螺纹牙强度校核计算
(完整版)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 Fpd 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 3.296.212.1314.3649153][2=⨯⨯⨯⨯=≥φπ612 612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 npπψ 因此选用644⨯T 的螺杆，其参数为：表3.2 644⨯T 的螺杆公称直径（mm ） d 螺距（mm ） P中径（mm ） 22D d = 大径（mm ） D 小径（mm ）1d 1D446414537382、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 相旋合螺纹圈数 16694.3≈='=P H z 剪切强度条件MPa z Dt F 4.068.3614514.334912.51=⨯⨯⨯=πMPa 4030][-=≤τ 弯曲强度条件MPa MPa z Dt Fh b 6040][9.62618.34514.3334912.533221-=≤=⨯⨯⨯⨯⨯=σπ表3.3滑动螺旋副材料的许用应力螺旋副材料 许用应力(MPa)[σ] [σ]b[τ] 螺杆 钢 σs /(3~5)螺母青铜 40~60 30~40 铸铁 40~55 40 钢(1.0~1.2) [σ]0..6[σ]螺杆强度计算螺杆受有压力（或拉力）F 和扭矩T ，根据第四强度理论，其强度条件为;Ng d l vg G 6.778.94041.046.078504242=⨯⨯⨯⨯===πρρm291.0250.06.7715.0f N r G T =⨯⨯=⋅⋅=公称][)2.0(3)4(231221σπ≤+d T d F][49.32)370.02.010291.0(3)370.014.310349154()2.0(3)4(23622-6231221σπ≤=⨯⨯+⨯⨯⨯=+-MPa d T d F4、螺纹副自锁条件668.21414.361arctan arctan2=⨯⨯==d nP πψ 梯形螺纹的牙型斜角 15=β，其当量摩擦角3.515cos 09.0arctancos arctan===βμρv 式中,ψ为螺纹升角；μ为螺旋副的当量摩擦系数,见下表3.?。
螺纹强度校核
已知：M52x3螺纹，压强70MPa ，螺纹材料Q235。
由已知条件可得：螺纹大径D=52mm ，小径d=52-3=49mm ，螺距p =3mm ，压强P=70MPa ，S σ=235MPa平均所受轴向力()232652107010132000z 44F D P N ππ-⨯⨯=•=⨯⨯=1、抗剪切强度校核螺纹受剪应力应满足 []FDbzττπ=≤式中，平均所受轴向力——2132000z 4F D P N π=•= 螺纹大径——D=52mm螺纹齿根宽——b=0.75p （普通螺纹）因此，螺纹受剪应力-3-3S132000==359MPa 52100.7510235>[]=0.6[]0.6=0.6=28.2MPa S5F Dbz τππστσ=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯故不安全2. 抗弯曲强度校核 螺纹受弯曲强度应满足23[]b b Fh σσπDb z=≤ 式中，平均所受轴向力——2132000z 4F D P N π=•=螺纹工作高度h =p =0.541p 螺纹大径——D=52mm螺纹齿根宽——b=0.75p （普通螺纹）因此，32332331320000.541310777MPa [][]235MPa 5210(0.75310)b b Fh σσσπDb z π---⨯⨯⨯⨯===>==⨯⨯⨯⨯⨯故不安全1. 抗剪切强度校核应满足[]FDbzττπ=≤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[]Sσσ=，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。
