螺纹连接强度的计算

螺纹的连接强度设计规范

已知条件：M20X1.5

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σ

MPa H d Kz F

p 73.113)33.1581.0026.1914.356.0/(47270Z 12=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=πσ 故其抗挤压强度足够。

MPa Z

b d Kz F s 4.84)33.1513.1376.1814.356.0/(472701=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=πτMPa Z

b b d Kz FH 224)33.1513.113.1376.1814.356.0/(472703113w =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=πσ[]()[]Mpa

960.18.0=-=στ

4: 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=19.08mm

MPa 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 。 由式(10-12)得螺纹的小径为

查表10-1，取M16螺栓(小径=13.835mm)。按照表10-7可知所取安全系数S=3是正确的。 为保证容器结合面密封可靠，允许的螺栓间距l ()为：

p ≤1.6MPa 时，l ≤7d ；

p=(1.6～10)MPa 时，l ≤4.5d ；

p=(10～30)MPa 时，l ≤(4～3)d 。

这里d 为螺栓公称直径。 (4) 决定螺栓分布圆直径

螺栓置于凸缘中部。从图10-9可以决定螺栓分布圆直径

为 =d+2e+2×10=160+2[16+(3～6)]+2×10=218～224 mm 取

=220mm 螺栓间距 l 为

当 p ≤1.6MPa 时，l ≤7d =7×16=112 mm ，所以选取的和z 合宜。 注

在本例题中，求螺纹直径时要用到许用应力[]，而[

]又与螺纹直径有关，所以常需采用试算法。这种方法在其他零件设计计算中还要经常用到。