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螺纹副:受力分析、自锁与效率

时间:2026-01-22 理论教育 季夏 版权反馈
【摘要】:对于连接螺纹,希望拧紧后在没有外力作用时能够可靠地自锁;而对于传动螺纹,希望传动过程中效率越高越好。由于拧紧(或放松)螺纹副的过程相当于一水平推力F推动一重力为F’的重物沿面匀速上升(或下降)的过程,如图2.4所示。

对于连接螺纹,希望拧紧后在没有外力作用时能够可靠地自锁;而对于传动螺纹(即螺纹传动),希望传动过程中效率越高越好。

由于拧紧(或放松)螺纹副的过程相当于一水平推力F推动一重力为F’的重物沿面匀速上升(或下降)的过程,如图2.4所示。由力的平衡关系可知,要将螺纹副拧紧到轴向预紧力F’,需要在螺纹中径上施加的圆周力F和效率η分别是

图示

而要将一个已有轴向预紧力为F’的螺纹副松开,需要在螺纹中径上施加的圆周力F和效率η分别是

图示

式中,F’——螺纹副轴向力,N;

ρ’——螺纹副当量摩擦角,ρ’=arctan f’;

f’——螺纹副之间的当量摩擦因数,图示

f——螺纹副之间的实际摩擦因数;

β——螺纹副承载面的牙型斜角。(https://www.xing528.com)

图示

图示

图2.4 螺纹副在宁静和放松过程中的受力关系

当在没有外力作用下,螺纹副要松开时,其受力关系如图2.5所示,若F1≤f’FN,则螺纹副进入完全摩擦自锁状态,即在没有外力作用下,F1无论为多大,都不能使螺纹副自动松开,此时

F'sinφ≤f 'F'cosφ

φ≤arctanf'=ρ'

图示

图2.5 螺纹副摩擦自锁的受力分析

可以推得,对于传动螺纹,希望η比较高,可以适当增大ψ,同时减小β;对于连接螺纹,ρ’比ψ越大,自锁越可靠,因此一般连接螺纹用普通螺纹,ψ=1.5°~5°,细牙螺纹比粗牙螺纹的螺纹升角小,所以细牙螺纹的自锁性更好。

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