螺栓的材料和许用应力

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螺栓的许用剪切应力

螺栓的许用剪切应力

实际分布规律较为困难。因此在工程实际中,做出一些假设进行简化计算,称为实用计 算,或假定计算。假设应力在剪切面内是均匀分布的,若 A 为剪切面面积,则应力为: Q τ= (18-1) A
τ 与剪切面相切,故为剪应力。以上计算是以假设剪应力在剪切面内均匀分布为基
础的,实际上它只是剪切面内的一个“平均应力” ,所以也称为名义剪应力。其值与剪 切面上的最大剪应力大致相等。
根据(18-6)式得:
τ=
P ≤ [τ h ] 0 . 7t ∑ l f
∑l f =
170 × 10 3 P = = 0.34(m) = 340mm 0.7t[τ h ] 0.7 × 6 × 10 −3 × 120 × 10 6
又 ∑ l f = 2(l − 10) ,所以两侧实际焊缝长度各为 :
l= ∑l f 2 + 10 = 170 + 10 = 180 mm
二、挤压实用计算
在第一节中已讲过,联接件除承受剪切外,在联接件和被联接件的接触面上还将承 受挤压。所以对上面的联接件还要进行挤压强度计算。 把作用在螺栓挤压面上的压力称为挤压力,用 P 表示,用 A jy 表示挤压面面积。挤 压面上单位面积内承受的挤压力称为挤压应力,用 σ jy 表示。在工程上也采用类似剪切
38
思 18-1 18-2 18-3


何谓剪切?剪切变形的特征是什么? 单剪与双剪,挤压与压缩有什么区别? 何谓实用计算?连接件用使用计算方法进行强度设计是否安全可靠? 习 题
18-1
试校核图示联接销钉的剪切强度。已知 P=100MPa,销钉直径 d=30mm,材
料的许用剪应力 [τ ] =60MPa,若强度不够,应改用多大直径的销钉?

不锈钢螺栓标准

不锈钢螺栓标准

不锈钢和碳钢螺栓在等级的划分与标识方法有区别碳钢螺栓的等级分为3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级,小数点前后的数字分别表示螺栓材料的公称抗拉强度和屈强比,例如:标记8.8级螺栓表示材料的抗拉强度达到800MPa,屈强比为0.8即其屈服强度达到800X0.8=640MPa;不锈钢螺栓的等级分为45、50、60、70、80,材料主要分奥氏体A1、A2、A4,马氏体和铁素体C1、C2、C4,其表示方法例如A2-70,“--”前后分别表示螺栓材料和强度等级。

螺栓的材料和许用应力(1)螺栓材料常用材料:Q215、Q235、25和45号钢,对于重要的或特殊用途的螺纹联接件,可选用15Cr ,20Cr,40Cr,15MnVB,30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。

2)许用应力螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧,预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。

精确选定许用应力必须考虑上述各因素,设计时可参照表11-4选择。

表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 (≤M16) 8.8 (>M16) 9.8 10.9 12.9 螺栓螺钉、螺柱抗拉强度极限sb /MPa 公称300 400 500 600 800 800 900 1000 1200 min 330 400 420 500 520 600 800 830 900 1040 1220 屈服强度极限ss /MPa 公称180 240 320 300 400 480 640 640 720 900 1080 min 190 240 340 300 420 480 640 660 720 940 1100 布氏硬度HB min 90 109 113 134 140 181 232 248 269 312 365 推荐材料10 Q215 15 Q235 10 Q215 25 35 15 Q235 45 35 35 35 45 40Cr 15MnVB 30CrMnSi 15MnVB 相配合螺母性能级别4或5 4或5 4或5 5 5 6 8或9 8或9 9 10 12 推荐材料10 Q215 10 Q215 10 Q215 10 Q215 10 Q215 15 Q215 35 35 35 40Cr15MnVB 30CrMnSi 15MnVB 注:9.8级仅适用于螺纹公称直径≤16mm 的螺栓、螺钉和螺柱。

