1、第五章第五章 螺纹联接及螺旋传动螺纹联接及螺旋传动 第一节第一节 螺纹联接的分类与防松螺纹联接的分类与防松一、螺纹的主要参数一、螺纹的主要参数螺纹螺纹外螺纹，内螺纹；外螺纹，内螺纹；左旋螺纹，右旋螺纹左旋螺纹，右旋螺纹-如何判别如何判别单线螺纹，多线螺纹单线螺纹，多线螺纹-怎么判别怎么判别主要参数主要参数d、d1、d2、n、P、S、tan=S/(d2)=nP/(d2)二、螺纹的类型、特点及应用二、螺纹的类型、特点及应用1.普通螺纹：普通螺纹：=600，效率低，自锁性强，用于联接。，效率低，自锁性强，用于联接。粗牙螺纹粗牙螺纹 细牙螺纹细牙螺纹2.管螺纹管螺纹 =550 3.米制锥螺纹米制锥螺纹
2、=600 4.矩形螺纹矩形螺纹=00 5.梯形螺纹梯形螺纹=300 6.锯齿形螺纹锯齿形螺纹=30 、300 三、螺纹联接的基本类型三、螺纹联接的基本类型1螺栓联接螺栓联接1）普通螺栓联接普通螺栓联接 结构特点：结构特点：被联接件上的通孔和螺栓杆间有间隙被联接件上的通孔和螺栓杆间有间隙优缺点：优缺点：结构简单、装拆方便、不受被联接件材料的结构简单、装拆方便、不受被联接件材料的限制限制应用场合：应用场合：被联接件较薄能从两边进行安装被联接件较薄能从两边进行安装主要尺寸：主要尺寸：2）铰制孔螺栓联接）铰制孔螺栓联接 结构特点：结构特点：孔和螺杆多采用基孔制过渡配合孔和螺杆多采用基孔制过渡配合优缺点
3、：优缺点：能精确固定被联接件的相对位置，能承受横能精确固定被联接件的相对位置，能承受横向载荷向载荷2螺钉联接螺钉联接结构、优缺点、应用场合、主要尺寸结构、优缺点、应用场合、主要尺寸3双头螺柱联接双头螺柱联接结构、优缺点、应用场合、主要尺寸结构、优缺点、应用场合、主要尺寸螺柱的固定螺柱的固定4紧定螺钉联接紧定螺钉联接四、螺纹联接的预紧四、螺纹联接的预紧螺纹联接装配时拧紧，使联接在承受工作载螺纹联接装配时拧紧，使联接在承受工作载荷前预先受到力作用。目的荷前预先受到力作用。目的预紧时螺栓所受的拉力预紧时螺栓所受的拉力预紧力预紧力F0预紧力要适度预紧力要适度,推荐按下列关系确定：推荐按下列关系确定：碳
4、素钢螺栓碳素钢螺栓F0（0.6-0.7）SA1合金钢螺栓合金钢螺栓F0（0.5-0.6）SA1控制预紧力控制预紧力测力矩板手、定力矩板手测力矩板手、定力矩板手 测量螺栓伸长量法测量螺栓伸长量法预紧力与拧紧力矩的关系为预紧力与拧紧力矩的关系为T0.2 F0d需预紧需预紧紧联接紧联接不需预紧不需预紧松联接松联接螺栓组应按一定顺序逐次拧紧螺栓组应按一定顺序逐次拧紧五、螺纹联接的防松五、螺纹联接的防松防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。生相对转动。1）摩擦防松）摩擦防松对顶螺母、对顶螺母、弹簧垫圈、弹簧垫圈、金属锁紧螺母金属锁紧螺母2）机械防松）机械
5、防松开口销与槽形螺母、开口销与槽形螺母、止动垫片、止动垫片、止动垫片与圆螺母、止动垫片与圆螺母、串联金属丝串联金属丝3）不可拆防松）不可拆防松端铆、冲点、焊接、胶接端铆、冲点、焊接、胶接第二节第二节 螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算一、螺纹联接的失效形式和设计准则一、螺纹联接的失效形式和设计准则 1受拉螺栓受拉螺栓螺纹断裂螺纹断裂保证螺栓的静力或疲劳位伸强度保证螺栓的静力或疲劳位伸强度 2受剪螺栓受剪螺栓螺栓杆和孔壁的贴合面上螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺杆被剪断出现压溃或螺杆被剪断保证联接的挤压强度和螺栓杆的剪切强保证联接的挤压强度和螺栓杆的剪切强度度二、松螺栓联接的强度计算二、松螺
