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機械社區

標題: 關于軸用凹端緊定螺釘網友觀點匯集的討論 [打印本頁]
作者: 曙光6666    時間: 2015-1-2 22:19
標題: 關于軸用凹端緊定螺釘網友觀點匯集的討論
之前查詢軸上使用平端還是凹端緊定螺釘的資料，匯集廣大社友的觀點，作為我的總結，也便于大家參考。
' S4 t9 J# e1 @! _) a$ o, U; Z. E5 z3 T3 c7 k- Y
一、前言) @# `" d. u8 G  F& u; N
1.本文僅為網友觀點搜集，不代表完全正確；2 A. X+ }/ y# x  n
2.歡迎大俠指，不能讓錯誤經驗代代傳；
2 Y) J1 A4 ^( i
8 B$ j/ p0 C$ r! c二、內容
: E6 r, o. A+ Y# V! Y" H  w$ R1 k1.疑問：
  1. 軸上用平端、凹端都是線接觸，有什么區別?! G) ]9 M( ]" K7 F: N0 B6 [
  2. 一些公司前輩軸面和鍵槽面都是平端，經驗傳承來又是什么？
復制代碼
2.凹端緊定螺釘用于軸類緊固的優特點：9 A6 C4 x6 ~9 s! [" G
*GB/T 80為內六角凹端緊定螺釘，其憑借銳利的端頭直接頂緊零件，多用于頂緊硬度較大的平面或非平面零件;
" P  z6 ]+ x% Z# b# D*凹端作用是不易滑動;
& }7 N) K" V% `0 F*國外的一段介紹：
  1. One might often need to use a flat point when the screw must press perfectly flat against a surface.
    - ^- k7 h" e( L$ g
  2. 如果緊定螺釘需要良好地平貼著壓緊表面，則需要平端；
    $ N# F- a7 F8 `6 B  c3 E$ h4 S
  3. The most common type is the cup point. ) X% t5 w/ X" @3 R  {  U: y
  4. 不過，常用的類型是凹端（杯頭）；
    + A& t7 L1 t0 E
  5. This type works well because the surface is rounded so that a small surface area is in contact,   V- K/ f7 k& \* Q9 E
  6. 如果表面是圓形的，那么凹端很好用，因為能提供小面積接觸；* U. P1 [; [. t
  7. but it does not have extremely high stress at one point like that of a cone point. ; }4 s+ f9 [: C" a5 g# L1 e
  8. 但凹端不像錐端那樣能在一個點產生很大的壓力；
    1 e/ c3 x6 g; C: z! [
  9. Durability studies show that the cup point offers superior resistance to wear while maintaining a strong grip.6 }; H# @( D5 C+ x* e: _3 [
  10. 耐用性研究表明凹端在施加大夾緊力時，能提供很好的耐磨性。
復制代碼
三、個人感想
. W1 p. Y7 b" _' R1.對一些網友的觀點存疑：
  1. 凹端會產生一定的變形，增加接觸面積，我表示懷疑；6 K9 X" v& L, u& O+ T
  2. 錐端是點接觸，軸需要凹端才是線接觸（疑問：平端也是先接觸。），這不是關鍵原因；
復制代碼
2.上面的英文說的有道理，不過分析數據找不到，不知道各位誰能提供些理論佐證？
7 R& _5 W! z2 u$ _# Q+ x' o& _* }( `, f; r4 W) b' O
3.機械設計手冊論述：' q6 X* M9 k) ~. |
是不是憑借“非平面零件”就能確定軸面一定是使用凹端緊定螺釘？（請教各位）
  1. GB/T 80為內六角凹端緊定螺釘，其憑借銳利的端頭直接頂緊零件，多用于頂緊硬度較大的平面或非平面零件。
復制代碼
作者: 桂花暗香    時間: 2015-1-2 22:39
曾使用圓軸平端，滑移，改凹了事。
作者: 曙光6666    時間: 2015-1-2 22:47
桂花暗香 發表于 2015-1-2 22:39
- g) v3 ?. C- G6 C曾使用圓軸平端，滑移，改凹了事。