地脚螺栓许用应力安全系数

地脚螺栓许用应力安全系数

地脚螺栓许用应力安全系数地脚螺栓是一种常用的连接元件,用于将机械设备或结构固定在地基上,承受外部荷载。

在工程中,地脚螺栓的许用应力安全系数是一个重要的指标,它能够保证连接的可靠性和安全性。

许用应力安全系数是指地脚螺栓在正常工作状态下能够承受的最大应力与其允许的最大应力之比。

这个系数越大,代表地脚螺栓的安全性越高。

通常情况下,地脚螺栓的许用应力安全系数应大于1.5,以确保连接的可靠性。

地脚螺栓的许用应力安全系数与材料强度、应力分布、工作环境等因素密切相关。

首先,材料的强度决定了地脚螺栓能够承受的最大应力。

常见的地脚螺栓材料有碳钢、合金钢等,它们具有不同的强度特性。

在选择地脚螺栓时,要根据实际工作情况和要求来确定合适的材料。

地脚螺栓的应力分布也会对许用应力安全系数产生影响。

地脚螺栓通常通过螺栓杆与地基相连,承受着拉力和剪力。

在正常工作状态下,地脚螺栓的应力应该均匀分布在螺栓杆上,避免集中应力造成的断裂或变形。

因此,在设计和安装地脚螺栓时,需要合理确定螺栓的数量、布置和间距,以保证应力分布的均匀性。

工作环境也是影响地脚螺栓许用应力安全系数的重要因素。

不同的工作环境会对地脚螺栓产生不同的外部荷载,如震动、冲击、温度变化等。

这些外部荷载会导致地脚螺栓产生额外的应力,从而影响其安全性。

因此,在设计和选择地脚螺栓时,要考虑到工作环境的特点,确保地脚螺栓能够适应外部荷载的变化。

地脚螺栓的许用应力安全系数是保证连接可靠性和安全性的重要指标。

在工程实践中,我们要根据实际情况合理选择地脚螺栓的材料、设计和安装方式,并考虑到工作环境的影响,以保证地脚螺栓能够承受外部荷载并保持稳定。

只有在许用应力安全系数大于1.5的情况下,我们才能放心使用地脚螺栓,确保工程的安全和可靠运行。

螺栓的材料和许用应力

螺栓的材料和许用应力

螺栓的材料和许用应力六、螺栓的材料和许用应力(1)螺栓材料常用材料:Q215、Q235、25和45号钢,对于重要的或特殊用途的螺纹联接件,可选用15Cr ,20Cr,40Cr,15MnVB,30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。

(2)许用应力螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧,预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。

精确选定许用应力必须考虑上述各因素,设计时可参照表11-4选择。

表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级性能级别3.64.6 4.85.6 5.86.8 8.8(≤M16)8.8(>M16)9.8 10.9 12.9螺栓、螺钉、螺柱抗拉强度极限σb/MPa公称300 400 500 600 800 800 900 1000 1200 min 330 400 420 500 520 600 800 830 900 1040 1220屈服强度极限σs/MPa公称180 240 320 300 400 480 640 640 720 900 1080 min 190 240 340 300 420 480 640 660 720 940 1100布氏硬度min 90 109 113 134 140 181 232 248 269 312 365注:9.8级仅适用于螺纹公称直径≤16mm 的螺栓、螺钉和螺柱。