6、栓联接的强度计算拉伸强度校核式 拉伸强度设计式421dF41Fd 二、紧螺栓联接的强度计算二、紧螺栓联接的强度计算 1仅承受预紧力的紧螺栓联接仅承受预紧力的紧螺栓联接预紧力预紧力F0 螺栓处于拉应力螺栓处于拉应力和扭转切应力和扭转切应力的复合应力的复合应力状态。推导知计算应力状态。推导知计算应力ca=1.3螺栓危险截面的强度条件式为螺栓危险截面的强度条件式为 43.1210dFca 2承受工作剪力的紧螺栓联接承受工作剪力的紧螺栓联接螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为螺栓杆的剪切强度条件为螺栓杆的剪切强度条件为min0ppLdF420dF3承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接承
7、受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接1）螺栓总拉力）螺栓总拉力螺栓受预紧力螺栓受预紧力F0的拉伸作用伸长的拉伸作用伸长b=F0/Cb，被联接件则在被联接件则在F0的压缩作用下缩短的压缩作用下缩短m=F0/Cm，螺栓受力螺栓受力F0F2，总伸长量，总伸长量bb+被联接件受力被联接件受力F0F1，总压缩量，总压缩量mm=m-。F1称为残余预紧力称为残余预紧力3承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接1）螺栓总拉力）螺栓总拉力根据螺栓的静力平衡条件：根据螺栓的静力平衡条件：螺栓的总拉力螺栓的总拉力F2=F1+F为了保证联接的紧密性，为了保证联接的紧密性，应使应使F10推荐采用推荐采
8、用 F1为为对于有密封性要求的联接对于有密封性要求的联接 F1=（1.51.8）F对于一般联接，工作载荷稳定时对于一般联接，工作载荷稳定时F1=（0.20.6）F对于一般联接，工作载荷不稳定时对于一般联接，工作载荷不稳定时F1=（0.61.0）F 对于地脚螺栓联接对于地脚螺栓联接F1F 2）强度公式）强度公式 拉伸强度条件校核对式为设计公式为 43.1212dFca3.1421Fd3）预紧力）预紧力F0、残余预紧力、残余预紧力F1与总拉力与总拉力F2的关的关系系根据螺栓与被联接件变形协调条件有根据螺栓与被联接件变形协调条件有b=m=FCCCFFCCCFFFCCCFCCCCFFFFFFFFFmb
9、mmbbmbbmbmbmbmb11000101,tantan)(代入前式得或刚度表示螺栓和被联接件的螺栓相对刚度 =C可通过实验或计算知，设计推荐取：金属垫片（或无垫片）C=0.20.3皮革垫片C=0.7铜皮石棉垫片C=0.8 橡胶垫片C=0.9FCCCFFFFFmbb0202或)/(mbbCCC 4）螺栓的疲劳强度校核）螺栓的疲劳强度校核螺栓危险截面的最大拉应力为螺栓危险截面的最大拉应力为最小拉应力为最小拉应力为应力幅为应力幅为 应力变化规律：min=C（常数）212max4dF210min4dF21minmax22dFCCCmbba安全系数校核安全系数校核：如果螺栓的工作应力点在OJGI区
10、域，仿式（3-24）校核螺栓危险截面的疲劳强度如果螺栓的工作应力点在GIC区域，仿式（3-18）校核螺栓危险截面的静强度。SKKSatcca)2)()(2minmin1四、螺纹联接件的材料及许用应力四、螺纹联接件的材料及许用应力1螺纹联接件的材料螺纹联接件的材料国标规定螺纹联接件按材料力学性能分为十个等级国标规定螺纹联接件按材料力学性能分为十个等级 所用螺母的性能等级应不低于与其相配螺栓的性能所用螺母的性能等级应不低于与其相配螺栓的性能等级等级 2螺纹联接件的许用应力螺纹联接件的许用应力许用拉应力许用拉应力=S/S许用切应力许用切应力=S/S许用挤压应力许用挤压应力p=S/Sp（对于钢）（对于
