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夹紧力计算

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单螺旋所产生的夹紧力计算

在图1中,螺纹可认为绕圆柱体上的一个斜面,螺母看成是斜面上的一个滑块A,因此其夹紧力可根据楔的工作原理来计算。 在手柄的作用下,滑块A沿螺旋斜面移动。已知螺纹为方牙螺纹,手柄上的外加力为P,

NLP螺纹中经r手柄长度为L,螺纹中经为r,则可求出作用

AQ1在滑块A上的水平力Q1,即:

PLQ1r,Q1PL。---(a) rWα挡滑块A沿着斜面作匀速运动时,从图2中可求出水平力Q1和夹紧力W之间的关系。 若不考虑摩擦力时,则作用在滑块A上的力有三个,即夹紧力W、斜面反作用力N和水平力Q1。由于这三个力处于平衡状态,所以可得:

αNQ1Q1Wtg。

W图2若滑块A与斜面有摩擦力,则反作用力R与法线N偏斜一个摩擦角1。(参看图3) 根据平衡条件,由三角形ARW可得:

Q1Wtg1。------(b)

β1RNQ1α将式(a)代入式(b),可以求出夹紧力W,即:

WPL;

rtg1图3式中:W-----工作夹紧力(公斤力); α-----螺纹升角,tgt; 2r β1----螺纹配合面的摩擦角(实际计算β1可取°); t------螺纹螺距。

对于标准三角螺纹,升角不大于°,自索性良好,当使用力臂L=14d

平均

的标准扳手时,上式可简化为W≈130P。

当螺钉头部为平端面或用螺母夹紧形式时,我们还必须考虑其旋转面间的摩擦力炬损失,此时夹紧力计算的一般公式为:

WPL;

rtg1rtg13r2r2r式中:1----旋转接触面的摩擦系数,可取

tg1=;

r----摩擦力炬的半径,与接触处的

r`=23rr`=1.25r图4形状有关(参见图4)。 当用上述条件同样简化,则得: (1)螺栓头部是平的则W=90P; (2)螺母夹紧形式,则W≈70R。

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