: B' E6 L% G6 x4 B: s$ t% w  i' G8 [
帶鍵槽的軸，全用平端，有合理性否？( J0 W  d7 {* [
作者: 火XX1985    時間: 2015-1-3 19:48
學習了
作者: zerowing    時間: 2015-1-4 05:01
個人觀點，這個螺釘的選用要考慮的方面很多。
( o& {4 ]  y, D! N' f1。使用場合。對于存在大溫差、高震動的場合，實際上哪種螺釘都不好用。應盡量避免這種緊固方式。因為他很容易松。對于正常使用場合下的高蠕變材料也不適用。( V  I% E( K( h7 X0 w; g
2。對于平面接觸，平端緊定螺釘因為受力均衡，能比較好的適應和解決松動已經橫向振動情況。凹端，當承受側向振動力時，可能引起螺紋承載不均，誘發松動。錐端螺釘一般多用于小尺寸螺釘。緊定力有限。) \2 ?  b% w/ Q8 d
3。對于弧面接觸。由于平端螺釘的實際接觸狀態很可能出現偏載，線載。極大程度上降低了螺紋連接的摩擦扭矩。故容易誘發松動。而凹端螺釘，由于其接觸狀態盡可能的使用了大接觸半徑的端面摩擦，使得即便出現偏載，也能一定程度上保證螺紋連接的摩擦力矩，防止松動。但是預防能力有限。設計時應盡量避免偏載，或者增加第二放松設置。
5 m9 }9 Q  ?. V. ^$ |9 f4。 對于緊固要求高 ，防松要求高的場合不建議使用緊定螺釘。或者采用彈性能力好蠕變低的螺釘代替應對高振動場合。
作者: sora    時間: 2015-1-4 12:54
學習了
  K2 Q% f" v: W9 `! h8 \* F
作者: 曙光6666    時間: 2015-1-4 20:27
本帖最后由 曙光6666 于 2015-1-4 20:31 編輯 5 s' K; o& A% t2 R9 _# {
zerowing 發表于 2015-1-4 05:01
  ^9 b* H8 w4 [. s! X個人觀點，這個螺釘的選用要考慮的方面很多。
+ K4 G* ^9 w: {, H1。使用場合。對于存在大溫差、高震動的場合，實際上哪種螺釘 ...
% E- h& U  M' s  ^- J" C, O2 V
感謝你的答復與指點，你說的：
6 h9 w8 s8 Z1 ?7 _
凹端螺釘，由于其接觸狀態盡可能的使用了大接觸半徑的端面摩擦，使得即便出現偏載，也能一定程度上保證螺紋連接的摩擦力矩，防止松動。
) s8 ]' y) z& H1 T# s, R- Q
我還不太明白，如下圖所示，凹端緊定螺釘的頭部與軸弧面的接觸理論上是兩點接觸（不考慮因塑性嵌入軸中的工況）。
) \! _& }4 t6 \4 [7 |7 |% A您的“大接觸半徑的端面摩擦”在現實中是指什么呢？為表請教誠意，我特別畫了草圖，請Zero博教教我。# T8 S$ Q3 V2 y! H
[attach]341464[/attach]- l8 {4 q% I( n8 @6 l4 u
作者: zerowing    時間: 2015-1-5 02:10
咱先扯遠一點。直掉正常的螺紋連接扭矩吧。正常的螺栓扭矩分布在兩個地方上，一個在端部面上，一個在螺紋副上。同樣，預緊彈性力也以相反的方向做用在這兩個地方。可以這么說，缺少其中任何一個，都不能形成預緊連接。而根據不同的端面尺寸，其扭矩分布也不同。
; M' r5 \2 D" J: w0 U$ V8 P4 ]7 V/ z  }
然后再回頭說這個問題。端部摩擦扭矩怎么計算？T=u*Q*1/3*((D^3-d^3)/(D^2-d^2))。這個公式你自己找找就知道。去處其中的固定項uQ1/3。剩下的就是當量摩擦臂。而剩下的這部分，你作圖一看，就知道，當外徑D不變時，摩擦接觸的圓環面內徑d越大，當量摩擦臂就越大。對應的就是端面摩擦矩越大。所以，你就很清楚，凹端螺釘的端面摩擦力矩一定是高于平端的。
作者: 探索號QM    時間: 2015-1-5 03:19
The fastening action is by friction between the screw and the shaft, often (but not always) with some amount of elastic or plastic deformation of one or both.
作者: pengzhh    時間: 2015-1-5 21:02
zerowing 發表于 2015-1-4 05:01
/ Y+ I# D4 e! t個人觀點，這個螺釘的選用要考慮的方面很多。! A3 D" k4 ]' k
1。使用場合。對于存在大溫差、高震動的場合，實際上哪種螺釘 ...

