普通螺纹牙的强度校核自动计算表格
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。
螺纹强度校核公式
计算公式计算值注释1.5设计给出517.5设计给出235260设计给出38设计给出4.23设计给出50设计给出11.8203309693h = 0.541p 2.28843 3227.60672.8899376194 345计算结果合格剪切强度计算公式计算值备注235260设计给出35.5设计给出41.78设计给出11.8203309693设计给出1.5设计给出4.23设计给出B = 0.75p 3.1725 517.5设计给出34556.280613618 207安全系数n材料屈服强度（MPA）轴向力F（n）螺距D2（mm）螺纹工作长度L（mm）连接螺纹齿Z螺纹工作高度h（mm）挤压面积a（mm2）挤压应力（MPA）的计算允许将挤压小直径D1（mm）用于外螺纹时使用的挤压直径（MPA）轴向力F（n），使用大直径D（mm）连接的螺纹数Z安全系数s间距P（mm）螺纹底宽b（mm）屈服强度（MPA）螺钉的允许拉伸应力（MPA），计算剪切应力（MPA）表示螺母，如果合格，则计算螺母（MPA）允许剪应力（MPA）的剪应力（MPA）；否则，不合格。
弯曲强度计算项目计算公式计算值的计算结果备注28.58 28.52 24.22 26.82 0.85 71.8724621016 B = 0.75p 2.38125 138112 3.175 H = 0.541p 1.717675 9.26 1.5517.5345 178.2251152336 151.0361193477计算结果自锁性能检查计算螺母大直径D（mm ）当使用大直径D（mm）螺丝外螺纹时，小直径D1（mm）外螺纹螺距直径D2（mm）弯曲臂L（mm）单圈外螺纹截面弯曲模数w（mm）螺纹底宽b （mm）轴向力F（n）螺距P（mm）螺纹工作高度h（mm）连接螺纹数Z安全系数s屈服强度（MPA）允许的拉应力（MPA）对于螺钉，请计算以下值的弯曲应力（MPA）螺母，计算弯曲应力（MPA），允许弯曲应力（MPA），如果螺钉和螺母合格，则为不合格。
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的剪切强度条件为中径D2【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；)/2；l——弯曲力臂；mm参看图 , l=(D-D2[τ]——螺母材料的许用切应力，MPa，见表；——螺母材料的许用弯曲应力，MPa，见表。
[σ]b当螺杆和螺母的材料相同时，由于螺杆的小径dl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。
螺纹牙强度校核计算
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）
螺纹校核计算器
梯形
物理量
单位
公称直径d(或D)
mm
螺距p
mm 轴向力F
N 螺纹小径d 1
mm 139.000螺纹中径d 2
mm
142.000螺纹牙底宽度b
mm 3.804 3.804线数n
无量纲1螺纹工作高度h
mm 3.000 3.000螺旋升角ψ
deg 0.77牙型角α
deg 30.0030.00
牙型倾角β
deg 摩擦系数f
无量纲当量摩擦系数f v
无量纲当量摩擦角ψv
deg 螺纹圈数z
无量纲屈服强度σs
MPa 极限强度σb
MPa σs /σb
无量纲许用安全系数[S]
无量纲许用拉应力[σ]
MPa 螺纹摩擦力矩M t1
N ·m 14971挤压应力σp
MPa 134σp<[σp]
抗挤压：合格许用剪应力[τ]
MPa 159.2307692剪切应力τ
MPa 108τ<[τ]
抗剪切：合格[σb ]
MPa 265弯曲应力σb
MPa 256σb <[σb ]
抗弯曲：合格螺杆强度σ
MPa 118.6186626螺杆强度σ<[σ]
螺杆强度：合格自锁性自锁性：满足原始条件计算结果适用范围：螺纹联接螺纹牙强度校核。
说明：只填写绿色格，其余的均由计算机自动计算。
矩形锯齿普通
3 4.416 4.5 3.000 4.500 3.246 0.0033.0060.00。
螺纹牙的强度计算
螺纹⽛的强度计算
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=0.7 5P,P为螺纹螺距l——弯曲⼒臂;mm参看图, 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dl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)。