2. 抗弯曲强度校核应满足23[]b FhσπDb 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。
螺纹牙强度校核计算机械手册
螺纹牙强度校核计算机械手册螺纹牙强度校核计算机械手册一、引言螺纹连接是机械设计中常见的连接方式，而螺纹牙的强度校核则是设计中的重要环节。
本文将深入探讨螺纹牙强度校核的相关知识，并根据机械手册对该内容进行全面评估和解析。
二、螺纹牙强度校核概述1. 螺纹牙的定义和作用螺纹牙是螺纹连接中的关键部件，它通过与螺纹环的互锁，在受力情况下承受连接件的拉伸、剪切及扭矩载荷，承担着重要的传力作用。
螺纹牙的强度校核是确保连接安全可靠的重要环节。
2. 螺纹牙强度校核的重要性螺纹连接在工程实践中应用广泛，而螺纹牙的强度不足可能导致连接失效，造成严重的安全隐患。
对螺纹牙的强度进行准确的校核，对于保证连接的可靠性和安全性至关重要。
三、螺纹牙强度校核计算方法1. 根据机械手册的指导，螺纹牙的强度校核主要包括静载强度、疲劳强度和抗松强度三个方面。
其中，静载强度主要考虑连接在正常工作状态下的受力情况，疲劳强度则考虑连接在长期振动、变载荷等条件下的耐久性，而抗松强度则确保连接在震动等情况下不会自行松动。
2. 静载强度校核静载强度校核通过计算螺纹牙在受力状态下的承载能力，采用等效应力法或有限元分析等方法，结合材料强度和载荷条件进行计算。
根据机械手册提供的公式和数据，可进行相应的计算和校核。
3. 疲劳强度校核疲劳强度校核是考虑螺纹牙在长期振动、变载荷等条件下的抗疲劳能力。
通过应力循环法、极限应力法等方法，结合疲劳曲线和载荷条件进行计算，以确保连接在长期使用中不会发生疲劳失效。
4. 抗松强度校核抗松强度校核是保证连接在振动、冲击等条件下不会自行松动。
通过计算连接的阶跃响应、松动频率等参数，结合材料和载荷条件进行校核，以确保连接的抗松性能。
四、个人观点和总结螺纹牙的强度校核是机械设计中至关重要的环节，对于保证连接的安全可靠性起着关键作用。
在实际应用中，需要根据机械手册提供的相关数据和方法进行全面的计算和校核，以确保连接的质量和可靠性。
螺纹牙强度校核是机械设计中不可或缺的一部分，而且对于设计师和工程师来说，掌握和运用好螺纹牙强度校核的方法是至关重要的。
螺纹联接的螺纹牙强度校核自动计算
物理量单位公称直径d(或D)mm13824.00螺距pmm 轴向力FN 螺纹小径d 1mm 19.006859.00螺纹中径d2mm 21.50螺纹牙底宽度bmm 3.17螺纹工作高度hmm 2.50螺旋升角ψdeg 4.230.07牙型倾角βdeg 摩擦系数f无量纲当量摩擦系数f v无量纲0.10当量摩擦角ψvdeg 0.18螺纹圈数z无量纲屈服强度σsMPa 极限强度σbMPa σs /σb泊松比许用安全系数[S]无量纲许用拉应力[σ]MPa 螺纹摩擦力矩M t1N ·m 96.17挤压应力σpMPa 26.92σp<[σp]?抗挤压：合格许用剪应力[τ]MPa 120.00剪切应力τMPa 24.02τ<[τ]?抗剪切：合格[σb ]MPa 200.00弯曲应力σbMPa 56.84σb <[σb ]?抗弯曲：合格螺杆强度σMPa 176.35螺杆强度σ<[σ]？螺杆强度：合格自锁性？自锁性：满足适用范围：梯形螺纹联接螺纹牙强度校核。
原始条件计算结果说明：只填写绿色格，其余的均由计算机自动计算。