11、钢）许用挤压应力许用挤压应力p=B/Sp（对于铸铁）（对于铸铁）安全系数安全系数S见表见表5-10五、提高螺纹联接强度五、提高螺纹联接强度的措施的措施 1降低影响螺栓疲劳降低影响螺栓疲劳强度的应力幅强度的应力幅措施：措施：减小螺栓刚度：减小螺栓刚度：增加螺栓长度；用腰杆状螺栓或空心螺栓；增加螺栓长度；用腰杆状螺栓或空心螺栓；螺母下装弹性元件等；螺母下装弹性元件等；增大被联接件刚度：增大被联接件刚度：采用刚性较大的垫片或不用垫片；采用刚性较大的垫片或不用垫片；适当增加预紧力适当增加预紧力 2改善螺纹牙上载荷分布不均的现象改善螺纹牙上载荷分布不均的现象加厚螺母不能提高联接的强度。加厚螺母不能提高联
12、接的强度。措施：悬置螺母、措施：悬置螺母、环槽螺母、环槽螺母、内斜螺母、内斜螺母、环槽加内斜、环槽加内斜、钢丝螺套钢丝螺套3减小应力集中的影响减小应力集中的影响措施：较大圆角、卸载结构、螺纹收尾改为措施：较大圆角、卸载结构、螺纹收尾改为退刀槽；退刀槽；4避免产生附加弯曲应力避免产生附加弯曲应力凸台、鱼眼坑、凸台、鱼眼坑、球面垫圈、球面垫圈、腰环腰环5采用合理的制造工艺方法采用合理的制造工艺方法第三节第三节 螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计一、螺栓组联接的结构设计一、螺栓组联接的结构设计1接合面呈轴对称的简单几何形状，接合面呈轴对称的简单几何形状，2螺栓组布局应使各螺栓的受力合理螺栓组布局应使各
13、螺栓的受力合理3螺栓的排列应有合理的间距和边距螺栓的排列应有合理的间距和边距4分布在圆周的螺栓应采用易于分度的数目分布在圆周的螺栓应采用易于分度的数目4、6、8等等5同一螺栓组，通常采用相同的螺栓材料、直径同一螺栓组，通常采用相同的螺栓材料、直径和长度和长度6结构和空间合理，留有板手空间位置结构和空间合理，留有板手空间位置 7避免螺栓承受偏心载荷避免螺栓承受偏心载荷8受横向载荷的螺栓联接可采用卸荷装置受横向载荷的螺栓联接可采用卸荷装置9合适的防松装置合适的防松装置二、螺栓组联接的受力分析二、螺栓组联接的受力分析1受横向载荷的螺栓组联接受横向载荷的螺栓组联接1）当采用铰制孔用螺栓联接时，认为载荷
14、均）当采用铰制孔用螺栓联接时，认为载荷均分分F=F/z2）当采用普通螺栓联接时，应保证预紧后联）当采用普通螺栓联接时，应保证预紧后联接面间产生的摩擦力大于等于横向载荷接面间产生的摩擦力大于等于横向载荷fF0ziKSF _防滑系数防滑系数 KS=1.11.32受转矩的螺栓组联接受转矩的螺栓组联接1）采用铰制孔用螺栓联接时）采用铰制孔用螺栓联接时根据底板的静力平衡条件可得根据底板的静力平衡条件可得根据螺栓的变形协调条件根据螺栓的变形协调条件 代入得代入得TrFizii1zirrFFrFrFiiii,.3,2,1,maxmaxmaxmax或ziirTrF12maxmax2）采用普通螺栓联接时根据底板
15、的静力平衡条件有 ziiszsszrfTKrrrfTKFTKrfFrfFrfF121002010)(3受轴向载荷的螺栓组联接受轴向载荷的螺栓组联接各螺栓所受的工作载荷为各螺栓所受的工作载荷为F=F/z4受倾覆力矩的螺栓组联接受倾覆力矩的螺栓组联接根据底板的静力平衡条件得根据底板的静力平衡条件得根据变形协调条件根据变形协调条件代入上式代入上式 iziilFM1maxmaxLLFFiiziiziiLMLFLLFM1maxmax1maxmax或计算受倾覆力矩的螺栓组强度时，首先由预紧力F0、最大工作载荷Fmax确定受力最大的螺栓的总拉力F2，由式（5-18）得按式（5-19）进行强度计算 或 max
