的趋势。 mm N mm N O O M F Q ?=??='?= 4.1414212520000 显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为 N N r M F F F F Q M Q 550010010024.14142142000024 4 22=??? ? ??++=+ = += ∴ N N F F 880055006.16.10=?== ∴ []MPa MPa MPa d F e 1606.1424 /106.108800 3.14 /3.12210 =<=??= = σππσ 故吊环中心偏移至O ′点后，螺栓强度仍足够。 分析与思考： （1）紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的？试画出其受力变形图，并加以说明。 答：总拉力F F F C C C F F +''=++ '=2 11 ，受力变形图见主教材图11-16。

丝杠螺母副计算校核2

丝杠螺母副设计计算及校核 每个轴承座单边采用两个丝杠进行锁紧，故每根丝杠承受 KN F F 915.432 3 5== 2、螺纹副耐磨性计算 《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式： ] [2P h Fp d φπ≥ 式中， N F 轴向力，- 2.1=-φφ整体式螺母取 1.3,81][表许用压强MPa P - 6mm 螺距，-p mm p h h 365.05.0=?==-螺纹工作高度， 螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1=-=φφ取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P 提高20%，MPa P 6.212.118][=?=。 mm P h FP d 3.296 .212.1314.36 49153][2=????=≥ φπ 表3.1 滑动螺旋副材料的许用压力[ P] 螺杆—螺母的材料 滑动速度 许用压力 钢—青铜 低速 18-25 ≤3.0 11-18 6 12 7-10 >15 1-2 钢—钢 低速 10-13 钢—铸铁 <2.4 13-18 6 12 4-7 注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。

图3.？ 螺旋副受力图 牙型角α=30°，螺距P 由螺纹标准选择P=6mm 牙顶间隙ac ;25.0,55.1=-=ac p ;5.0,126=-=ac p ;1,4414=-=ac p 外螺纹 大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm 中径mm p d d 415.02=-= 小径mm h d d 37231=-= 牙高mm ac p h 5.35.03=+= 内螺纹 大径mm ac d D 452=+= 中径mm d D 1422== 小径mm p d D 381=-= 牙高mm h H 5.334== 牙顶宽mm p f 196.2366.0==

螺栓强度计算

第三章 螺纹联接（含螺旋传动） 3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，见图3-1，主要有： 1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。 2）小径1d ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。 3）中径2d ——通过螺纹轴向界面牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径，2d ≈ 11 ()2 d d +。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。 ４）线数n ——螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用线数n ≤４。 ５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 ６）导程S ——螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹S ＝P ，多线螺纹S ＝nP 。 ７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径2d 处计算，即 22 arctan arctan S nP d d λππ== （3-1） 8）牙型角α——螺纹轴向截面，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β＝α/2。 9）螺纹接触高度h ——外螺纹旋合后的接触面的径向高度。 二、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有： 图3-1

1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图3-2a所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙。图3-2b是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 图3-2 2、双头螺柱联接 如图3-3a所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。 图3-3 3、螺钉联接 这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被联接件的螺纹孔中，不用螺母，在结构上

英、美制螺纹标准直径、螺距参照表

英、美制标准螺纹直径、螺距参照系列表 UNC-粗牙UNF-细牙 标准国别美制ANSI BI.1-1982英国标准BS84-1956 规格直径UNC牙数/寸UNF牙数/寸BSW牙数/寸BSF牙数/寸0# 1.52 / 80 / / 1# 1.85 64 72 / / 2# 2.18 56 64 / / 3# 2.51 48 56 / / 4# 2.84 40 48 / / 5#,(1/8”) 3.18 40 44 40 / 6# 3.51 32 40 / / 8# 4.17 32 36 / / 10#(3/16”) 4.83 24 32 24 32 12#(7/32”) 5.49 24 28 / 28 1/4” 6.35 20 28 20 26 5/16”7.94 18 24 18 22 3/8”9.53 16 20 16 20 7/16”11.11 14 20 14 18 1/2”12.70 13 18 12 16 9/16”14.29 12 18 12 16 5/8”15.88 11 / 11 14 11/16”17.46 / 16 11 14 3/4”19.05 10 / 10 12 13/16”20.64 / 14 / / 7/8”22.23 9 / 9 11 15/16”23.81 / 12 / / 1”25.40 8 12 8 10 1 1/8”28.58 7 1 2 7 9

