在机械工程中,螺纹连接是一种常见的固定方法,它通过在两个或更多部件之间旋转一个带有螺纹的元件来实现连接。这种连接方式广泛应用于各种设备和系统中,从简单的家具到复杂的机械设备。螺纹连接可以非常简单,也可以相当复杂。
在许多情况下,它依赖于一个带有螺纹的螺杆,该螺杆可以与另一个带有螺纹的螺母进行旋转配合,以实现两个或更多部件之间的固定。
螺母通常被放置在一个预先钻有螺纹孔的部件中,当螺杆旋转时,它会通过螺纹孔将螺母向下推动,从而将两个部件固定在一起。然而,螺纹连接并不总是如此简单。
在某些情况下,为了确保更强的固定效果,可能需要使用一些额外的部件,例如螺栓、螺钉、垫圈等。
这些部件可以增加螺纹连接的强度和稳定性,并有助于防止连接松动或分离。此外,为了确保螺纹连接的正确性和可靠性,工程师们通常会对其进行详细的设计和计算。
拧紧一颗螺栓,需要施加一定扭矩旋转一定角度后才可以完成,这部分的扭矩+角度所做功最终转为三个部分:
1,螺栓头下摩擦力消耗
2,螺纹副摩擦力消耗
3,产生预紧力
这个也可以根据以下公式得出:
一般而言,这三者的比例在10%,40%以及50%,这部分能量的消耗很容易直观的体会到:10%的夹紧力做功体现在螺栓的被拉伸,40%和50%体现了螺纹副以及螺栓头下拧紧后摩擦力导致的发热。
螺栓的初始设计是按照如上图的比例来分配三者关系的,如果实际的过程中改变了三者的比例关系,会出现扭矩“合格”,夹紧力不合格的情况。
典型情况1:
螺纹副被额外润滑
此时螺纹副摩擦系数降低,摩擦力矩变小,施加的扭矩“转移”给夹紧力,后果有可能是:螺栓拉断或者工件变形。
典型情况2:
螺栓生锈或者螺纹副有油漆
此时螺纹副摩擦系数增加,有可能扭矩合格后夹紧力不足。
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