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第一圈螺纹能承受的最大拉力如何计算

浏览次数:1539 发布时间:2023-12-30

在螺紋連接中,承受力量最大的就是前面的10圈螺紋,然而,并不是每圈螺紋的承受力都一樣,而是一個遞減效應。第一圈承受力量最大,最後的圈承受力量最小。最前面10圈承受了力量的85%~85%。具體百分比不是一個常量,和螺纹的制造公差、表面粗糙度、润滑条件、环境因素(如温度和湿度)等因素有關,要獲得自己模型的真實情況,最好的方法就是實驗加實踐。

然後我們研究前面幾圈螺紋的受力就有了非常重要的現實意義。反過來說,你一廂情願的把螺紋鏈接設計的很長,是沒有很好的經濟效益的。這樣的長並沒有給你帶來强度的增加。也不會增加設備的安全。打個比方,比如M6的粗牙螺距是1mm.這也就是爲何M6螺紋需要至少10mm的原因,這是設計理論支撐。你可以選12mm,甚至15都可以。如果你選25,甚至30mm,就是一種資源浪費。其實前面10圈螺紋承擔了力量的80%。也就是二八效應。這裏,前面10圈螺紋就是那個八。其他多出來的長度都是基本浪費了。

计算一圈螺纹能承受的最大拉力,通常需要考虑多个因素,包括螺纹的材料、尺寸、表面处理、预紧力、摩擦系数以及螺纹的几何形状等。以下是一个简化的计算方法,用于估算螺纹连接在单圈螺纹上的最大拉力:

  1. 螺纹的预紧力:预紧力是螺纹连接在装配时施加的初始拉力,它有助于提高连接的刚性和防止松动。预紧力的大小会影响螺纹连接的最大承载能力。


    并不是所有的螺紋都需要預緊力,有的螺絲就屬於松鏈接。就是被鏈接的部位可以在螺母和螺桿頭之間進行比較大的晃動,就是有比較大的自由度。


  2. 螺纹的截面积:螺纹的截面积决定了它在受到拉力时的承载能力。对于外螺纹,截面积可以通过螺纹的外径和螺距来计算;对于内螺纹,截面积可以通过螺纹的内径和螺距来计算。


    比如M6螺紋的外徑也不是6mm,因爲螺紋製造商,他有一個公差標准的。然後其實他的大徑尺寸在5.8~5.9.然後螺距的話呢,需要你分清粗牙,細牙,甚至有的特製螺距。

    然後你還要弄清她的牙型角。有60°的,也有55的,還有管螺紋。


  3. 材料的抗拉强度:这是材料在断裂前能承受的最大拉力。对于金属材料,这个值通常在材料的机械性能表中给出。


  4. 螺纹的有效应力面积:这是螺纹实际承受拉力的面积,它小于螺纹的几何截面积,因为螺纹的螺纹部分不会完全承受拉力。

    只要研究或者看過那些斷裂的螺栓,知道了螺栓一般都是坏在那些地方,你才慢慢上道了。否則,只是知道螺紋和螺栓這些名詞,這些不能讓你很多的去選擇經濟的螺栓。換句話説,選的小了,達不到設備的要求。選擇大了,是一種資源浪費。


  5. 螺纹的摩擦系数:这影响螺纹连接的紧固程度,摩擦系数越大,螺纹连接的预紧力越大,能承受的拉力也越大。


基于上述因素,可以进行以下简化计算:

  • 计算螺纹的有效应力面积:这通常小于螺纹的几何截面积,可以通过查阅相关标准或手册来获取。

  • 计算螺纹的预紧力:这可以通过预紧力系数(通常在0.5到0.8之间)和螺纹的预紧力公式来估算。

    0.5就是對應放大2倍,也就是說,你估算出來用M5,你實際選M10就可以。

    0.5就是對應放大1.25倍,也就是說,你估算出來用M5,你實際選M10就可以。