1 1/4”31.75 7 1 2 7 9 1 3/8”34.93 6 1 2 / 8 1 1/2" 38.10 6 1 2 6 8 1 5/8”41.28 / / / 8 1 3/4”44.45 5 / 5 7 1 7/8”47.63 / / / 2”50.80 4.5 / 5 7 螺纹站孔的直径的计算 一般按下列公式： 1.攻公制螺纹：螺距t<1毫米，dz=d-t t＞1毫米，dz=d-（1.04～1.06)t 式中t——螺距（毫米） dz——攻丝前钻孔直径（毫米） d——螺纹公称直径（毫米） 2.攻英制螺纹： 螺纹公称直径铸铁与青铜钢与黄铜 3/16"～5/8" dz＝25（d-1/n) dz＝25（d-1/n)+0.1 3/4"～11/2" dz＝25（d-1/n) dz＝25（d-1/n) +0.2 式中dz——攻丝前钻孔直径（毫米） d——螺纹公称直径（英寸）

螺纹副抗挤压计算

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： p p []F = A σσ≤ 且2F F A d hz π= 若取p [][]σσ=，则有 2[]F d hz σπ≤ 式中 ● p σ：挤压应力，单位MPa ； ● p []σ：许用挤压应力，单位MPa ； ● F ：轴向力，单位N ； ● 2d ：外螺纹中径，单位mm ； ● h ，h 与p 的关系为： ● z z 不宜大于10）；

2. 抗剪切强度校核 对螺杆，应满足 1[]F d bz ττπ=≤ ； 对螺母，应满足[]F Dbz ττπ=≤ 式中 ● F ：轴向力，单位N ； ● 1d ：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 ● z z 不宜大于10）； ● ][τ：许用剪应力，单位MPa ，对于材质为钢，一般可以取][6.0][στ=，][σ为 材料的许用拉应力，S []S σσ=，单位MPa ，其中S σ为屈服应力，单位MPa ， S 为安全系数，一般取3～5。 3. 抗弯曲强度校核 对螺杆，应满足213[]b Fh σπd b z ≤； 对螺母，应满足23[]b Fh σπDb z ≤。 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的变曲强度条件为：

机械设计中丝杠螺母副计算校核

1、螺纹副耐磨性计算 《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式： ] [2P h Fp d φπ≥ 式中， N F 轴向力，- 2.1=-φφ整体式螺母取 1.3,81][表许用压强MPa P - 6m m 螺距， -p mm p h h 365.05.0=?==-螺纹工作高度， 螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1=-=φφ取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P 提高20%，MPa P 6.212.118][=?=。 mm P h FP d 3.296 .212.1314.36 49153][2=????=≥ φπ 6 12 6 12 注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。

图3.？ 螺旋副受力图 牙型角α=30°，螺距P 由螺纹标准选择P=6mm 牙顶间隙ac ;25.0,55.1=-=ac p ;5.0,126=-=ac p ;1,4414=-=ac p 外螺纹 大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm 中径mm p d d 415.02=-= 小径mm h d d 37231=-= 牙高mm ac p h 5.35.03=+= 内螺纹 大径mm ac d D 452=+= 中径mm d D 1422== 小径mm p d D 381=-= 牙高mm h H 5.334==

牙顶宽mm p f 196.2366.0== 牙槽底宽mm ac p w 9145.10563.366.0=-= 螺纹升角4470.0tan 2 == d np πψ 因此选用644?T 的螺杆，其参数为： 公称直径（mm ） d 螺距（mm ） P 中径（mm ） 22D d = 大径（mm ） D 小径（mm ） 1d 1D 44 6 41 45 37 38 2、螺纹牙强度计算 螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。 螺纹牙底宽 mm p t 8.36634.0634.01=?== 螺母旋合长度94.3143.22'=?==d H φ

