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螺纹连接强度的计算


螺纹的连接强度设计规范

P H1 H

已知条件:M20X1.5 d1=18.376 d2=19.026 螺纹各圈牙的受力不均匀系数:Kz=0.6 旋合长度: L=23 旋合圈数: Z=15.33 原始三角形高度:H=1.732/2P=1.3 实际牙高:H1=0.54P=0.81 牙根宽:b=0.75P=1.13 间隙:B=0.08p=0.12 螺纹材料: 45 屈服强度 360MPa 抗拉强度 600Mpa 系统压力 P=17.5Mpa 活塞杆 d=28 缸套 D=65 推力 F=PA=47270N 请校核螺纹的连接强度:

n=5(交变载荷)

1:螺纹的抗剪强度校验: [τ ] :螺纹的抗剪强度校验

[τ ] = (0.8 ? 1.0)[σ ] = 96Mpa
τ=
Fs = 47270 /(0.56 × 3.14 × 18.376 × 1.13 × 15.33) = 84.4 MPa Kz ×π× d1 × b × Z
故抗剪强度足够。

2:抗弯强度校核:(σw) :抗弯强度校核: (σw):许用弯曲应力为: 0.4*360(屈服极限)=144MPa 3FH 1 σw = = 3 × 47270 /(0.56 × 3.14 × 18.376 × 1.13 × 1.13 × 15.33) = 224 MPa Kz ×π× d1 × b × b × Z
故其抗弯强度不足:

3: 螺纹面抗挤压校验 σp) 螺纹面抗挤压校验(σ

[σp]为0.5 × 屈服强度为0.5 × 360 = 180MPa
σp =
F Kz ×π× d 2 × H 1 × Z = 47270 /(0.56 × 3.14 × 19.026 × 0.81 × 15.33) = 113.73MPa

故其抗挤压强度足够。

0.08P

b

4: 螺纹抗拉强度效验 (σ) 螺纹抗拉强度效验 σ 强度

[σ ]为许用抗拉强度,对于钢来说[σ ] = σb/5 = 120Mpa
dc 螺纹计算直径: dc=( d+d1-H/6)/2=(20+18.376-1.3/6)/2=19.08mm

σ=

4F = 4 × 47270 /(3.14 × 19.08 × 19.08) = 165.325MPa πdc 2

故其抗拉强度不足。
油缸壁厚为 10mm, 油压 p=1.6MPa, 例 1-1 钢制液压油缸如图 10-21 所示, D=160mm,试计算上盖的螺栓联接和螺栓分布圆直径 解 (1) 决定螺栓工作载荷 暂取螺栓数 z=8,则每个螺栓承受的平均轴向工作载荷 为 。

(2) 决定螺栓总拉伸载荷 =1.8

对于压力容器取残余预紧力

,由式(10-14)可得

(3) 求螺栓直径 选取螺栓材料为 45 钢 =355MPa(表 9-1),装配时不要求严格控制预紧力,按表 10-7 暂取 MPa。 由式(10-12)得螺纹的小径为

安全系数 S=3,螺栓许用应力为

查表 10-1,取 M16 螺栓(小径

=13.835mm)。按照表 10-7 可知所取安全系数 S=3 是正确的。

为保证容器结合面密封可靠,允许的螺栓间距 l(

)为:

p≤1.6MPa 时,l≤7d; p=(1.6~10)MPa 时,l≤4.5d; p=(10~30)MPa 时,l≤(4~3)d。 这里 d 为螺栓公称直径。
(4) 决定螺栓分布圆直径 螺栓置于凸缘中部。从图 10-9 可以决定螺栓分布圆直径 =d+2e+2×10=160+2[16+(3~6)]+2×10=218~224 mm 为 取 =220mm

螺栓间距 当

l 为
],而[ ]又与螺纹直径有关,所以常需采用

p≤1.6MPa 时,l≤7d=7×16=112 mm,所以选取的 和 z 合宜。 注

在本例题中,求螺纹直径时要用到许用应力[

试算法。这种方法在其他零件设计计算中还要经常用到。


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