16、02FCCCFFmbb43.1212dFca3.1421Fd 为了防止接合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，应检查受载后地基接合面压应力的最大值不超过允许值，最小值不小于零，值的附加挤压应力的最大因加载而在地基上并生应力前由预紧力产生的挤压代表地基接合面在受载WMCCCMWAzFmbmppppppppp10max0maxminmaxmax 三、螺栓组联接的设计步骤三、螺栓组联接的设计步骤1）进行螺栓组的结构设计）进行螺栓组的结构设计2）计算总载荷在各螺栓上的分配）计算总载荷在各螺栓上的分配3）进行单个螺栓的强度计算）进行单个螺栓的强度计算 图示为固定在钢制立柱上的铸铁托架，已知图示为固定
17、在钢制立柱上的铸铁托架，已知总载荷总载荷F=4800N，其作用线与垂直线的夹，其作用线与垂直线的夹角角=500，底板高底板高h=340mm，宽宽b=150mm，试设计此螺栓组联接。试设计此螺栓组联接。解：解：1）螺栓组结构设计）螺栓组结构设计2）螺栓受力分析）螺栓受力分析（1）螺栓组联接受力：）螺栓组联接受力：轴向力、横向力和倾覆力矩轴向力、横向力和倾覆力矩轴向力轴向力:F的水平分力，向右，作用于螺栓组的中心的水平分力，向右，作用于螺栓组的中心Fh=Fsin=4800sin500=3677N横向力横向力:F的垂直分力，向下，作用于螺栓组的接合的垂直分力，向下，作用于螺栓组的接合面面FV=Fco
18、s=4800cos500=3085N倾覆力矩，顺时针方向倾覆力矩，顺时针方向M=Fh160+FV150=1051070Nmm（2）在轴向力的作用下）在轴向力的作用下各螺栓所受的工作拉力各螺栓所受的工作拉力 Fa=Fh/z=3677/4=919N（3）在倾覆力矩作用下，）在倾覆力矩作用下，上面两螺栓加载，下面两螺栓减载，倾覆力上面两螺栓加载，下面两螺栓减载，倾覆力矩引起受载较大的螺栓的工作载荷矩引起受载较大的螺栓的工作载荷受载较大螺栓总的轴向工作载荷受载较大螺栓总的轴向工作载荷F=Fa+Fmax=919+1877=2796NNLMLFii1877140414010510702412maxmax（
19、4）根据底板不滑移条件，确定螺栓所需预）根据底板不滑移条件，确定螺栓所需预紧力紧力F0。查表查表5-6知接合面摩擦系数知接合面摩擦系数f=0.16，并取，并取Cb/Cb+Cm=0.2，则，则Cm/Cb+Cm=0.8，取防，取防滑系数滑系数Ks=1.2，代入上式，代入上式hmbmVsVshmbmFCCCfFKzFFKFCCCzFf100NFCCCfFKzFhmbmVs652036778.016.030852.14110（5）受力较大螺栓所受的总拉力）受力较大螺栓所受的总拉力F2。3）确定螺栓直径）确定螺栓直径选择螺栓材料为选择螺栓材料为Q235，性能等级为，性能等级为4.6的螺的螺栓，查表栓，查
20、表5-8得屈服极限得屈服极限s=240MPa，由表，由表5-10查得安全系数查得安全系数S=1.5，故螺栓的许用应，故螺栓的许用应力为力为=s/S=240/1.5=160MPaNFCCCFFmbb707927962.0652002mmFd6.816070793.143.1421查粗牙螺纹标准，选用公称直径查粗牙螺纹标准，选用公称直径d=12mm，螺纹小，螺纹小径径d1=10.106mm。4）校核螺组联接接合面的工作能力）校核螺组联接接合面的工作能力（1）联接接合面下端的挤压应力不超过许用值，）联接接合面下端的挤压应力不超过许用值，以防止压碎以防止压碎查表查表5-7得得p=0.5B=0.5250