各国标准螺纹基本尺寸对照表

英制管螺纹基本尺寸及公差（牙形角55o）BSPP 螺纹代号 基本直径内螺纹外螺纹 大径中径小径中径公差小径公差 A级B级 中径公差大径公差中径公差大径公差 G1/8″×28 + + 0 0 0 0 G1/4″×19 + + G3/8″×19 + + 0 0 0 0 G1/2″×14 + + 0 0 0 0 G5/8″×14 + + 0 0 0 0 G3/4″×14 + + 0 0 0 0 G1″×11 + + 0 0 0 0 4″×11 + + 0 0 0 0 2″×11 + + 0 0 0 0 G2″×11 + + 0 0 0 0 2”X11+ + 0 0 0 0 G3”X11+ + 0 0 0 0 2”X11+ + 0 0 0 0 英制锥管螺纹基本尺寸及公差（牙形角55o）BSPT 螺纹代号 基面上的直径基准长度有效螺纹长度 圆锥内螺纹基面轴向 位移偏差（±mm）大径中径小径基本最大最小基本最大最小 R1/8″×28 R1/4″×19 R3/8″×19 R1/2″×14 R3/4″×14 R1″×11 4″×11 2″×11 R2″×11 2”X11

R3”X11 2”X11 美制管螺纹基本尺寸及公差（牙形角60o）UN(F) 螺纹代号 外螺纹内螺纹 公差等级公差等级 2A 2B 大径中径小径小径中径大径最大最小最大最小最小最大最小最大 JIC螺纹 7/16″×20UNF 1/2″×20UNF 9/16″×18UNF 3/4″×16UNF 7/8″×14UNF 1-1/16″×12UN 1-5/16″×12UN 1-5/8″×12UN 1-7/8″×12UN 2-1/2″×12UN ORFS螺纹 9/16″×18UNF 11/16″×16UN 13/16″×16UN 1″×14UNF 1-3/16″×12UN 1-7/16″×12UN 1-11/16″×12UN 2″×12UN SAE螺纹 5/8″×18UNF 1-1/16″×14UN 其它美制螺纹 9/16″×16UN 7/8″×12UN 2-1/4″×12UN 注：UNC粗牙螺纹系列，UNF细牙螺纹系列，UNEF超细牙螺纹系列，UN不变螺距系列 螺纹代号 基面上的直径螺纹长度 大径中径小径有效长度管端至基面长 Z1/8″×27 7 Z1/4″×18 Z3/8″×18 Z1/2″×14 Z3/4″×14 14

螺纹螺距对照表

螺距表，螺距紧固件螺纹直径与螺距对照表

螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距- - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90 (95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - - 注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16 M14 2.0 1.5 1.0 7/16 11.11 14 20 14 M16 2.0 1.5 1.0 1/2 12.7 13 20 12 M18 2.5 2.0 1.5 9/16 14.29 12 18 12 M20 2.5 2.0 1.5 5/8 15.86 11 18 11 M22 2.5 2.0 1.5 3/4 19.05 10 16 10 M24 3.0 2.0 1.5 7/8 22.23 9 14 9 M27 3.0 2.0 1.5 1 25.40 8 12 8 M30 3.5 3.0 2.0 规格英寸毫米规格英寸毫米 No.0000 0.0210 0.5334 1/4 0.2500 6.3500 No.000 0.0340 0.8636 5/16 0.3125 7.9375 No.00 0.0470 1.1938 3/8 0.3750 9.5250 No.0 0.0600 1.5240 7/16 0.4375 11.1125 No.1 0.0730 1.8542 1/2 0.5000 12.7000 No.2 0.0860 2.1844 9/16 0.5625 14.2875 No.3 0.0990 2.5146 5/8 0.6250 15.8750 No.4 0.1120 2.8448 3/4 0.7500 19.0500 No.5 0.1250 3.1750 7/8 0.875 22.2250 No.6 0.1380 3.5052 1 1.0000 25.4000 No.7 0.1510 3.8354 1-1/8 1.1250 28.5750 No.8 0.1640 4.1566 1-1/4 1.2500 31.7500

