螺栓的材料和许用应力1

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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 8.8 (≤M16) 800 800 640 640 232 35 8或9 35 8.8 (＞ 9.8 M16) 800 900 830 900 640 720 660 720 248 269 35 8或 9 35 35 45 9 35 1000 1040 900 940 312 1200 1220 1080 1100 365 10.9 12.93.64.64.8 5.6 5.8 6.8抗拉强度极限 σb /MPa 螺公称 300 min 330400 400 240 240 109 15500600420 500 520 600 320 300 400 480 340 300 420 480 113 134 140 181 10 4或 5 10 25 15 45 6 15栓、 屈服强度极限 公称 180 螺 σs /MPa min 190 钉、 螺柱 布氏硬度 HB 推荐材料 相配 合螺 母 推荐材料 性能级别 min 90 10 4或 5 1040Cr 30CrMnSi 15MnVB 15MnVB 10 12Q215 Q235 Q215 35 Q235 4或5 10 5 10 5 1040Cr 30CrMnSi 15MnVB 15MnVBQ215 Q215 Q215 Q215 Q215 Q215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 直径材料 M6～M16 M16～M30 M30～60控制预紧力时的安全系数 S 不分直径 1.2～1.5[σ]=σs /S碳钢合金钢 4～35～4 3～24～2.5 2～1.32.5注：松螺栓联接时，取：[σ]=σs/S，S=1.2～1.7。表 11-6 许用应力及 安全系 数 被联接件材料 钢 铸铁许用剪切和挤压应力及安全系数 剪 切 挤 压 S 2.5 许用应力 [σp]=σs /S [σp]=σb /S S 1.25 2～2.5许用应力 [τ]=σs /S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 所受的当量拉力为的作用。若将增加 30%以考虑的影响，则可认为螺栓＝1.3 1、计算受力最大的螺栓所受的轴向工作载荷： F＝P/2+PL/500 ＝6000/2+6000×350/500=7200N 2、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 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 应由此可求得 F' ≥13500 N。 并校核是否满足联接的左端不被压溃的条件(一

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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N 5、计算考虑螺纹间的摩擦力矩 T1 时螺栓所受的当量拉力 ＝1.3 ＝1.3×15660＝20358 N§11-3 螺旋传动 11一、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转 动， 要求能自锁， 有时也要求有很高的精度。 例如用于带传动张紧的调整螺旋(图 11-21)。在调整带的张紧力时，先松开螺栓，旋转调整螺旋，把滑轨上的电动机 推到所需的位置，然后再将螺栓拧紧。图 11-21带传动用调整螺旋