21、=125MPa1.84MPa，满足满足MPaWMFCCCzFAhmbmp84.1)220340(2/3401215105107036778.065204)220340(15011330max（2）接合面上端有一定的残余预紧力）接合面上端有一定的残余预紧力pmin0不会产生间隙。不会产生间隙。5）校核螺栓所需的预紧力是否合适）校核螺栓所需的预紧力是否合适参考式参考式5-2，对于碳素钢螺栓，对于碳素钢螺栓，要求要求F0（0.60.7）sA1要求的预紧力小于上值，满足要求的预紧力小于上值，满足。MPaWMFCCCzFAhmbmp72.0)220340(2/3401215105107036778.06
22、5204)220340(15011330maxNdAss8.11550106.1042406.046.06.02211确定螺栓的公称直径后确定螺栓的公称直径后,螺栓的类型、长螺栓的类型、长度、精度以及相应的螺母、垫圈等结度、精度以及相应的螺母、垫圈等结构尺寸构尺寸,可根据底板厚度、螺栓在立柱可根据底板厚度、螺栓在立柱上的固定方式及防松装置等全面考虑上的固定方式及防松装置等全面考虑后定出后定出.第四节第四节 螺旋传动螺旋传动一、螺旋传动的工作原理：一、螺旋传动的工作原理：组成组成螺杆、螺母和机架螺杆、螺母和机架 传动传动回转变直移，回转变直移，平稳、准确。平稳、准确。二、类型、特点和应用二、类型
23、、特点和应用1按功能分按功能分1）传力螺旋）传力螺旋2）传导螺旋）传导螺旋 3）调整螺旋）调整螺旋L=（SA-SB）/(2)微动螺旋微动螺旋L=（SA+SB）/(2)复式螺旋复式螺旋2。磨擦状态分。磨擦状态分滑动螺旋滑动螺旋静压螺旋静压螺旋滚动螺旋滚动螺旋 三、螺旋传动的受力分析和效率三、螺旋传动的受力分析和效率1轴向力与转矩关系轴向力与转矩关系设设F-轴向力，轴向力，Ft-切向力，切向力，T-外力矩外力矩举起时：举起时：Ft=Ftan(+)T=Fd2tan(+)/2-当量摩擦角当量摩擦角tan=f/cos下降时：下降时：Ft=Ftan(-)自锁条件：自锁条件：2。传动效率。传动效率=tan/
24、tan(+)四、滑动螺旋的结构和材料四、滑动螺旋的结构和材料1滑动螺旋的结构滑动螺旋的结构 1）螺杆的支承结构）螺杆的支承结构 2）螺母的结构）螺母的结构 3）螺纹类型常用梯形、矩形、锯齿形，右）螺纹类型常用梯形、矩形、锯齿形，右旋旋2螺杆和螺母的材料螺杆和螺母的材料 1）螺杆）螺杆 一般传动一般传动Q235、45、50钢；钢；重载、高速的重要传动重载、高速的重要传动40Cr、45Mn、40WMn、20CrMnTi；精密传动精密传动CrWMn、38CrMoAI等等2）螺母）螺母常用铸锡青铜常用铸锡青铜ZCuSn10Pb1、ZCuSn5PbZn5；低；低速重载可用铸无锡青铜速重载可用铸无锡青铜Z
25、CuAI10Fe3；低速轻载可采耐磨铸铁或灰铸铁；低速轻载可采耐磨铸铁或灰铸铁；尺寸较大的螺母可用螺纹部分浇注铜合金。尺寸较大的螺母可用螺纹部分浇注铜合金。五、滑动螺旋传动的设计计算五、滑动螺旋传动的设计计算 1耐磨性计算耐磨性计算1）校核公式）校核公式 2）设计公式）设计公式 设螺母高度系数设螺母高度系数=H/d2，则，则H=d2，代入，代入上式上式22phHdFPhudFAFp2phFPd对于矩形和梯形螺纹，对于矩形和梯形螺纹，h=0.5P；对于锯齿形螺纹，对于锯齿形螺纹，h=0.75P 的推荐：整体式螺母的推荐：整体式螺母=1.22.5；剖分；剖分式及兼作支承的螺母式及兼作支承的螺母=2