螺纹螺距对照表

螺纹螺距对照表

螺距表，螺距 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距- - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90 (95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - - 注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32

螺纹校核计算

螺纹校核计算 一、引用教材 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。摘自P120。 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。摘自12-3～12-9。 二、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。 图1 螺旋副的螺纹种类、特点和应用

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）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 余表格计算机自行计算得出结果，见文件（双击打开）螺纹联接计算表格 。 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： []P p A F σσ≤= hz d A 2π= ，取p [][]σσ= 式中 ● p σ：挤压应力，单位MPa ； ● p []σ：许用挤压应力，单位MPa ； ● ][σ：材料许用拉应力，S []S σσ=，单位MPa ，其中S σ为屈服应力，单位MPa ，S 为安全系数，一般取3～5。 ● F ：轴向力，单位N ； ● 2d ：外螺纹中径，单位mm ； ● h h 与p 的关系为： ● z 不均，因而z 不宜大于10）；

螺纹强度校核公式

螺纹强度校核公式 国际上航空航天、消防救助和民用等诸多工业领域使用的储气瓶,正朝着工作压力高,储气量大并且更加安全可靠的方向发展。缠绕气瓶作为 国内外储气瓶的先进科学技术,较好地满足气瓶发展的需要。铝合金内胆作为缠绕气瓶的内衬,同普通的钢质内胆相比减轻了气瓶的重量,此外,铝 合金固有的氧化膜使该内胆具有较强的耐蚀性,延长了气瓶的使用寿命。 目前对该产品还没有相应的国家标准和行业标准,只有各企业制定的企业标准,企标中未能对内胆端部螺纹的强度提出明确计算方法。为了保 证安全,端部螺纹的强度需要进行校核计算。本文针对铝合金内胆端部螺纹的强度校核给出了3种计算方法。 1 计算方法简介 1.1 方法1 铝合金内胆端部内螺纹和螺塞外螺纹的旋合情况见图1,计算取值见图2。根据螺纹联接章节中螺纹牙强度校核的计算公式,内、外螺纹计算 公式分别如下: (1)

其中,[τps] =0.5Rps (3) [τp] =0.5Rp (4) 式中:τ内、τ外为螺纹承受的内、外切应力,MPa; [τps]为瓶阀螺塞螺纹许用切应力,MPa; [τp]为内胆端部螺纹许用切应力,MPa; Rps为瓶阀螺塞材料的抗拉强度,MPa; Rp为内胆材料的抗拉强度,MPa; F为最大轴向载荷,N; kz为载荷不均系数; z为旋合螺纹牙数; d1为外螺纹小直径,mm; D为内螺纹大直径,mm; d为螺纹公称直径,mm; b为螺纹牙根部宽度,mm; h为螺纹牙工作高度,mm; 普通螺纹的螺纹牙根部宽度b=0.87P(P为螺距)mm。 将式(1)～式(2)变化后得出内、外螺纹计算公式: πDbz[τp]≥F(5) πd1bz[τps]≥F(6) 当内胆端部开口处的内螺纹为直螺纹时, 直螺纹不少于6个螺距,并且在缠绕气瓶试验压力下,剪切安全系数不低于10,螺纹必须贯通

螺纹螺距对照表

螺纹螺距对照表 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距 0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距 - - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90 (95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距 12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - - 注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16 M14 2.0 1.5 1.0 7/16 11.11 14 20 14 M16 2.0 1.5 1.0 1/2 12.7 13 20 12 M18 2.5 2.0 1.5 9/16 14.29 12 18 12 M20 2.5 2.0 1.5 5/8 15.86 11 18 11 M22 2.5 2.0 1.5 3/4 19.05 10 16 10