【文章內(nèi)容簡介】 冊得下圖表32 API配合接頭螺紋規(guī)格表由機械鉆井工具手冊中的上圖可以得到接頭螺紋的參數(shù)；錐度為1：4；； ； ；；； 螺紋牙的強度校核 由于螺紋牙尺寸較小，需要對其進行校核。對于螺紋牙的強度校核，主要是螺紋牙危險截面的剪切強度校核和彎曲強度校核，下面分別進行計算。 螺紋牙剪切強度校核 圖34是將一圈螺紋沿螺紋的大徑處展開的示意圖：圖34 螺紋圈受力示意圖如圖34所示，如果將一圈螺紋沿螺紋的大徑處展開，則可看做寬度為的懸臂梁。假設每圈螺紋所承受的平均壓力為，并作用在螺紋中徑為直徑的圓周上，則螺紋牙危險截面aa的剪切應力[29]為： （35）式中：—螺紋所受的合力，N； —螺紋的大徑，mm； —螺紋牙根部的厚度，mm； —螺紋工作圈數(shù)； —螺紋牙危險截面的切應力，MPa。螺紋所受的合力為： （36）式中： —心軸的外徑，mm； —螺紋大徑，mm。在上面已經(jīng)計算出MPa。在設計過程中，心軸的外徑取為mm，螺紋的直徑取為mm，心軸與螺紋的連接螺紋規(guī)格為M6。由機械零件手冊可知螺紋牙根部的厚度為： (37)式中：—螺紋的螺距，mm。螺紋的工作圈數(shù)為： （38）式中：—螺母高度，mm。M6=。設計時彈簧擋塊的高度比閥芯大，所以此處用閥芯進行校核，閥芯的高度為mm。聯(lián)立式（34）（35）（36）（37）解得螺紋牙危險截面aa的剪切應力為： MPa上面已給出牌號為YG8的硬質(zhì)合金的抗裂強度為MPa，其許用切應力為[29]，所以 =1500MPa顯然，螺紋牙危險截面aa的剪切應力，所以螺紋牙滿足剪切強度要求。 螺紋牙彎曲強度校核 螺紋牙的受力圖如圖33所示，螺紋牙危險截面aa的彎曲應力為： （39）式中：—螺紋所受的合力，N； —彎曲力臂，mm； —螺紋大徑，mm； —螺紋牙根部的厚度，mm。螺紋牙的彎曲力臂為： （310）式中：—螺紋大徑，mm； —螺紋中徑，mm。M6=[ 30]。聯(lián)立（36）（37）（38）（39）（310）解得螺紋牙危險截面aa的彎曲應力為： MPa YG8硬質(zhì)合金的抗彎強度為不低于1600MPa，顯然螺紋牙危險截面aa的彎曲應力遠小于YG8硬質(zhì)合金的抗彎強度，所以螺紋牙滿足彎曲強度要求，螺紋牙是安全的。 花鍵的設計與選擇花鍵承載能力公式。下列為增加的補注：Dh=空心軸的內(nèi)孔直徑，英寸；Ka=從表1中的使用系數(shù)；Km＝表33的負荷分配系數(shù)；Kf＝表35中的疲勞壽命系數(shù)；Kw＝表35中的磨損壽命系數(shù)；Le＝圖33中的最大作用長度，使用應力公式 ，盡管實際長度可能更長一些；T＝傳遞扭矩.表33 花鍵使用系數(shù)，Ka動力源載荷種類平穩(wěn)（發(fā)電機風扇）輕微沖擊（振動泵等）間歇沖擊（加速泵等）重沖擊（沖床，剪子等）使用系數(shù)，ka平衡（燃汽輪機，電機）輕微沖擊（液壓馬達）表34 對于柔性花鍵的不對中的載荷分配系數(shù)，Km每英寸長度上不對中度（英寸）載荷分配系數(shù)，Kma1英寸齒寬2英寸齒寬4英寸齒寬1111121223a對于固定的花鍵，Km=1表35 花鍵的疲勞壽命系數(shù)，Kf扭矩循環(huán)周期a疲勞壽命系數(shù)單一方向雙向1,00010,000100,0001,000,00010,000,000A一個扭矩循環(huán)周期包括一個起停，不是運轉(zhuǎn)的數(shù)量。表36 柔性花鍵磨損壽命系數(shù)，Kw花鍵運轉(zhuǎn)數(shù)量壽命系數(shù)，Kw花鍵的運轉(zhuǎn)數(shù)量壽命系數(shù)，Kw10,000100,000,000100,0001,000,000,0001,000,00010,000,000,00010,000,000……磨損壽命系數(shù)，不像表36中的疲勞系數(shù)，是以花鍵的運轉(zhuǎn)總數(shù)量，是因為柔性花鍵的每一轉(zhuǎn)的沖擊都會造成花鍵的磨損。定義：一個固定花鍵可以是收縮配合或松配合，但在每一端都用環(huán)固定以防止由于花鍵的振動引起軸向的移動。