单位数据转速r/min 60.8700螺母轴向移动速度v mm/s 5.0699螺纹摩擦力矩Mt1N.mm 96122.0735摩擦系数ƒ0.1000驱动转矩Mq N.m 150.0603驱动功率P1W 956.4578956.4578输出功率P2W 253.4964342.4120螺纹传动效率η0.3967螺纹传动轴向支承面摩擦力矩N.mm 53938.2558。
螺旋传动的校核计算方法
螺旋传动的校核计算方法一．耐磨性计算锯齿螺纹公式：螺纹中径d2>=0.65*SQRT(Q/(w[p])) mm 式中：Q——轴向载荷[N]W——引用系数W=H/d2 （H——螺母高度、d2——螺纹中径）整体螺母：W=1.2～2.5；剖分式螺母：W=2.5～3.5螺母中的扣数Z<=10。
[p]——许用挤压强度[N/mm2]v<=12 M/min（旋转线速度）：淬火钢（HRC）—青铜[p]=10～13 Mpa手动：调质钢（HB）——青铜[p]=15～25 Mpa 二．螺杆螺纹部位的强度校核当量应力σt=SQRT（SQR(4Q/(πd2))+3SQR(T/(πd3/16))）<=[σ]式中：d——螺杆小径；d2—小径平方；d3—小径3次方[σ]——螺杆材料许用应力，优质碳钢、低合金碳钢取[σ]=50～80MpaT——螺旋副摩擦阻力矩N-m，T=fQd2/2；f-摩擦系数；d2-中径n——圆周率；n＝3.1415926三．螺杆稳定性校核柔度λ=μL/SQRT(I/A)=4μL/d式中：μ——长度系数；千斤顶μ=2；压力机μ=0.7L——最大工作长度I——危险截面惯性矩；I=πd4/64；d4—小径4次方A——危险截面面积；A=πd2/4；d2—小径平方n——圆周率；n＝3.1415926柔度λ>=100，临界载荷按材料力学的欧拉公式计算Qc=π2EI/SQR(μL)……[N]π2——圆周率的平方柔度λ<100；σb>=370 Mpa碳钢Qc=（304-1.12λ）A柔度λ<100；σb>=470 Mpa优质碳钢、低合金碳钢Qc=（461-2.57λ）A柔度λ<40，不作稳定性校核。
稳定性条件：Q<= Qc/n；n——安全系数，n=2.5～4。
四．螺母螺纹强度校核剪切强度校核：τ=Q/(πDbZ)<=[τ]弯曲强度校核：σ=3Qh/(πDb2Z)<=[σ]式中：b—螺纹牙根宽度；锯齿螺纹b=0.74t（t——螺距）；b2——b的平方h—牙高Z—牙扣数D—螺母螺纹根径；πD—根径周长n——圆周率；n＝3.1415926青铜螺母：[τ]=30～40Mpa；[σ]=40～60MPa2.螺母的长度如何确定？螺母的长度Ｌ＝ＺtＺ－扣数；Ｚ＜１０t－螺距3.千斤顶的螺纹如何计算承载力的？见＜螺杆稳定性校核＞注：SQRT：开平方函数；SQR：平方函数。
螺母螺纹牙的强度计算
螺母螺纹牙的强度计算螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。
如图5－47所示，如果将一圈螺纹沿螺母的螺纹大径D处展开，则可看作宽度为πD的悬臂梁。
假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为Q/u，并作用在以螺纹中径D2为直径的圆周上，则螺纹牙危险截面a－a的剪切强度条件为【5－50】螺纹牙危险截面a－a的弯曲强度条件为【5－51】式中：b——螺纹牙根部的厚度，mm，对于矩形螺纹，b＝0.5P对于梯形螺纹，b一0.65P,对于30o锯齿形螺纹，b=0.75P，P为螺纹螺距；l——弯曲力臂；mm参, l=(D-D2)/2；[τ]——螺母材料的许用切应力，MPa，；[σ]b——螺母材料的许用弯曲应力，MPa，。
当螺杆和螺母的材料相同时，由于螺杆的小径d l小于螺母螺纹的大径D，故应校核杆螺纹牙的强度。
此时，上式中的D应改为d1。
螺母外径与凸缘的强度计算。
在螺旋起重器螺母的设计计算中，除了进行耐磨性计算与螺纹牙的强度计算外，还要进行螺母下段与螺母凸缘的强度计算。