表11-5紧螺栓联接的许用应力及安全系数注:松螺栓联接时,取:[σ]=σs/S,S=1.2~1.7。

表11-6 许用剪切和挤压应力及安全系数例11-1 如例图11-1所示,一铸铁吊架用两个螺栓固紧在混凝土梁上。

吊架所承受的静载荷为P=6000 N,吊架底面尺寸及其它有关尺寸如图所示。

试求受力最大的螺栓所受的拉力。

解:该螺栓联接属受轴向载荷的普通螺栓联接(受拉螺栓联接),螺栓受拉力和螺纹间的摩擦力矩的作用。

若将增加30%以考虑的影响,则可认为螺栓所受的当量拉力为=1.31、计算受力最大的螺栓所受的轴向工作载荷:F=P/2+PL/500=6000/2+6000×350/500=7200N2、预紧力F' 的大小应能满足下面两个条件:受弯矩M=PL作用后,联接的右端不出现间隙;受弯矩M=PL作用后,联接的左端不被压溃。

机械设计第十章课后习题答案详解

机械设计第十章课后习题答案详解

10-1证明当升角与当量摩擦角符合时,螺纹副具有自锁性。

当时,螺纹副的效率所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时,其效率必小于 50%。

10-2解由教材表10-1、表10-2查得,粗牙,螺距,中径螺纹升角,细牙,螺距,中径螺纹升角对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中,细牙螺纹的升角较小,更易实现自锁。

10-3解查教材表10-1得粗牙螺距中径小径螺纹升角普通螺纹的牙侧角,螺纹间的摩擦系数当量摩擦角拧紧力矩由公式可得预紧力拉应力查教材表 9-1得 35钢的屈服极限拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限,螺栓将损坏。

10-4解(1)升角当量摩擦角工作台稳定上升时的效率:( 2)稳定上升时加于螺杆上的力矩( 3)螺杆的转速螺杆的功率( 4)因,该梯形螺旋副不具有自锁性,欲使工作台在载荷作用下等速下降,需制动装置。

其制动力矩为10-5解查教材表9-1得 Q235的屈服极限,查教材表 10-6得,当控制预紧力时,取安全系数由许用应力查教材表 10-1得的小径由公式得预紧力由题图可知,螺钉个数,取可靠性系数牵曳力10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸 ,故螺杆受到拉扭组合变形。

查教材表 9-1得,拉杆材料Q275的屈服极限,取安全系数,拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径查教材表 10-1,选用螺纹()。

10-7解查教材表 9-1得,螺栓35钢的屈服极限,查教材表 10-6、10-7得螺栓的许用应力查教材表 10-1得,的小径螺栓所能承受的最大预紧力所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力的最大值10-8解在横向工作载荷作用下,螺栓杆与孔壁之间无间隙,螺栓杆和被联接件接触表面受到挤压;在联接接合面处螺栓杆则受剪切。

假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的,且这种联接的预紧力很小,可不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。

挤压强度验算公式为:其中;为螺栓杆直径。

螺栓杆的剪切强度验算公式其中表示接合面数,本图中接合面数。

许用应力表

许用应力表
t [σ]b [σ]bt
設計温度 螺栓材料 材料的许用应力 ( 常温 ) 材料的许用应力 ( 設計温度 )
110 ≦20 Q235-A 8Pa]
螺 柱 许 用 应 力
t [σ]b [σ]bt
設計温度 高合金钢板材料 材料的许用应力 ( 常温 ) 材料的许用应力 ( 設計温度 )
碳 钢 素 板 钢 许 低 用 合 应 金 力 钢
t [σ]b [σ]bt
設計温度 锻件材料 材料的许用应力 ( 常温 ) 材料的许用应力 ( 設計温度 )
370 高应力 0Cr18Ni9 137.0 109.4
[℃]
[MPa] [MPa]
锻 件 许 用 应 力
t [σ]b [σ]bt
設計温度 钢管材料 材料的许用应力 ( 常温 ) 材料的许用应力 ( 設計温度 )
345 GB8163 20 130.0 92.9
[MPa] [MPa]
钢 管 许 用 应 力
110 低应力 0Cr18Ni9 137.0 111.8
[℃]
[MPa] [MPa]
高 合 金 应钢 力板 许 用
t [σ]b [σ]bt
設計温度 碳素钢低合金钢钢板材料 材料的许用应力 ( 常温 ) 材料的许用应力 ( 設計温度 )
110 6~16 20R 133.0 132.8
[℃]
[MPa] [MPa]