一個柔性花鍵允許一些在軸沒有準確對中時產(chǎn)生的沖擊。這些柔性或沖擊造成軸向移動并造成輪齒的磨損。直齒柔性花鍵在磨損成為一個嚴重問題前，只能允許的角度不對中的狀態(tài)存在（小于1度）。對于更多的不對中情況（大于5度），鼓形齒花鍵可以減小磨損和輪齒的端部受載。外花鍵輪齒根部的剪切應力：對于一個給定的傳遞扭矩，產(chǎn)生在外花軸上齒根處的破壞剪切應力為： 對于一個實心軸 （311） 對于一個空心軸 （312） 式中， — 扭矩； — 花鍵使用系數(shù)； — 花鍵的疲勞壽命系數(shù)； — 外徑； — 內(nèi)徑。,帶入數(shù)據(jù)進行校核，有 = Pa 所以花鍵強度足夠。計算應力值不能超過表37 中的值。表37 花鍵允許剪切應力值材料硬度最大允許剪切應力值(MPa)HBHRC鋼160－200－142鋼230－260－鋼302－35133－38表面淺層硬化鋼－48－53表面硬化鋼－58－63356整體淬硬鋼（航空質(zhì)量）－42－46320輪齒節(jié)圓處的剪切應力：對于一個給定的傳遞扭矩T，輪齒節(jié)線外的剪切應力處為： （313)公式（33）中的系數(shù)4是假設由于齒槽的誤差而只有一半輪齒承載。對于差的制造精度，將系數(shù)改為6。計算應力值不能超過表37中值。花鍵輪齒的齒側(cè)壓縮應力值：由于負荷分配不一致和不對中造成的不均載和齒端受載，所以花鍵的許用壓縮應力值比齒輪輪齒的許用壓縮應力值小得多。對于柔性花鍵： （314）對于固定花鍵： （315）在這些公式中，h是輪齒的接合長度，對于平齒根花鍵，而對于圓齒根花鍵，h大約為1/P。公式（314）和公式（315）中計算出的應力值不能夠超過表38中的值。表38花鍵的許用壓縮應力材料硬度最大允許剪切應力值 磅/平方英寸HBHRC直齒鼓形齒鋼160－200－1,5006,000鋼230－260－2,0008,000鋼302－35133－383,00012,000表面淺層硬化鋼－48－534,00016,000表面硬化鋼－58－635,00020,000花鍵的破壞應力值：內(nèi)花鍵可以由于下列三種拉應力而破壞：（1）傳遞扭矩中產(chǎn)生的徑向分力引起的拉伸力；（2）離心力；和（3）角度節(jié)園線上的切線力而造成的輪齒彎曲而引起的拉伸力。徑向負荷拉應力 （316）這里，tW=內(nèi)花鍵的壁厚＝內(nèi)花鍵筒的外徑減去花鍵大徑，后再除2。L＝花鍵的總長。離心拉伸應力 （317）這里，Doi＝花鍵筒的外徑。梁拉伸應力 （318）在這個等式中，Y是從輪齒設計時獲得的一個劉易斯形狀系數(shù)。對于30度壓力角的內(nèi)花鍵，Y＝。式（318）中的系數(shù)4假定只有一半輪齒承受載荷?？赡茉斐赏饣ㄦI的輪緣破壞的總的拉伸應力是：St=[KaKm(S1+S3)+S2]/kf。并且該值不應當小于表39中的值。表39 花鍵的允許拉伸應力材料硬度最大允許剪切應力值磅/平方英寸HBHRC鋼160－200－22,000鋼230－260－32,000鋼302－35133－3845,000表面淺層硬化鋼－48－5345,000表面硬化鋼－58－6355,000整體淬硬鋼（航空質(zhì)量）－42－4650,000 4密封元件 對密封裝置的要求：在工作壓力和一定溫度范圍內(nèi)，應具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。密封裝置和運動件之間的摩擦要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定?？垢g能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償。結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便，價格低廉。 間隙密封是靠相對運動見配合面之間的微小間隙來進行密封的。間隙密封常用與柱塞、活塞或圓柱配合副中。 O型密封圈一般用耐由橡膠制成，其橫截面呈