螺栓及材料和许用应力.doc

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3.64.64.85.65.86.88.8(M16)8.8(M16)9.810.912.9螺栓、螺钉、螺柱抗拉强度极限sb /MPa公称30040050060080080090010001200min33040042050052060080083090010401220屈服强度极限ss /MPa公称1802403203004004806406407209001080min1902403403004204806406607209401100布氏硬度HBmin90109113134140181232248269312365推荐材料10Q21515Q23510Q215253515Q2354535353545 40Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB相配合螺母性能级别4或54或54或55568或98或991012推荐材料10Q21510Q21510Q21510Q21510Q21515Q21535353540Cr15MnVB 30CrMnSi15MnVB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许用应力不控制预紧力时的安全系数控制预紧力时的安全系数Ss=ss /S直径材料M6M16M16M30M3060不分直径碳钢合金钢43543242.521.32.51.21.5注：松螺栓联接时，取：s=ss/S，S=1.21.7。表11-6许用剪切和挤压应力及安全系数许用应力及 安全系数 被联接件材料 剪 切挤 压许用应力S许用应力S钢t=ss /S2.5sp=ss /S1.25铸铁sp=sb /S22.5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：FP/2+PL/5006000/2+6000350/500=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。为了满足第一个条件，应使：在接合面上，由预紧力F 产生的压应力应比与由拉力P产生的拉应力与由弯矩M产生的弯曲应力之和要大。即由此可求得F 13500 N。并校核是否满足联接的左端不被压溃的条件(一般可以满足，这里略去这一校核)3、确定螺栓的相对刚度 由表11-2，查得相对刚度为C1/(C1+C2)0.3 4、计算总拉力 N5、计算考虑螺纹间的摩擦力矩T1时螺栓所受的当量拉力1.31.31566020358 N11-3螺旋传动一、螺旋传动的类型螺旋传动是用螺杆和螺母传递运动和动力的机械传动，主要用于把旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。螺旋传动按螺旋副摩擦的性质不同，可分滑动螺旋传动和滚动螺旋传动，滑动螺旋传动又可分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动。按相对运动关系，螺旋传动常用的运动形式有以下三种：1、螺杆原位转动、螺母移动，多用于机床进给机构(图11-19a)；2、螺母固定、螺杆转动和移动，多用于螺旋压力机构中(图11-19b)；3、螺母原位转动、螺杆移动，用于升降装置(图11-19c)。图11-19a螺杆转动，螺母移动图11-19b螺母固定，螺杆转、移动图11-19c螺母转动，螺杆移动螺旋按其用途，还可分为传动螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型。1、传动螺旋 它以传递动力为主，要求用较小的转矩产生较大的轴向推力。一般为间歇工作，工作速度不高，而且通常要求自锁，如千斤顶(图11-19c)，搬动手柄对螺杆加一个转矩，则螺杆旋转并产生很大轴向力推力以举起重物。左右螺旋提升机构也是一个主要的应用。2、传导螺旋 它以传递运动为主，常要求具有高的运动精度。一般在较长时间内连续工作，工作速度也较高。例如用于机床进给机构的传导螺旋(图11-20)，螺杆旋转，推动螺母连同滑板和刀架作直线运动。图11-20机床进给螺旋3、调整螺旋 它用以调整并固定零件或部件之间的相对位置。一般不在工作载荷作用下