如下图所示的螺母结构形式，工作时，在螺母凸缘与底座的接触面上产生挤压应力，凸缘根部受到弯曲及剪切作用。
螺母下段悬置，承受拉力和螺纹牙上的摩擦力矩作用。
设悬置部分承受全部外载荷Q，并将Q增加20～30％来代替螺纹牙上摩擦力矩的作用。
则螺母悬置部分危险截面b－b内的最大拉伸应力为式中[σ]为螺母材料的许用拉伸应力，[σ]=0.83[σ]b，[σ]b为螺母材料的许用弯曲应力，见表5－15。
螺母凸缘的强度计算包括：凸缘与底座接触表面的挤压强度计算式中[σ]p为螺母材料的许用挤压应力，可取[σ]p=（1.5 1.7）[σ]b凸缘根部的弯曲强度计算式中各尺寸符号的意义见下图。
凸缘根部被剪断的情况极少发生，故强度计算从略。
螺杆的稳定性计算：对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力Q大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。
螺纹的承载力量怎么计算)
螺纹的承载力量怎么计算1.耐磨性校核公式：P=Fmax/(π*d2*h*z)≤[P]式中:最大轴向载荷Fmax=350000N螺杆中径d2=128mm螺纹工作高度h=12mm旋合圈数z=10.00计算工作压强P=7Mpa许用工作压强[P]=25Mpa因为P≤[P]，所以满足耐磨性要求。
2.自锁校核公式：λ=arctg(n*p/(π*d2))≤ψ式中:螺纹头数n=1螺纹螺距p=16mm螺旋升角λ=2.28°当量摩擦角ψ=5.14°因为λ≤[ψ]，所以满足自锁要求。
3.螺杆强度校核公式：σ=4*Fmax*sqrt(1+12*[d2*tg(λ+ψ)/d1]^2)/(π*d1^2)≤[σ]式中:螺杆小径d1=112.231mm计算应力σ=40Mpa许用应力[σ]=40Mpa因为σ≤[σ]，所以满足螺杆强度要求。
4.螺纹牙强度校核公式：τ=Fmax/(π*dt*b*z)≤[τ]σ=3*Fmax*h/(π*dt*b^2*z)≤[σ]式中:螺纹牙底宽度b=11.84mm螺母和螺杆材料不同，取dt=d+2*Y=143.769mm 螺杆大径d=140mm螺纹顶隙Y=1.88432mm计算剪切强度τ=7Mpa许用剪切强度[τ]=35Mpa计算弯曲强度σ=20Mpa许用弯曲强度[σ]=45Mpa因为τ≤[τ]且σ≤[σ]，所以满足螺纹牙强度要求。
5.螺杆稳定性校核公式：Scr=20600*π^3*d1^4/(64*Fmax*(μ*l)^2)〉Sc 式中:螺杆长度系数μ=0.7螺杆工作长度l=300mm稳定性计算安全系数Scr=102.59稳定性安全系数Sc=3.8因为Scr〉Sc，所以满足稳定性要求。
螺纹副计算与校核
278
3
90.750.54110810
0.75
167
278
1835
60278.3333
0.15167螺纹材料许用挤压应力[σp](Mpa)4注：自锁性能校核还需输入如下数据
1：抗挤2：抗剪3：抗弯
4：自锁
最大轴向力F(N)螺纹公称直径d 2(mm)梯形螺纹:α=30,矩形螺纹:α=0,锯齿螺纹:α=33,普通螺纹:α=60。
当量摩擦角
螺旋升角
2注：抗剪切强度校核还需输入如下数据3注：抗弯强度校核还需输入如下数据
公扣螺纹小径d1(mm)螺纹牙的许用弯曲应力[σb ](Mpa)母扣螺纹大径D(mm)螺纹牙底宽度系数b 头数n 螺纹副的滑动摩擦系数f 材料许用剪应力[τ]（Mpa)螺距p(mm)螺纹工作高度系数h 梯形螺纹、矩形螺纹:h=0.5,锯齿螺纹:h=0.75,普通螺纹:h=0.541。
梯形螺纹:b=0.634矩形螺纹:b=0.5锯齿螺纹:b=0.736普通螺纹:b=0.75。
结合圈数Z 用户输入的数据
牙型角α1注：抗挤压强度校核需输入如下数据
螺母剪应力τ2（Mpa)
螺纹牙的弯曲应力σb (Mpa)
螺纹材料挤压应力σp(Mpa)螺杆剪应力τ1（Mpa)
