螺栓的材料和許用應(yīng)力.doc

螺栓的材料和許用應(yīng)力六、螺栓的材料和許用應(yīng)力(1)螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45號(hào)鋼，對(duì)于重要的或特殊用途的螺紋聯(lián)接件，可選用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等機(jī)械性能較高的合金鋼。(2)許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)(靜、變載荷) 、聯(lián)接是否擰緊，預(yù)緊力是否需要控制以及螺紋聯(lián)接件的材料、結(jié)構(gòu)尺寸等因素有關(guān)。精確選定許用應(yīng)力必須考慮上述各因素，設(shè)計(jì)時(shí)可參照表11-4選擇。表11-4螺栓、螺釘、螺柱、螺母的性能等級(jí)性 能 級(jí) 別3.64.64.85.65.86.88.8(M16)8.8(M16)9.810.912.9螺栓、螺釘、螺柱抗拉強(qiáng)度極限sb /MPa公稱30040050060080080090010001200min33040042050052060080083090010401220屈服強(qiáng)度極限ss /MPa公稱1802403203004004806406407209001080min1902403403004204806406607209401100布氏硬度HBmin90109113134140181232248269312365推薦材料10Q21515Q23510Q215253515Q2354535353545 40Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB相配合螺母性能級(jí)別4或54或54或55568或98或991012推薦材料10Q21510Q21510Q21510Q21510Q21515Q21535353540Cr15MnVB 30CrMnSi15MnVB注：9.8級(jí)僅適用于螺紋公稱直徑16mm 的螺栓、螺釘和螺柱。表11-5緊螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力及安全系數(shù)許用應(yīng)力不控制預(yù)緊力時(shí)的安全系數(shù)控制預(yù)緊力時(shí)的安全系數(shù)Ss=ss /S直徑材料M6M16M16M30M3060不分直徑碳鋼合金鋼43543242.521.32.51.21.5注：松螺栓聯(lián)接時(shí)，?。簊=ss/S，S=1.21.7。表11-6許用剪切和擠壓應(yīng)力及安全系數(shù)許用應(yīng)力及 安全系數(shù) 被聯(lián)接件材料 剪 切擠 壓許用應(yīng)力S許用應(yīng)力S鋼t=ss /S2.5sp=ss /S1.25鑄鐵sp=sb /S22.5例11-1如例圖11-1所示，一鑄鐵吊架用兩個(gè)螺栓固緊在混凝土梁上。吊架所承受的靜載荷為P=6000 N，吊架底面尺寸及其它有關(guān)尺寸如圖所示。試求受力最大的螺栓所受的拉力。解：該螺栓聯(lián)接屬受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接(受拉螺栓聯(lián)接)，螺栓受拉力和螺紋間的摩擦力矩的作用。若將增加30%以考慮的影響，則可認(rèn)為螺栓所受的當(dāng)量拉力為1.31、計(jì)算受力最大的螺栓所受的軸向工作載荷：FP/2+PL/5006000/2+6000350/500=7200N2、預(yù)緊力F 的大小應(yīng)能滿足下面兩個(gè)條件：受彎矩M=PL作用后，聯(lián)接的右端不出現(xiàn)間隙；受彎矩M=PL作用后，聯(lián)接的左端不被壓潰。為了滿足第一個(gè)條件，應(yīng)使：在接合面上，由預(yù)緊力F 產(chǎn)生的壓應(yīng)力應(yīng)比與由拉力P產(chǎn)生的拉應(yīng)力與由彎矩M產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力之和要大。即由此可求得F 13500 N。并校核是否滿足聯(lián)接的左端不被壓潰的條件(一般可以滿足，這里略去這一校核)3、確定螺栓的相對(duì)剛度 由表11-2，查得相對(duì)剛度為C1/(C1+C2)0.3 4、計(jì)算總拉力 N5、計(jì)算考慮螺紋間的摩擦力矩T1時(shí)螺栓所受的當(dāng)量拉力1.31.31566020358 N11-3螺旋傳動(dòng)一、螺旋傳動(dòng)的類型螺旋傳動(dòng)是用螺桿和螺母?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)，主要用于把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。螺旋傳動(dòng)按螺旋副摩擦的性質(zhì)不同，可分滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)，滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)又可分為普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和靜壓螺旋傳動(dòng)。按相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，螺旋傳動(dòng)常用的運(yùn)動(dòng)形式有以下三種：1、螺桿原位轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)，多用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)(圖11-19a)；2、螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，多用于螺旋壓力機(jī)構(gòu)中(圖11-19b)；3、螺母原位轉(zhuǎn)動(dòng)、螺桿移動(dòng)，用于升降裝置(圖11-19c)。圖11-19a螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)圖11-19b螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)、移動(dòng)圖11-19c螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿移動(dòng)螺旋按其用途，還可分為傳動(dòng)螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型。1、傳動(dòng)螺旋 它以傳遞動(dòng)力為主，要求用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力。一般為間歇工作，工作速度不高，而且通常要求自鎖，如千斤頂(圖11-19c)，搬動(dòng)手柄對(duì)螺桿加一個(gè)轉(zhuǎn)矩，則螺桿旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生很大軸向力推力以舉起重物。左右螺旋提升機(jī)構(gòu)也是一個(gè)主要的應(yīng)用。2、傳導(dǎo)螺旋 它以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，常要求具有高的運(yùn)動(dòng)精度。一般在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高。例如用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋(圖11-20)，螺桿旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)螺母連同滑板和刀架作直線運(yùn)動(dòng)。圖11-20機(jī)床進(jìn)給螺旋3、調(diào)整螺旋 它用以調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置。一般不在工作載荷作用下