单螺旋夹紧力计算

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，手柄长度为L，螺纹中经为r，则可求出作用在滑块A上的水平力Q1，即：rQLP1，rLPQ1。---（a）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：tgWQ1。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：11tgWQ。------（b）将式（a）代入式（b），可以求出夹紧力W，即：1tgrLPW；螺纹中经rLαWNPQ1AαQ1WN图2αβ1NRQ1图3式中：W-----工作夹紧力（公斤力）；α-----螺纹升角，rttg2；β1----螺纹配合面的摩擦角（实际计算β1可取8.5°）;t------螺纹螺距。对于标准三角螺纹，升角不大于3.5°，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：11tgrtgrLPW；式中：1----旋转接触面的摩擦系数，可取1tg=0.15；r----摩擦力炬的半径，与接触处的形状有关（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。2rr`=23rr`=1.25r2r3r图4