26、.53.5；传动精度高、使用寿命较长的螺母传动精度高、使用寿命较长的螺母=4；根据根据d2查标准选取查标准选取d和和P，为使各圈受力均，为使各圈受力均匀工作圈数不宜过多，一般匀工作圈数不宜过多，一般u10，选择尺寸参数时，要保证选择尺寸参数时，要保证P/d20.12螺杆强度计算螺杆强度计算式中式中3螺母螺纹牙的强度计算螺母螺纹牙的强度计算 431332122222dTFAWTAFTca2)tan(,4162131dFTdAdWvT62bbuDbFlDbuF4螺杆稳定性计算螺杆稳定性计算对于长径比大的受压螺杆应校核螺杆稳定性条件 Ssc=Fcr/FSsFcr螺杆的临界载荷。根据螺杆柔度s值的大小
27、选用不同的公式。64)(4122dIIlEIFcr螺杆危险截面的惯性矩14541查表长度系数危险截面的惯性半径工作长度，dAIi；ilils图示为受轴向工作载荷的紧螺栓联接工作时图示为受轴向工作载荷的紧螺栓联接工作时力与变形的关系，试问：（力与变形的关系，试问：（1）螺栓刚度）螺栓刚度Cb和被联接件刚度和被联接件刚度Cm的大小对螺栓受力有何的大小对螺栓受力有何影响？（影响？（2）若预紧力）若预紧力F0=800N，工作载荷，工作载荷F=1000N，Cm=4Cb，试计算：，试计算：1）螺栓上）螺栓上总载荷；总载荷；2）残余预紧力）残余预紧力解：（解：（1）由）由 可知，可知，当当F0、F、Cm不变
28、时，螺栓刚度不变时，螺栓刚度Cb减小将使总载荷减小将使总载荷F2减小；被联接件刚度减小；被联接件刚度Cb增大将使总载荷增大将使总载荷F2减小；减小；（2）螺栓总拉力）螺栓总拉力F2=F+F1得得F1=F2-F=1000-1000=0或者由或者由F0=F1+FCm/（Cb+Cm）得）得F1=F0-FCm/（Cb+Cm）=800-10004Cb/（Cb+4 Cb）=0FCCCFFFFFmbb0202NCCCFCCCFFbbbmbb10001000480002图示一厚度为图示一厚度为15mm的薄板，用两个铰制孔的薄板，用两个铰制孔螺栓固定在机架上，已知载荷螺栓固定在机架上，已知载荷P=4000N，螺
29、栓、板和机架材料许用应力螺栓、板和机架材料许用应力=120MPa，许用剪应力许用剪应力=95MPa，应用挤压应力，应用挤压应力p=150MPa，板间摩擦系数，板间摩擦系数f=0.2。（1）确定合理的螺纹）确定合理的螺纹直径；（直径；（2）若改用普）若改用普通螺栓，螺纹直径应为通螺栓，螺纹直径应为多大（防滑系数多大（防滑系数Ks=1.2）。解：1。求铰制孔螺栓直径1）在载荷P的作用下两铰制孔螺栓受力为F1、F2，可由力平衡条件得NPaalFNPalFalPaFaFPFF12000400010030022800040001002002)(2121122）由螺栓杆的剪切强度条件3）由螺杆与孔壁的挤压
30、强度条件4）取螺栓光杆直径为13mm，螺纹外径为M12mmFd68.1295120004420mmlFdldFppp3.51501512000min20min0 得2采用普通螺栓，应按接合面不滑移条件1）计算预紧力2）计算危险截面直径3）取螺栓M36NfFKFFKfFss720002.0120002.1max0max0mmFd51.31120720003.143.1401图示支架用图示支架用4个普通螺栓联接在支柱上，已知个普通螺栓联接在支柱上，已知载荷载荷F=12400N，尺寸参数如图，接合面摩，尺寸参数如图，接合面摩擦系数擦系数f=0.2，螺栓材料的屈服极限，螺栓材料的屈服极限s=270N/