31893.020.02615安全0.021221安全0.016977安全0.036737安全0.02652
0.771426安全
735
245：抗挤压强度校核
：抗剪切强度校核
3：抗弯强度校核
4：自锁性能校核
擦角角轴向力F(N)逆向计算结果结果
τ2（Mpa)力σb (Mpa)力σp(Mpa)τ1（Mpa)。
螺杆强度校核计算
材料的屈服强度 （MPa） s 轴向力F(N) 外螺纹中径d2（mm） 螺距p（mm） 螺纹工作长度l（mm） 连接螺纹牙数z 螺纹工作高度h（mm） 挤压面积A(mm2)
计算挤压应力 p （MPa）
许用挤压应力 p （MPa）
计算结果
螺纹副抗挤压强度计算
计算公式
计算值
1.5
355
计算值 28.58 28.52 24.22 26.82
弯曲力臂L（mm）
单圈外螺纹截面抗弯模量W(mm）
螺纹牙底宽度b（mm）
轴向力F(N)
螺距p（mm）
螺纹工作高度h（mm）
连接螺纹牙数z
安全系数S
材料的屈服强度
（MPa）
s
许用拉应力 （MPa）
对螺杆，计算弯曲应力 （Mpa） b
对螺母，计算弯曲应力 b（Mpa）
30000
30
4
50
z=l/p
12.5
h=0.541p
2.164
A=π*d2*h*z
2548.11
p F/A p s / n
11.77343207 236.6666667
如果p p ，则合格，
合格
反之则不合格
项目 轴向力F(N) 公扣时使用螺纹小径d1（mm） 母扣时使用螺纹大径D（mm） 连接螺纹牙数z
许用弯曲应力 b （Mpa）
L d d2 2
W d1b2 6
b=0.75p
h=0.541p
S=3~5
s / S
b
3Fh d1b2z
b
3Fh Db2
z
b (1~1.2)
计算结果
0.85
71.8724621 2.38125 138112 3.175 1.717675 9.26 1.5 517.5 345
螺纹牙强度校核计算
螺纹牙强度校核计算螺纹牙强度校核计算是机械设计中的重要内容之一，它用于确定螺纹牙在受到负载时的强度是否满足设计要求。
螺纹牙强度的校核计算涉及到许多因素，包括材料的强度、螺纹几何参数以及载荷的大小。
本文将从这些方面详细介绍螺纹牙强度校核计算的方法和步骤。
螺纹牙的强度主要取决于材料的强度。
常见的螺纹牙材料有普通碳钢、合金钢和不锈钢等。
这些材料的强度参数可以通过实验或查阅相关资料得到。
在校核计算中，需确定螺纹牙材料的屈服强度（yield strength）和抗拉强度（ultimate strength）。
螺纹牙的几何参数对其强度也有重要影响。
螺纹牙的几何参数包括螺纹直径、螺距和牙型等。
校核计算中，需要确定螺纹牙的剖面形状（如三角形、矩形等）以及螺纹的尺寸参数（如螺纹高度、螺纹深度等）。
这些参数可以通过螺纹测量仪器或螺纹规进行测量和计算得到。
载荷的大小对螺纹牙的强度校核也至关重要。
螺纹牙通常承受拉伸力、剪切力或扭矩等载荷。
在校核计算中，需要确定螺纹牙所受到的最大载荷，并将其转化为应力值。
应力值的计算可以通过应力公式和载荷分析等方法得到。
根据上述要点，进行螺纹牙强度校核计算的一般步骤如下：1. 确定螺纹牙材料的强度参数。
根据设计要求和所使用的材料，确定螺纹牙的屈服强度和抗拉强度。
2. 测量和计算螺纹牙的几何参数。
使用螺纹测量仪器或螺纹规测量螺纹牙的剖面形状和尺寸参数。
3. 确定螺纹牙所受到的最大载荷。
根据具体的设计情况和工作条件，确定螺纹牙所承受的最大拉伸力、剪切力或扭矩。
4. 根据材料的强度参数和载荷的大小，计算螺纹牙的应力值。
根据应力公式和载荷分析，将最大载荷转化为螺纹牙的应力值。
5. 比较螺纹牙的应力值和材料的强度参数。
根据设计要求，比较螺纹牙的应力值与材料的屈服强度和抗拉强度，判断螺纹牙的强度是否满足设计要求。
以上是螺纹牙强度校核计算的一般步骤，根据具体的设计要求和工作条件，可以进行相应的修正和调整。