地脚螺栓许用应力

地脚螺栓许用应力

地脚螺栓许用应力
地脚螺栓是一种连接结构,通常用于固定建筑物或机械设备的基础。

地脚螺栓的许用应力指的是该连接结构所能承受的最大应力值,超过这个值会导致螺栓结构破坏或失效。

地脚螺栓的许用应力需要考虑到多个因素,如材料强度、螺栓直径、螺栓长度、螺栓的安装和使用环境等。

一般来说,地脚螺栓的许用应力应该符合国家和地区的相关标准和规范,以确保连接结构的安全可靠。

在实际应用中,地脚螺栓的许用应力还需要考虑到动载荷和静载荷的影响。

动载荷指的是随着时间变化而产生的载荷,如风荷载、震荡等;静载荷指的是静止不变的载荷,如自身重量、外部负载等。

由于地脚螺栓对不同类型载荷的承受能力不同,因此在计算许用应力时需要分别考虑。

总之,地脚螺栓的许用应力是一个重要的技术指标,对于保证连接结构的安全和可靠起着至关重要的作用。

螺纹联接和螺旋传动习题与解答

螺纹联接和螺旋传动习题与解答

第三章螺纹联接与螺旋传动重要基本概念1.常用螺纹有哪几类?哪些用于联接,哪些用于传动,为什么?哪些是标准螺纹?常用的有:三角螺纹,矩形螺纹,梯形螺纹和锯齿形螺纹。

三角螺纹用于联接,其余用于传动。

因三角螺纹自锁性好,其它螺纹传动效率高。

除矩形螺纹外,其余均为标准螺纹。

2.何谓螺纹联接的预紧,预紧的目的是什么?预紧力的最大值如何控制?螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧,是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。

预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性(防松能力)。

拧紧后,预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。

3.螺纹联接有哪些基本类型?适用于什么场合?螺纹联接有4中基本类型。

螺栓联接:用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。

螺钉联接:用于不能采用螺栓联接(如被联接件之一太厚不宜制成通孔,或没有足够的装配空间),又不需要经常拆卸的场合。

双头螺柱联接:用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。

紧定螺钉联接:用于传递力和力矩不大的场合。

4.紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算,但须将拉力增大30%,为什么?考虑拧紧时的扭剪应力,因其大小约为拉应力的30%。

5.提高螺纹联接强度的措施有哪些?1)改善螺纹牙间的载荷分配不均;2)减小螺栓的应力幅;3)减小螺栓的应力集中;4)避免螺栓的附加载荷(弯曲应力);5)采用合理的制造工艺。

6.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈(使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度)?因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等,第一圈螺纹受载最大,约为总载荷的1/3,逐圈递减,第八圈螺纹几乎不受载,第十圈没用。

所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。

7.联接螺纹能满足自锁条件,为什么还要考虑防松?根据防松原理,防松分哪几类?因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时,螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失,不再满足自锁条件。

这种情况多次重复,就会使联接松动,导致机器不能正常工作或发生严重事故。

35crmoa螺栓的最大许用应力

35crmoa螺栓的最大许用应力

35CrMoA螺栓是一种常用的连接零部件,在工程结构中起着不可或缺的作用。

其最大许用应力是工程设计中需要重点考虑的问题之一。

本文将从35CrMoA螺栓的材料特性、工作环境要求以及实际工程中的应用等方面,对35CrMoA螺栓的最大许用应力进行深入探讨。

1. 材料特性35CrMoA螺栓主要由35CrMoA合金钢材料制成,其具有较高的强度和硬度,以及良好的耐磨性和抗疲劳性能。

这些特性使得35CrMoA螺栓在承受高强度和大变形力的工作环境中具有优良的表现,能够确保连接件的可靠性和稳定性。

2. 工作环境要求在实际工程中,35CrMoA螺栓常用于需要承受高温、高压、高载荷等恶劣工作环境的设备中,比如机械设备、船舶、核电站等。

由于这些环境的特殊性,35CrMoA螺栓在使用过程中往往会面临高强度的拉伸、剪切、压缩等力的作用,因此其最大许用应力需要根据具体的工作条件来进行合理的设计和计算。