31、mm2，安全系数，安全系数S=1.5，螺栓的，螺栓的相对刚度相对刚度Cb/（Cb+Cm）=0.3，防滑系数，防滑系数Ks=1.2，试求所需螺栓小径试求所需螺栓小径解解:1）根据不滑移条件）根据不滑移条件fF0zKsF可得可得F0KsF/(fz)=1.212400/（0.24）=18600N 2）计算倾覆力矩）计算倾覆力矩M=F150=12400150=1860000Nmm 3）计算在）计算在M下左边两螺栓受力较大，所受下左边两螺栓受力较大，所受载荷载荷Fmax，NLMLFii5.581221604216018600002412maxmax4）左边螺栓所受总拉力）左边螺栓所受总拉力F2：5）螺栓
32、许用应力）螺栓许用应力=s/S=270/1.5=180MPa6）螺栓危险截面的直径）螺栓危险截面的直径NFCCCFFmbb75.203435.58123.018600max02mmFd677.1318075.203433.143.1421某厂生产一手动螺旋千某厂生产一手动螺旋千斤顶，最大起重量为斤顶，最大起重量为40KN，采用锯齿形螺，采用锯齿形螺纹螺纹副当量摩擦为纹螺纹副当量摩擦为0.13，d=25mm，d2=21.25mm，d1=16.32mm，P=5mm，单线右旋，单线右旋，螺杆用螺杆用40Cr，热处理，热处理HRC4550，s=785MPa螺母用螺母用ZCuAI10Fe3.验算其验算其
33、主要尺寸是否恰当主要尺寸是否恰当.其其他尺寸如图他尺寸如图解:1)耐磨性条件校核耐磨性条件校核 锯齿形螺纹工作高度h=0.75P=0.755=3.75mm 图中知螺母高度H=48mm 轴向外载荷F=40000N 表5-12查滑动速度低,钢-青铜p=1825MPa合适65.164875.325.215400002pMPahHdFPp2)螺纹的自锁性验算螺纹的自锁性验算 满足自锁条件vvvfdP002407.713.0arctanarctan285.425.215arctanarctan3)螺杆的强度校核螺杆的强度校核 许用应力=s/35=785/3=261.67MPa因ca,螺杆强度通过MPam
34、mNdFTmmdAdTFAcavca8.26087951225.21)407.7285.4tan(400002)tan(08.209432.16443122221212代入上式得4)螺纹牙强度校核螺纹牙强度校核剪切强度校核剪切强度校核螺纹牙根厚螺纹牙根厚b=0.75P=0.755=3.75mm 螺纹旋合圈数螺纹旋合圈数u=H/P=48/5=9.6不清不清 许用剪切应力查表许用剪切应力查表5-13=3040MPa弯曲强度校核弯曲强度校核 许用弯曲应力查表许用弯曲应力查表5-13b=4060KPa，静载，静载荷取荷取b=60KPa通过15.146.975.325400002MPaDbuF通过46.
35、426.975.325)25.2125(400003)(362222bbMPauDbDDFuDbFl5）螺杆稳定性校核）螺杆稳定性校核 柔度柔度=l/i 螺杆的长度系数螺杆的长度系数：因螺母端：因螺母端l0/d0=H/d2=48/21.25=2.25在在1.53之间，属不完之间，属不完全固定；因轴承端全固定；因轴承端l0/d0=7/281.5属铰支，所经支属铰支，所经支承为一端铰支一端不完全固定。承为一端铰支一端不完全固定。查表查表5-14=0.7 由图知由图知l=（130+30）=160mm 惯性半径惯性半径i=d1/4=16.32/4=4.08mm =0.7160/4.08=27.4540，不需校核，螺杆不，不需校核，螺杆不会失稳。会失稳。该千斤顶满足使用要求该千斤顶满足使用要求