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）；2、抗剪切强度计算 对螺杆，应满足[]τπτ≤=bz d F 1； 对螺母，应满足[]τπτ≤=DbzF 。
式中● F ：轴向力，单位N ；● d 1: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 不均，因而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。
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,螺纹必须贯通啮合紧密。
可以理解为:计算的切应力至少为缠绕气瓶水压试验压力的10倍,即F=10PhA。
由此得出内、外螺纹强度校核公式如下: kzπDbz[τp]≥10PhA (7)kzπd1bz[τps]≥10PhA (8)式中:Ph为缠绕气瓶水压试验压力,MPa;A为内胆端面内螺纹开孔受压面积(取内螺纹的大径),mm2。
螺纹牙强度校核计算
螺纹牙强度校核计算螺纹牙是一种常见的紧固连接元件，广泛应用于机械装配和结构设计中。
在工程实践中，为了保证螺纹牙的可靠性和安全性，需要进行强度校核计算。
本文将从螺纹牙的强度校核原理、计算方法和应用实例等方面进行详细介绍。
一、螺纹牙强度校核原理螺纹牙的强度校核主要是指判断螺纹牙是否能够承受外部载荷而不发生破坏。
在进行强度校核时，需要考虑以下几个因素：1. 材料特性：螺纹牙的材料特性对其强度具有重要影响。
常用的螺纹牙材料有碳钢、不锈钢、合金钢等，其强度和硬度等参数需要根据实际情况来确定。
2. 载荷特性：螺纹牙所承受的载荷通常包括拉力、剪力和扭矩等。
不同载荷对螺纹牙的影响程度不同，需要根据实际应用情况进行合理选择。
3. 连接方式：螺纹牙的连接方式通常有内螺纹连接和外螺纹连接两种。
不同的连接方式对螺纹牙的强度校核有一定影响，需要进行区别对待。
螺纹牙的强度校核计算主要包括以下几个方面：1. 拉力校核：根据螺纹牙的载荷特性和材料特性，计算螺纹牙在拉力作用下的强度。
常用的计算方法有拉力面积法和拉力切应力法等。
2. 剪力校核：对于承受剪力载荷的螺纹牙，需要计算其在剪力作用下的强度。
常用的计算方法有剪力面积法和剪力切应力法等。
3. 扭矩校核：对于承受扭矩载荷的螺纹牙，需要计算其在扭矩作用下的强度。
常用的计算方法有扭矩面积法和扭矩切应力法等。
4. 综合校核：考虑到螺纹牙通常同时承受多种载荷，需要进行综合校核，综合考虑拉力、剪力和扭矩等因素。
三、螺纹牙强度校核应用实例下面以一个螺栓连接为例，介绍螺纹牙强度校核的应用实例。
已知螺栓的材料为碳钢，螺纹型号为M8，连接方式为内螺纹连接。
根据实际使用要求，螺栓所承受的最大拉力为5000N，最大剪力为300N，最大扭矩为50N·m。
根据这些参数，可以进行如下步骤的强度校核计算：1. 拉力校核：根据螺栓的拉力特性和材料特性，计算螺栓在拉力作用下的强度。
假设螺栓的截面积为A，拉力切应力为τ，则有τ = F/A。
螺纹连接强度的计算
螺纹的连接强度设计规范已知条件：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 n=5(交变载荷)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：1：螺纹的抗剪强度校验：[]τ故抗剪强度足够。
2：抗弯强度校核：(σw)(σw)：许用弯曲应力为: 0.4*360(屈服极限)=144MPa故其抗弯强度不足：3: 螺纹面抗挤压校验(σp)[]MPa p 1803605.05.0=⨯⨯屈服强度为为σMPa H d Kz Fp 73.113)33.1581.0026.1914.356.0/(47270Z 12=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=πσ故其抗挤压强度足够。