3. 最大许用应力的计算根据35CrMoA螺栓的材料特性和工作环境要求,其最大许用应力需要考虑以下几个因素:(1)拉伸强度:35CrMoA螺栓的材料拉伸强度通常在800-1000MPa之间,根据实际工作环境和使用要求,可以确定螺栓在工作状态下的最大受力范围。

(2)剪切强度:35CrMoA螺栓的材料剪切强度通常在600-700MPa 之间,根据螺栓在实际工作环境中承受的剪切力大小,可以确定其在设计中的最大许用应力。

(3)压缩强度:35CrMoA螺栓的材料压缩强度通常在1000-1200MPa之间,根据螺栓在实际工作环境中承受的压缩力大小,可以确定其在设计中的最大许用应力。

4. 应用实例以一台高温高压容器为例,其连接处采用35CrMoA螺栓作为连接件。

在设计中,需要考虑容器在工作状态下受到的压力、温度和载荷大小,通过合理计算35CrMoA螺栓的最大许用应力,来确保该容器在安全可靠的状态下运行。

5. 结论35CrMoA螺栓作为一种重要的连接元件,在工程设计中需要根据其材料特性和工作环境要求来确定其最大许用应力,以确保连接件在使用过程中不会发生损坏或断裂,从而保障整个设备或结构的稳定性和安全性。

螺栓强度计算

螺栓强度计算

15.2.1 单个螺栓连接的强度计算螺纹连接根据载荷性质不同,其失效形式也不同:受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断;受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂;对于受横向载荷的铰制孔用螺栓连接,其失效形式主要为螺栓杆剪断,栓杆或被连接件孔接触表面挤压破坏;如果螺纹精度低或连接时常装拆,很可能发生滑扣现象。

螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。

采用标准件时,这些部分都不需要进行强度计算。

所以,螺栓连接的计算主要是确定螺纹小径d1,然后按照标准选定螺纹公称直径(大径)d,以及螺母和垫圈等连接零件的尺寸。

1. 受拉松螺栓连接强度计算松螺栓连接装配时不需要把螺母拧紧,在承受工作载荷前,除有关零件的自重(自重一般很小,强度计算时可略去。

)外,连接并不受力。

图15.3所示吊钩尾部的连接是其应用实例。

当螺栓承受轴向工作载荷 F (N)时,其强度条件为(15-6)或(15-7)式中: d1——螺纹小径,mm;[σ]——松连接螺栓的许用拉应力,Mpa。

见表15.6。

图15.32. 受拉紧螺栓连接的强度计算根据所受拉力不同,紧螺栓连接可分为只受预紧力、受预紧力和静工作拉力及受预紧力和变工作拉力三类。

①只受预紧力的紧螺栓连接右图为靠摩擦传递横向力F的受拉螺栓连接,拧紧螺母后,这时螺栓杆除受预紧力F`引起的拉应力σ=4F`/πd12外,还受到螺纹力矩T1引起的扭转切应力:对于M10~M68的普通螺纹,取d1、d2和λ的平均值,并取φV=arctan0.15,得τ≈0.5σ。

由于螺栓材料是塑性材料,按照第四强度理论,当量应力σe为(15-8)故螺栓螺纹部分的强度条件为:(15-9)或(15-10)式中[σ]为静载紧连接螺栓的许用拉应力,其值由表15.6查得。

② 受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接。

图15.5所示压力容器的螺栓连接是受预紧力和轴向工作载荷的典型实例。

这种连接拧紧后螺栓受预紧力F`,工作时还受到工作载荷F 。

杨可桢《机械设计基础》(第6版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-第10~13章【圣才出品】

