螺栓的问题

sunnylove · 发表于 2009-11-11 09:19:47

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我在设计过程中遇到了一些问题，向大家求教一下：
1.螺栓的承载力的问题
比如一个螺杆上面旋合一个套筒，套筒上方施加一个50t的力话，要直径多大的螺杆可以承受这样的重量？
2.螺纹的问题
在查资料过程中，只是说明计算螺杆的直径，对于螺纹的抗拉强度的校核从不提及，这是为什么？
请大家在解答的时候尽量用一些简单的公式表达一下。谢谢！

gaoyns · 发表于 2009-11-11 09:38:07

1 计算螺杆最小受力面积A，若是受拉力F，求出螺杆受的应力σ，只要小于或等于材料的许用应力[ σ ] 即合乎要求。即 σ = F / A ≤ [ σ ] 。若是受压，还需进行压杆稳定计算。
2 在计算螺杆强度时，只按螺杆的危险断面进行强度计算，或者只设计螺杆直径，这是因为在零件的强度计算中，只计算危险断面，只要这一断面没问题，其它断面就不会有问题了。不计算螺纹的强度，是因为整个螺纹的受力面积（根部的螺旋形面积）比螺杆的受力面积大得多，所以不需再计算。

点识 · 发表于 2009-11-11 10:29:33

楼主所问基本属于设计前提的概念问题，而不适合用公式来表达。
1.用于传动的螺杆一般不应承受很大的径向力，若工况如此，则应设计其他支承结构承受套筒的压力。
2.螺纹联接的螺杆与螺旋传动的螺杆，设计上是不同的。这主要涉及按载荷特点选择合理牙型的问题。
不同种类的螺纹有不同的受力特点和应用范围，只要根据载荷类型，选择了相关类型的牙型，对应螺纹类型的资料所涉及的就多是符合标准系列的螺纹与螺距，其主要破坏和校核点是螺纹小径处，故一般无需单独对螺纹牙进行强度校核。

VICTORLUO888 · 发表于 2009-11-11 10:58:05

问题1：
如果是拉力，则需计算螺杆材质抗拉强度×最小截面×螺杆数量。需要注意的是套筒的材质抗拉强度和套筒与螺杆链接部位的强度分析。
如果是压力，需要计算杆稳定，简单点可以按材料的抗压比例换算。
问题2：螺纹的设计基础就是可以保证螺纹部位抗拉强度大于螺杆本身强度，这是一个基本理论，如果想详细了解可以查看螺纹手册，按照其中的公式计算下。

sunnylove · 发表于 2009-11-11 17:29:52

http://file:///C:/Users/sunny/AppData/Local/Temp/moz-screenshot.png这是我今天画出来的简图，让大家了解一下，看能否实现！
图中第一个画的有些问题，螺母应该顶住套筒！
我大致算了一下，直径为48mm的8.8级的螺杆应该可以顶的住50t的力，现在疑惑的就是螺纹能不能顶得住，要顶住50t的压力的话，套筒和螺纹应至少旋合多少距离才行？

[ 本帖最后由 sunnylove 于 2009-11-11 17:35 编辑 ]

skyfishdl · 发表于 2009-11-11 19:13:02

顶不顶的住到没计算过但是如果是正常的螺栓大概1.5的螺栓直径的旋合长度已经够了
再长没有意义了
我建议你参考一下升降机方面的书籍看一下就知道了

VICTORLUO888 · 发表于 2009-11-11 20:20:31

原帖由 sunnylove 于 2009-11-11 17:29 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif0 l, T" P$ p+ w
file:///C:/Users/sunny/AppData/Local/Temp/moz-screenshot.png这是我今天画出来的简图，让大家了解一下，看能否实现！( Y" z7 O8 i2 V; P, A5 @
图中第一个画的有些问题，螺母应该顶住套筒！: Q& y) z) H9 |% v E
我大致算了一下，直径为48mm的8.8级的螺杆应该 ...

我粗略计算了下，M28以上的8.8级螺杆就可以了，至于旋合深度，参考配套螺母的宽度（大概0.8倍螺栓直径）即可。抗拉（压）强度肯定够。绝对不会发生脱扣等问题。
看你的图纸，螺杆还比较长，那么你一定要考虑螺杆的挠度、刚性等问题，一般情况下，越短越好。

[ 本帖最后由 VICTORLUO888 于 2009-11-11 20:22 编辑 ]

sunnylove · 发表于 2009-11-12 10:13:27

谢谢大家的回复，我做一点小小的总结。
   计算的力按照50t来算，F=A*f,其中A为螺栓螺纹处的有效面积（可参照附件可查到）
   f为螺栓的抗拉强度设计值，这里取8.8级的螺栓。抗拉强度按照800MPA来算。
   则A=50t/800MPA=625mm²，查上表可知直径最小为33mm。我这里取36mm。
下面确定螺纹的长度，按照栓接结构用紧固件（GBT18230.2-2000）上面的规范知道M36螺栓公称长度大于100mm的取63mm。
   我理解就是要承受规范要求的力就必须达到63mm的螺纹长度。不知道计算过程中有没有什么问题，大家帮忙找出来，谢谢。

[ 本帖最后由 sunnylove 于 2009-11-12 10:21 编辑 ]

sunnylove · 发表于 2009-11-12 10:23:53

还有螺杆的距离，大致为63mm（最少需要螺纹的长度）+100mm（要求顶升10cm）+22.5mm（螺母长度）=185.5mm。
请问大家M36的螺栓，185.5mm的长度需要演算螺杆的稳定性么？

VICTORLUO888 · 发表于 2009-11-12 10:43:44

我感觉不需要做杆的稳定性，只需加大安全系数即可。
如要仔细评估，可参考钢材的刚性，及长度/直径的模型的挠度，继而进行稳定分析。
离开书本太久了，都不记得怎么计算了，是材料力学中的吧。

天际孤帆 · 发表于 2009-11-22 16:27:15

这种情况，最好参照一下你所能够见到的类似压力和结构的设计，如果楼主是在从事自制设备的工件选择，建议楼主还要通过工业实验的方式来验证你的计算结果是否属实，安全是第一位的。
个人意见，谨供参考。

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