# ]* {% }6 [7 j9 D3 E2 c) j& S- a3 b大俠高見
3 e+ _: w9 V) i( p
作者: 幸會幸會    時間: 2015-1-6 09:45
zerowing 發表于 2015-1-5 02:10
) X! I0 U& t4 q/ G3 m8 [咱先扯遠一點。直掉正常的螺紋連接扭矩吧。正常的螺栓扭矩分布在兩個地方上，一個在端部面上，一個在螺紋副 ...
1 {0 q% r& e$ k! G
大俠，有點困惑了，如您所述圓環面比圓面的當量摩擦臂要大，那么當出現松動力時，松動力所產生的松動扭矩不是更大嗎？更容易松動？4 U: y2 c7 v9 s. g1 K
作者: 幸會幸會    時間: 2015-1-6 10:57
幸會幸會 發表于 2015-1-6 09:45
# @2 ]0 q) U& g2 {6 V( f大俠，有點困惑了，如您所述圓環面比圓面的當量摩擦臂要大，那么當出現松動力時，松動力所產生的松動扭矩 ...
. @0 [" @2 }$ P4 ?! X
我理解應該是接觸面的摩擦力對螺釘的扭矩，再有正壓力也會形成松動力吧，就像絲杠似得，所以我理解的松動扭矩就是讓螺釘退轉的東西，不過我覺得對正壓力圓面和圓環面所產生的扭矩似乎是一樣的，F=Qtan(λ-ρ)，正壓力Q一樣的話，扭力應該是一樣的吧。還有一點想不通，在相同正壓力和接觸摩擦力的情況下，環形面所受的正應力和切應力都比圓面要大啊，那它失效的可能不是提高了？
2 J( l4 u9 o/ x3 P7 S" e) V
作者: 螺旋槳    時間: 2015-1-6 15:38
月討論月不知道怎么回事了，誰真正了解啊
作者: 劍南春17385    時間: 2015-1-7 21:03
我覺得，有一個小點：
/ V; \' b$ D) n7 c5 h' s# i用環面螺栓，在壓緊后，會有變形；
9 f, F/ I4 V- a* Q; K尤其是壓在軸上，會形成“U型環”的壓緊狀態——可直觀理解為“騎在軸上”，那這個螺栓就自鎖了，不會輕易松脫。
! m/ h, P* ?" i6 W8 c( s
作者: 幸會幸會    時間: 2015-1-8 11:55
zerowing 發表于 2015-1-5 02:10
# Z6 I6 c3 s$ I( V4 v咱先扯遠一點。直掉正常的螺紋連接扭矩吧。正常的螺栓扭矩分布在兩個地方上，一個在端部面上，一個在螺紋副 ...
. W8 B/ I$ l' [3 A
大俠，還得請教一下，剛看了下螺紋的自鎖條件，當螺紋升角小于摩擦角時，無論多大的軸向力作用，螺栓都不會退轉，這個自鎖只是針對軸向力的啊，比如緊釘螺釘頂緊的軸振動很夸張，在接觸面上形成一個使螺釘反轉的摩擦力矩，那這個力矩可不可以理解為“松動扭矩”呢？還是這個力矩無論多大都大不過螺紋副的鎖緊力矩呢
3 h8 w! B* ^1 ]3 j
作者: 曙光6666    時間: 2015-1-8 13:07
劍南春17385 發表于 2015-1-7 21:03
2 x! t7 S% f1 p, P/ r我覺得，有一個小點：
  [% w! E/ w6 H( y/ j5 w3 a用環面螺栓，在壓緊后，會有變形；, S, n1 C9 m) W9 \
尤其是壓在軸上，會形成“U型環”的壓緊狀態—— ...
  e/ P) i; |6 h4 t# b; }( w
感謝你提供的很好地觀點，很有啟發。
( R% Y5 O* g) X0 D5 k4 c  s+ h機械設計手冊有文字曰：
  1. GB/T 80為內六角凹端緊定螺釘，其憑借銳利的端頭直接頂緊零件，多用于頂緊硬度較大的平面或非平面零件。
復制代碼
但是沒有詳述。
& d! e" j3 [/ s9 M" C
9 Q0 b5 @# l, N* d我下面的想法是想當然的，僅供我們討論：
# i* Z* E( d% e5 ?
5 j  O4 X+ h+ |5 T對直徑10左右的SUS304材質的光軸，M3的緊定螺釘（也是不銹鋼材質）：% Q, R( X% J8 ]
* f& [2 N2 a. A! g9 Y
1.能變形多大？應該沒有多少變形。如果做到控制變形程度，那螺釘材質和緊固扭矩的控制都要很注意才行。
: I- |- S5 H3 g' y6 F/ }3 T
0 e/ m# K4 x7 K& K2 r2.螺釘凹端在軸上跨圓弧面度數很小，能有效地騎得住嗎？（或許大軸更明顯）% G( i6 Y- {  F- l