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第10章连接10.1复习笔记【通关提要】本章介绍了零件连接形式:螺纹连接、键连接和销连接,主要阐述了螺纹的类型和几何参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接的受力分析和强度计算、螺旋传动、键连接的类型和强度计算以及销连接。

学习时需要重点掌握螺栓连接的受力分析和强度计算、键连接的强度计算,此处多以计算题的形式出现;熟练掌握螺纹和螺纹连接的类型和应用、提高螺纹连接强度的措施、键连接的类型、应用及布置等内容,多以选择题、填空题、判断题和简答题的形式出现。

复习时需把握其具体内容,重点记忆。

【重点难点归纳】一、螺纹参数(见表10-1-1)表10-1-1螺纹的分类和几何参数二、螺旋副的受力分析、效率和自锁(见表10-1-2)表10-1-2螺旋副的受力分析、效率和自锁三、机械制造常用螺纹(见表10-1-3)表10-1-3机械制造常用螺纹四、螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件(见表10-1-4)表10-1-4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件五、螺纹连接的预紧和防松1.拧紧力矩(见表10-1-5)表10-1-5拧紧力矩2.螺纹连接的防松(见表10-1-6)表10-1-6螺纹连接的防松六、螺栓连接的强度计算(见表10-1-7)表10-1-7螺栓连接的强度计算七、螺栓的材料和许用应力1.材料螺栓的常用材料为低碳钢和中碳钢,重要和特殊用途的螺纹连接件可采用力学性能较高的合金钢。

2.许用应力及安全系数许用应力及安全系数可见教材表10-7和表10-8。

八、提高螺栓连接强度的措施(见表10-1-8)表10-1-8提高螺栓连接强度的措施九、螺旋传动螺旋传动主要用来把回转运动变为直线运动,其主要失效是螺纹磨损。

按使用要求的不同可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。

1.耐磨性计算(1)通常是限制螺纹接触处的压强p,其校核公式为p=F a/(πd2hz)≤[p]式中,F a为轴向力;z为参加接触的螺纹圈数;h为螺纹工作高度;[p]为许用压强。

(2)确定螺纹中径d2的设计公式①梯形螺纹d≥2②锯齿形螺纹2d≥其中,φ=H/d2,z=H/P,H为螺母高度;梯形螺纹的工作高度h=0.5P;锯齿形螺纹的工作高度h=0.75P。

各种材料的连接螺栓螺钉许用应力和许用载荷

各种材料的连接螺栓螺钉许用应力和许用载荷
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第九篇! 阀门设计计算常用数据
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第九章! 各种材料的连接螺栓螺钉许用应力和 许用载荷
(见表 " # ")

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螺栓性能等级的含义

螺栓性能等级的含义

螺栓性能等级的含义螺栓性能等级的含义钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级,其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火),通称为高强度螺栓,其余通称为普通螺栓。

螺栓性能等级标号有两部分数字组成,分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。

例如,性能等级4.6级的螺栓,其含义是:1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级;2、螺栓材质的屈强比值为0.6;3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓,其材料经过热处理后,能达到:1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级;2、螺栓材质的屈强比值为0.9;3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级螺栓性能等级的含义是国际通用的标准,相同性能等级的螺栓,不管其材料和产地的区别,其性能是相同的,设计上只选用性能等级即可。

强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的,X*100=此螺栓的抗拉强度,X*100*(Y/10)=此螺栓的屈服强度(因为按标识规定:屈服强度/抗拉强度=Y/10)===============如4.8级则此螺栓的抗拉强度为:400MPa屈服强度为:400*8/10=320MPa=================另:不锈钢螺栓通常标为A4-70,A2-70的样子,意义另有解释度量当今世界上长度计量单位主要有两种,一种为公制,计量单位为米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等,在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多,另一种为英制,计量单位主要为英寸(inch),相当于我国旧制的市寸,在美国、英国等欧美国家使用较多。

