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:,。---(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:。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。(参看图3)根据平衡条件,由三角形ARW可得:。------(b)将式(a)代入式(b),可以求出夹紧力W,即:;式中:W-----工作夹紧力(公斤力);α-----螺纹升角,;β1----螺纹配合面的摩擦角(°);t------螺纹螺距。对于标准三角螺纹,°,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:;式中:----旋转接触面的摩擦系数,可取=;----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。
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