/ c" P- Z* _( }7 T) r! e  j3 t: d$ Q; Y; w
  }4 m7 T1 }$ @

) d  e& y% n) d7 r) V/ z" m2 T# g
作者: 曙光6666    時間: 2015-1-8 13:19
探索號QM 發表于 2015-1-5 03:19
2 y9 c7 j7 s6 E5 c# i( x5 zThe fastening action is by friction between the screw and the shaft, often (but not always) with som ...

& A1 L1 [4 o1 z/ |8 C" t感謝你和@zerowing 的幫助，人們常說治學須嚴謹。我遇到問題承蒙各位的幫助，我還會繼續查找資料，在各位的思路下繼續琢磨琢磨。
+ f$ Y& c9 M& C# k! u- s; P
6 `, a8 m6 o$ C4 e! J$ D
作者: 劍南春17385    時間: 2015-1-13 23:19
曙光6666 發表于 2015-1-8 13:07
7 ~7 L+ f, S! r5 U, u) I. i感謝你提供的很好地觀點，很有啟發。( L. e0 C; N' D! Y
機械設計手冊有文字曰：但是沒有詳述。

- d: W) ~% P  ]! ^5 v8 q+ m7 yGB/T 80為內六角凹端緊定螺釘，其憑借銳利的端頭直接頂緊零件，多用于頂緊硬度較大的平面或非平面零件。
2 `* v) j5 q/ x  I/ P9 x" T0 u. i& v  X8 t/ l
這里螺釘的“銳利端頭”，應該不是突破后面“硬度較大”零件的；2 e- ~% I  \. y2 u+ w. t
很可能就是螺釘自身有變形（同等材料硬度下，銳利線 VS 弧形面/平面，“感覺”是銳利線先變形且較大）。1 G8 u' l% j3 |- X& z! F
+ }4 d6 `3 X5 _: W
如果你手邊材料方便的話，可以實際的試試。
6 S3 k, i; {' A9 L
作者: 立心    時間: 2015-1-14 14:52
學習了，蠻高深的
) s0 K$ P% j7 H) _; D
作者: 曙光6666    時間: 2015-4-7 21:47
劍南春17385 發表于 2015-1-7 21:03 6 K7 e( e7 I+ x2 N
我覺得，有一個小點：8 E& n5 \, T  N+ L! G1 G
用環面螺栓，在壓緊后，會有變形；9 o# `3 R4 R& s+ |/ D+ E# K& A
尤其是壓在軸上，會形成“U型環”的壓緊狀態—— ...
之前漏了一點： 平頭螺栓對軸的壓緊是“軸向“的線形； 凹面螺栓對軸的壓緊是與軸向垂直的雙弧線； 這2個方向差異，對于摩擦、防松應該有較大影響。

% I+ L0 u* K. x' s+ G謝謝，很好的觀點。機械發展這些年，這些細小的問題，在網絡沒能找到一個理論證據，設計手冊也未詳述，現在緊靠各位的口口相傳。
' R7 u! }: F- D! F1 p5 x# c( S. ^! H+ Z: a! G" `4 u0 Q0 M
理論計算我不懂，我會再找找國外的資料，看看有沒有權威的描述。) ]/ M- {" b! H3 M" T. M
作者: 曙光6666    時間: 2015-4-23 23:01
zerowing 發表于 2015-1-5 02:10
' O: E& Q. V1 ?* y0 [$ L咱先扯遠一點。直掉正常的螺紋連接扭矩吧。正常的螺栓扭矩分布在兩個地方上，一個在端部面上，一個在螺紋副 ...
; M4 Z/ Q; C( I3 q4 f
請教下大俠：
  1. 凹端緊定螺釘的凹坑是在原材料加工中自然形成的嗎？+ R" p5 h: {0 I( g3 c# h
  2. 平端緊定螺釘是不是將凹端緊定螺釘的凹坑車削掉形成的？
復制代碼
作者: z424385518    時間: 2021-10-25 11:52
真的漲見識。
作者: a1098606532    時間: 2024-4-19 10:49
漲見識了



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