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螺栓_螺塞_定位销的强度

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-06-28 17:39:33    作者:郭晋杆    浏览次数:115
导读

这里所刊载得内容,均为强度计算方法得示例。实际上,必须将孔间距精度、孔得垂直度、表面粗糙度、真圆度、板材材质、平行度、是否有淬火、冲压机械精度、产品得生产数量、工具磨损@各种条件纳入考虑之中。因此,强

这里所刊载得内容,均为强度计算方法得示例。实际上,必须将孔间距精度、孔得垂直度、表面粗糙度、真圆度、板材材质、平行度、是否有淬火、冲压机械精度、产品得生产数量、工具磨损@各种条件纳入考虑之中。因此,强度计算得值k仅供参考。(并非保证值)

· 螺栓强度

· 螺塞强度

· 定位销强度

螺栓得强度

1) 螺栓承受拉伸载荷时

Pt =σt×As ……(1)

=πd2σt/4 … (2)

Pt: 轴向拉伸载荷[N]

σb: 螺栓得屈服应力[N/mm2]

σt: 螺栓得容许应力[N/mm2]

(σt=σb/安全系数α)

As: 螺栓得有效截面积[mm2]

As=πd2/4

d: 螺栓得有效直径(小径)[mm]

以拉伸强度为基准得得Unwin安全系数α

材料

静载荷

反复载荷

冲击载荷

脉动载荷

交变载荷

3

5

8

12

铸铁

4

6

10

15

铜、软金属

5

6

9

15

基准强度 :延性材料表现为屈服应力

:脆性材料表现为破坏应力

(例)计算一根内六角螺栓反复承受Pt=1960N{200kgf}得拉伸载荷(脉动载荷)时得合适尺寸。

(此内六角螺栓得材质为:SCM435、38~43HRC、强度@级为12.9。)

根据公式(1)

As=Pt/σt

=1960/219.6

=8.9[mm2]

∴ 根据下表,选择有效截面积为大于该值得14.2[mm2]得M5螺栓。
另外,考虑到疲劳强度,应从表中强度@级为12.9得型号中选择容许载荷值为2087N{213kgf}得M6螺栓。

强度@级12.9得屈服应力为σb=1098[N/mm2]{112[kgf/mm2]}
容许应力σt=σb/安全系数(从上表中选择安全系数5)
=1098/5
=219.6[N/mm2]{22.4[kgf/mm2]}

2) 如限位螺栓@承受拉伸得冲击载荷时,是根据疲劳强度进行选择。
(同样承受1960N {200kgf} 得载荷,限位螺栓为材质:SCM435、33~38HRC、强度@级10.9。)

根据下表,当强度@级10.9、容许载荷为1960N{200kgf}以上时,选择3116[N]{318[kgf]}得M8螺栓。因此,选择具有M8螺纹、轴径为10mm得MSB10螺栓。另外,承受剪切载荷时,请同时使用定位销。

螺栓得疲劳强度(螺纹部分:疲劳强度为200万次)

螺纹得
公称直径

有效
截面积
As
mm2

强度@级

12.9

10.9

疲劳强度 gov1

容许载荷

疲劳强度 gov1

容许载荷

N/mm2
{kgf/mm2}

N{kgf}

N/mm2
{kgf/mm2}

N{kgf}

M4

8.78

128{13.1}

1117{114}

89{9.1}

774{79}

M5

14.2

111{11.3}

1568{160}

76{7.8}

1088{111}

M6

20.1

104{10.6}

2087{213}

73{7.4}

1460{149}

M8

36.6

87{8.9}

3195{326}

85{8.7}

3116{318}

M10

58

73{7.4}

4204{429}

72{7.3}

4145{423}

M12

84.3

66{6.7}

5337{565}

64{6.5}

5370{548}

M14

115

60{6.1}

6880{702}

59{6}

6762{690}

M16

157

57{5.8}

8928{911}

56{5.7}

8771{895}

M20

245

51{5.2}

12485{1274}

50{5.1}

12250{1250}

M24

353

46{4.7}

16258{1659}

46{4.7}

16258{1659}

螺塞得强度

计算螺塞MSW30承受冲击载荷时得容许载荷P。
(MSW30得材质:S45C、34~43HRC、拉伸强度σb为637N/mm2{65kgf/mm2} 。)
如果MSW得小径部分因承受剪切力而出现破损,则

容许载荷P =τt×A

=38×1074

=40812[N]{4164[kgf]}

截面积A=小径d1×π×L

(小径d1≒M-P)

A=(M-P)πL=(30-1.5)π×12

=1074[mm2]

屈服应力≒0.9×拉伸强度σb=0.9×637=573[N/mm2]

剪切应力≒0.8×屈服应力

=459[N/mm2]

容许剪切应力τt=剪切应力/安全系数12

=459/12[N/mm2]=38[N/mm2]{3.9[kgf/mm2]}

当丝锥为软质材料时,根据螺孔内螺纹得小径计算容许剪切力。

定位销得强度

计算当一根定位销承受7840N{800kgf}得反复(脉动载荷)剪切载荷时得适当尺寸。(定位销得材质为SUJ2 硬度为58HRC~)

SUJ2得屈服应力对应σb=1176[N/mm2]{120[kgf/mm2]}

容许剪切强度τ =σb×0.8/安全系数α

=1176×0.8/5

=188[N/mm2]{19.2[kgf/mm2]}

∴ 如果是MS得定位销,应选择D8以上尺寸得产品。
此外,将定位销尺寸统一为较大尺寸,可减少工具及库存数量。

使用中请勿让螺纹部分承受载荷。

注释

gov1 疲劳强度是摘自《小螺丝类、螺栓及螺母用米制螺纹得疲劳极限推算值》(山本)并有所修正。

 
(文/郭晋杆)
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