[]()[]Mpa960.18.0=-=στMPa Zb d Kz F s 4.84)33.1513.1376.1814.356.0/(472701=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=πτMPa Zb b d Kz FH 224)33.1513.113.1376.1814.356.0/(472703113w =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=πσ4: 螺纹抗拉强度效验 (σ)[][]20Mpa 1=σb/5=σσ钢来说为许用抗拉强度，对于dc 螺纹计算直径: dc=( d+d1-H/6)/2=(20+18.376-1.3/6)/2=19.08mmMPa dc F 325.165)08.1908.1914.3/(472704π42=⨯⨯⨯==σ 故其抗拉强度不足。
例1-1 钢制液压油缸如图10-21所示，油缸壁厚为10mm ，油压p =1.6MPa ，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对于压力容器取残余预紧力=1.8，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暂取安全系数S=3，螺栓许用应力为MPa 。
螺纹牙强度校核计算
引言：螺纹是一种常见的连接方式，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
螺纹连接的强度校核计算是保证连接安全可靠的重要步骤。
本文将详细介绍螺纹牙强度校核计算的方法和步骤。
概述：螺纹牙强度校核计算是通过计算螺纹牙的最大剪切强度和压应力强度，来判断螺纹连接是否满足设计要求。
在进行强度校核计算时，需要考虑材料的力学性能、几何尺寸、载荷情况等因素。
正文内容：1.螺纹型号和参数的确定1.1根据实际应用需求，选择适当的螺纹型号和参数。
1.2根据材料特性，确定合适的材料强度参数。
1.3确定螺纹牙的几何尺寸，包括螺纹高度、螺距等。
2.螺纹牙的最大剪切强度计算2.1根据螺纹型号和参数，确定螺纹牙的有效宽度。
2.2计算螺纹牙的剪切面积。
2.3根据材料强度参数，计算螺纹牙的最大剪切强度。
2.4比较螺纹牙的最大剪切强度和实际工作载荷，判断是否满足要求。
3.螺纹牙的压应力强度计算3.1根据螺纹型号和参数，确定螺纹中径的计算方法。
3.2根据螺纹型号和中径，计算螺纹牙的压应力面积。
3.3根据螺纹型号和参数，确定螺纹牙的径向应力分布。
3.4计算螺纹牙的压应力强度。
4.螺纹连接的综合强度校核4.1将螺纹牙的最大剪切强度和压应力强度进行综合计算。
4.2比较螺纹牙的综合强度和实际工作载荷，判断是否满足要求。
4.3考虑螺纹连接的可靠性要求，进行安全系数的选取。
5.强度校核结果的分析与优化5.1对强度校核结果进行分析，找出强度不足的关键点。
5.2根据分析结果，进行螺纹牙的优化设计。
5.3重新进行强度校核计算，验证优化设计的效果。
总结：螺纹牙强度校核计算是保证螺纹连接安全可靠的重要步骤。
通过选择适当的螺纹型号和参数、计算螺纹牙的最大剪切强度和压应力强度，可以判断螺纹连接是否满足设计要求。
在进行校核计算时，需要考虑材料的力学性能、几何尺寸和载荷情况等因素。
对强度校核结果进行分析与优化，可以改善螺纹连接的强度并提高其使用寿命。
因此，螺纹牙强度校核计算对于保证螺纹连接的可靠性起到了至关重要的作用。
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普通螺纹螺栓拉断截面dc（mm）
H 3p 2