螺纹的配合公差与材料及许用应力

螺纹的配合公差与材料及许用应力

螺纹的配合公差与材料及许用应力第一章螺纹一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上,有均匀螺旋线凸起的形状。

根据其结构特点和用途可分为三大类:(一)、普通螺纹:牙形为三角形,用于连接或紧固零件。

普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种,细牙螺纹的连接强度较高。

((二)、传动螺纹:牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。

(三)、密封螺纹:用于密封连接,主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。

二、螺纹配合等级:螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小,配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。

(一)、对统一英制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:1A、2A和3A级,内螺纹有三种等级:1B、2B和3B 级,全部都是间隙配合。

等级数字越高,配合越紧。

在英制螺纹中,偏差仅规定1A和2A级,3A级的偏差为零,而且1A和2A级的等级偏差是相等的。

等级数目越大公差越小,如图所示:1、1A和1B级,非常松的公差等级,其适用于内外螺纹的允差配合。

2、2A和2B级,是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。

3、3A和3B级,旋合形成最紧的配合,适用于公差紧的紧固件,用于安全性的关键设计。

4、对外螺纹来说,1A和2A级有一个配合公差,3A级没有。

1A级公差比2A级公差大50%,比3A级大75%,对内螺纹来说,2B级公差比2A公差大30%。

1B级比2B级大50%,比3B级大75%。

(二)、公制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:4h、6h和6g,内螺纹有三种螺纹等级:5H、6 H、7H。

(日标螺纹精度等级分为I、II、III三级,通常状况下为II级)在公制螺纹中,H和h的基本偏差为零。

G的基本偏差为正值,e、f和g的基本偏差为负值。

如图所示:H是内螺纹常用的公差带位置,一般不用作表面镀层,或用极薄的磷化层。

G位置基本偏差用于特殊场合,如较厚的镀层,一般很少用。

2、g常用来镀6-9um的薄镀层,如产品图纸要求是6h的螺栓,其镀前螺纹采用6g的公差带。

【机械设计基础】(第五版)课后习题答案10-14章答案

【机械设计基础】(第五版)课后习题答案10-14章答案

10-1证明当升角与当量摩擦角符合时,螺纹副具有自锁性。

当时,螺纹副的效率所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时,其效率必小于50%。

10-2解由教材表10-1、表10-2查得,粗牙,螺距,中径螺纹升角,细牙,螺距,中径螺纹升角对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中,细牙螺纹的升角较小,更易实现自锁。

10-3解查教材表10-1得粗牙螺距中径小径螺纹升角普通螺纹的牙侧角,螺纹间的摩擦系数当量摩擦角拧紧力矩由公式可得预紧力拉应力查教材表9-1得35钢的屈服极限拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限,螺栓将损坏。

10-4解(1)升角当量摩擦角工作台稳定上升时的效率:(2)稳定上升时加于螺杆上的力矩(3)螺杆的转速螺杆的功率(4)因,该梯形螺旋副不具有自锁性,欲使工作台在载荷作用下等速下降,需制动装置。

其制动力矩为10-5解查教材表9-1得Q235的屈服极限,查教材表10-6得,当控制预紧力时,取安全系数由许用应力查教材表10-1得的小径由公式得预紧力由题图可知,螺钉个数,取可靠性系数牵曳力10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸,故螺杆受到拉扭组合变形。

查教材表9-1得,拉杆材料Q275的屈服极限,取安全系数,拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径查教材表10-1,选用螺纹()。

10-7解查教材表9-1得,螺栓35钢的屈服极限,查教材表10-6、10-7得螺栓的许用应力查教材表10-1得,的小径螺栓所能承受的最大预紧力所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力的最大值10-8解在横向工作载荷作用下,螺栓杆与孔壁之间无间隙,螺栓杆和被联接件接触表面受到挤压;在联接接合面处螺栓杆则受剪切。

