关于轴用凹端紧定螺钉网友观点汇集的讨论

曙光6666 · 发表于 2015-1-2 22:19:53

之前查询轴上使用平端还是凹端紧定螺钉的资料，汇集广大社友的观点，作为我的总结，也便于大家参考。

一、前言
1.本文仅为网友观点搜集，不代表完全正确；
2.欢迎大侠指，不能让错误经验代代传；

二、内容
1.疑问：

轴上用平端、凹端都是线接触，有什么区别?
8 C9 ~# V$ F: M* K, Q4 z+ X
一些公司前辈轴面和键槽面都是平端，经验传承来又是什么？

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2.凹端紧定螺钉用于轴类紧固的优特点：
*GB/T 80为内六角凹端紧定螺钉，其凭借锐利的端头直接顶紧零件，多用于顶紧硬度较大的平面或非平面零件;
*凹端作用是不易滑动;
*国外的一段介绍：

One might often need to use a flat point when the screw must press perfectly flat against a surface.
# _% Q, c' I7 q" X. I
如果紧定螺钉需要良好地平贴着压紧表面，则需要平端；" H5 I0 F/ h1 ]% X0 m) @! D8 X! ?
The most common type is the cup point. ; h) _9 ^1 y2 [; K; Y% r) K
不过，常用的类型是凹端（杯头）；- {- j$ N" }; V2 l, `3 H; `/ }
This type works well because the surface is rounded so that a small surface area is in contact,
+ A2 ]) S: V) u+ k' n
如果表面是圆形的，那么凹端很好用，因为能提供小面积接触；, |1 h0 z H' P$ r
but it does not have extremely high stress at one point like that of a cone point. 1 W! o& ^) n9 I
但凹端不像锥端那样能在一个点产生很大的压力；: \* t" _1 ]9 [
Durability studies show that the cup point offers superior resistance to wear while maintaining a strong grip.
" H" l" k) R+ W6 B2 L% N; H
耐用性研究表明凹端在施加大夹紧力时，能提供很好的耐磨性。

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三、个人感想
1.对一些网友的观点存疑：

凹端会产生一定的变形，增加接触面积，我表示怀疑；
1 V( Y1 b9 j; l
锥端是点接触，轴需要凹端才是线接触（疑问：平端也是先接触。），这不是关键原因；

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2.上面的英文说的有道理，不过分析数据找不到，不知道各位谁能提供些理论佐证？

3.机械设计手册论述：
是不是凭借“非平面零件”就能确定轴面一定是使用凹端紧定螺钉？（请教各位）

GB/T 80为内六角凹端紧定螺钉，其凭借锐利的端头直接顶紧零件，多用于顶紧硬度较大的平面或非平面零件。

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桂花暗香 · 发表于 2015-1-2 22:39:39

曾使用圆轴平端，滑移，改凹了事。

曙光6666 · 发表于 2015-1-2 22:47:58

桂花暗香发表于 2015-1-2 22:39
2 H D2 F& l Z9 c曾使用圆轴平端，滑移，改凹了事。

带键槽的轴，全用平端，有合理性否？

火XX1985 · 发表于 2015-1-3 19:48:16

学习了

zerowing · 发表于 2015-1-4 05:01:20

个人观点，这个螺钉的选用要考虑的方面很多。
1。使用场合。对于存在大温差、高震动的场合，实际上哪种螺钉都不好用。应尽量避免这种紧固方式。因为他很容易松。对于正常使用场合下的高蠕变材料也不适用。
2。对于平面接触，平端紧定螺钉因为受力均衡，能比较好的适应和解决松动已经横向振动情况。凹端，当承受侧向振动力时，可能引起螺纹承载不均，诱发松动。锥端螺钉一般多用于小尺寸螺钉。紧定力有限。
3。对于弧面接触。由于平端螺钉的实际接触状态很可能出现偏载，线载。极大程度上降低了螺纹连接的摩擦扭矩。故容易诱发松动。而凹端螺钉，由于其接触状态尽可能的使用了大接触半径的端面摩擦，使得即便出现偏载，也能一定程度上保证螺纹连接的摩擦力矩，防止松动。但是预防能力有限。设计时应尽量避免偏载，或者增加第二放松设置。
4。对于紧固要求高，防松要求高的场合不建议使用紧定螺钉。或者采用弹性能力好蠕变低的螺钉代替应对高振动场合。

sora · 发表于 2015-1-4 12:54:08

学习了

曙光6666 · 发表于 2015-1-4 20:27:44

本帖最后由曙光6666 于 2015-1-4 20:31 编辑

zerowing 发表于 2015-1-4 05:01 * x! R6 s5 m( z- y' G, r$ l- e
个人观点，这个螺钉的选用要考虑的方面很多。
! M7 \- A1 K- Q- h( R2 w" o) l, ` t1。使用场合。对于存在大温差、高震动的场合，实际上哪种螺钉 ...

感谢你的答复与指点，你说的：

凹端螺钉，由于其接触状态尽可能的使用了大接触半径的端面摩擦，使得即便出现偏载，也能一定程度上保证螺纹连接的摩擦力矩，防止松动。

我还不太明白，如下图所示，凹端紧定螺钉的头部与轴弧面的接触理论上是两点接触（不考虑因塑性嵌入轴中的工况）。
您的“大接触半径的端面摩擦”在现实中是指什么呢？为表请教诚意，我特别画了草图，请Zero博教教我。

zerowing · 发表于 2015-1-5 02:10:32

咱先扯远一点。直掉正常的螺纹连接扭矩吧。正常的螺栓扭矩分布在两个地方上，一个在端部面上，一个在螺纹副上。同样，预紧弹性力也以相反的方向做用在这两个地方。可以这么说，缺少其中任何一个，都不能形成预紧连接。而根据不同的端面尺寸，其扭矩分布也不同。

然后再回头说这个问题。端部摩擦扭矩怎么计算？T=u*Q*1/3*((D^3-d^3)/(D^2-d^2))。这个公式你自己找找就知道。去处其中的固定项uQ1/3。剩下的就是当量摩擦臂。而剩下的这部分，你作图一看，就知道，当外径D不变时，摩擦接触的圆环面内径d越大，当量摩擦臂就越大。对应的就是端面摩擦矩越大。所以，你就很清楚，凹端螺钉的端面摩擦力矩一定是高于平端的。

探索号QM · 发表于 2015-1-5 03:19:11

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.

pengzhh · 发表于 2015-1-5 21:02:02

zerowing 发表于 2015-1-4 05:01
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