dc
d1
H 6
2 3 2.598076211
1.566987298
安全系数S
S=3~5
3
材料的屈服强度 s （MPa）
许用拉应力 （MPa）
计算拉应力 计算结果
s / S
4
F
d1
H 6
2
若＜ ，则合格，
反之不合格
4 1.333333333 0.518799311
计算值 28.58 28.52 24.22 26.82
弯曲力臂L（mm）
单圈外螺纹截面抗弯模量W(mm） 螺纹牙底宽度b（mm） 轴向力F(N) 螺距p（mm） 螺纹工作高度h（mm） 连接螺纹牙数z 安全系数S
材料的屈服强度 s（MPa）
许用拉应力 （MPa）
对螺杆，计算弯曲应力 b（Mpa）
235260
38
4.23
50
z=l/p
11.82033097
h=0.541p
2.28843
A=π*d2*h*z
3227.606
p F/A p s / n
72.88993762 345
如果p p ，则合格，
合格
反之则不合格
项目 轴向力F(N) 公扣时使用螺纹小径d1（mm） 母扣时使用螺纹大径D（mm） 连接螺纹牙数z
s / S
F d1bz
F Dbz
0.6
1.5 4.23 3.1725 517.5 345 56.28061362
207
计算结果
如果螺杆和螺母 ，则合格，
反之则不合格
项目 螺母大径D（mm） 螺杆大径d（mm） 公扣时使用螺纹小径d1（mm） 外螺纹中径d2（mm）
抗弯曲强度计算 计算公式
合格
备注 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定
备注 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定
设计给定 设计给定 设计给定
备注
备注 设计给定
设计给定 设计给定
备注
178.2251152
151.0361193
计算结果
项目 螺距p(mm）
自锁性能校核计算 计算公式
计算值 2
线数n 导程S（mm） 外螺纹中径d2（mm）
牙型角
牙型斜角 螺旋副的滑动摩擦系数f 螺旋副的当量摩擦系数 fv
螺旋升角
当量摩擦角 v
计算结果
n≤4
3
S=np
6
梯形螺纹： =30o 矩形螺纹： =0o 锯齿螺纹： =33o 普通螺纹： =60o
对螺母，计算弯曲应力 b（Mpa）
许用弯曲应力b （Mpa）
L d d2 2
W d1b2 6
b=0.75p
h=0.541p
S=3~5
s / S
b
3Fh d1b2z
b
3Fh Db2
z
b (1~1.2)
0.85
71.8724621 2.38125 138112 3.175 1.717675 9.26 1.5 517.5 345
项目 安全系数n
材料的屈服强度 （MPa） s 轴向力F(N) 外螺纹中径d2（mm） 螺距p（mm） 螺纹工作长度l（mm） 连接螺纹牙数z 螺纹工作高度h（mm） 挤压面积A(mm2)
计算挤压应力 p（MPa）
许用挤压应力 p （MPa）
计算结果
螺纹副抗挤压强度计算
计算公式
计算值
1.5
517.5
= 2
0.13～0.17
f fv = cos
=atan np d2
30 15 0.15 -0.197449502 1.561773583
=atanfv
-0.194941959
若
＜
，则合格，
v
反之不合格。
不合格
项目 轴向力F(N)
自锁性能校核计算 计算公式
计算值 1
公扣时使用螺纹小径d1（mm） 螺距p（mm）
抗剪切强度计算
计算公式
计算值
235260
35.5
41.78
11.82033097
安全系数S
螺距p（mm）
螺纹牙底宽度b（mm）
材料的屈服强度 （MPa） s 许用拉应力 （MPa）
对螺杆，计算剪应力 （MPa）
对螺母，计算剪应力 （MPa）
许用剪应力 （MPa）
S=3~5
b=0.75p