假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的,且这种联接的预紧力很小,可不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。

挤压强度验算公式为:其中;为螺栓杆直径。

螺栓杆的剪切强度验算公式其中表示接合面数,本图中接合面数。

10-9解(1)确定螺栓的长度由教材图10-9 a)得:螺栓螺纹伸出长度螺栓螺纹预留长度查手册选取六角薄螺母GB6172-86 ,厚度为垫圈GB93-87 16,厚度为则所需螺栓长度查手册中螺栓系列长度,可取螺栓长度螺栓所需螺纹长度,取螺栓螺纹长度(2)单个螺栓所受横向载荷(3)螺栓材料的许用应力由表9-1查得被联接件HT250的强度极限查表10-6取安全系数被联接件许用挤压应力查教材表9-1得螺栓35钢的屈服极限,查表10-6得螺栓的许用剪切应力螺栓的许用挤压应力(4)校核强度查手册,六角头铰制孔用螺栓GB28-88 ,其光杆直径螺栓的剪切强度最小接触长度:挤压强度所用螺栓合适。

螺纹的主要参数

螺纹的主要参数
控制预紧力的目的: 预紧力过大,会使联接超载 预紧力不足,可能导致联接失效 重要的螺栓应控制预紧力
拧紧螺母时的力矩和预紧力
T T1 T2
T1

F tan(

)
d2 2
T2

1 3
fF
D13 D12
d03 d02
T

1[d2 2d
tan( )
2f 3d
第五章 螺纹联接与螺旋传动
基本概念:螺纹联接是利用螺纹零件构 成的联接
特 点:构造简单,拆装方便,工作可靠, 标准件,应用广
5-1 螺纹 一、 螺纹的主要参数
d--螺纹大径 d1-螺纹小径 d2--螺纹中径 p--螺距 n--线数
S--导程 --螺纹升角 ,牙型角 --牙型斜角
旋向
二、螺纹副的受力关系、效率和自锁
度 mm,设计时应使 hmin 1.25ds
[ ] —螺栓的许用剪切应力,MPa
[ ] p —螺栓或孔壁材料的许用挤压应 力,MPa
2 、受轴向工作载荷的紧螺栓联接
汽缸盖的联接
(1) 受力分析(见动画)
螺栓受力 被联接件受力
F0

F'

Cb Cb Cm
F
F '' F ' Cm F Cb Cm
1 、普通螺纹(代号:M GB 192-81)
特点:螺纹的牙型角=2=60。因牙型 角大,所以当量摩擦系数大,自锁性能
好,主要用于联接
细牙螺纹与粗 牙螺纹的比较
粗牙:常用
细牙:自锁性能更好。常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装 置中 细牙的缺点:牙小,相同载荷下磨损快,易 脱扣

常用材料剪切许用应力

常用材料剪切许用应力

常用材料剪切许用应力可从有关设计手册中查得,对于金属也可按如下的经验公式确定: 塑性材料剪切应力极限 =(0.6一0.8)*抗拉极限; 脆性材料剪切应力极限=(0.8~1.0)*抗拉极限 . 直径12mm,16mm,即大径为12和16的螺栓, 相同大径的螺纹,根据螺纹的牙距不一样,它的抗剪力也不一样. 材料抗剪力T=t*A 式中:t为抗剪强度,由材料和热处理和表面其状态决定; A为受剪面积; 设材料取45钢,8.8级螺栓,按屈服强度为640,则抗剪强度为640*0.7=448MPa M12 M12X1.5 M12X1.25 M12X1 的最小截面积分别84.4 84.6 88.7 94.99 M12 M12X1.5 M12X1.25 M12X1 的抗剪力分别为:37811N,37900N,39737N,42555N; M16 的抗剪力=156.8X448=70246N M16X1.5的抗剪力=168X448=75264N M16X1 的抗剪力=181.1X448=81132N。

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