螺栓连接强度校核与设计

合集下载

螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：

图1 受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：

校核计算公式：

设计计算公式：

许用应力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――安全系数，取值范围：。

受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷铰制孔螺栓连接

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：

按挤压强度校核计算：

按抗剪强度校核计算：

按挤压强度设计计算：

按抗剪强度设计计算：

式中：――受横向载荷，N；――受剪直径，（＝螺纹小径），mm，查表获得；――受挤压高度，取、中的较小值，mm；m――受剪面个数。

许用应力的计算公式分两组情况，如表1：

表1 许用应力计算公式

强度计算被连接件材料静载荷动载荷

挤压强度钢

铸铁

抗剪强度钢和铸铁

表中：为材料的屈服极限，由螺栓机械性能等级所决定。

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计

受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷紧螺栓连接

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：

（1）预紧力计算公式：

（2）校核计算公式：

（3）设计计算公式：

（4）许用应力计算公式：

式中：――横向载荷，N；――螺栓预紧力，N；――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。钢对钢

时，为0.15 左右；――螺纹小径，从表中获取；――螺栓屈服强度，MPa，由螺栓材料机械性能等级决定；――安全系数，按表1选用。

螺栓连接强度校核与设计

特别说明

此资料来自豆丁网(/)

您现在所看到的文档是使用下载器所生成的文档

此文档的原件位于

/p-181136045.html 感谢您的支持

抱米花

/lotusbaob

螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：

图1　受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：校核计算公式：

设计计算公式：

许用应力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓小径，mm，查表获得；

――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――

安全系数，取值范围：。

受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1　受横向载荷铰制孔螺栓连接

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：

按挤压强度校核计算：

按抗剪强度校核计算：

按挤压强度设计计算：

按抗剪强度设计计算：

――――

――、中的

铸铁

为

图1　受横向载荷紧螺栓连接

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：

（1）预紧力计算公式：

（2）校核计算公式：

（3）设计计算公式：

（4）许用应力计算公式：

式中：――横向载荷，N；――螺栓预紧力，N；――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。钢对钢时，为0.15 左右；――螺纹小径，从表中获取；

――――

受轴向载荷紧螺栓连接的基本公式：

强度校核计算公式：

螺栓设计计算公式：　

许用应力计算公式：　

总载荷计算公式：　

预紧力计算公式：

残余预紧力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓所受轴向总载荷，N；

――残余预紧力，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――残余预紧力系数，可按表1选取；――相对刚度，可按表2选取。

――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――安全系数，查表3。

螺栓校核计算范文

1.标准选择：螺栓校核计算一般根据国家或地区的相关标准进行，如ISO、GB、ASME等。选择适用的标准可以保证计算的准确性和合理性。

2.载荷计算：确定螺栓所承受的各种载荷，包括静载荷和动载荷。静

载荷通常包括拉力和剪切力，而动载荷还包括扭矩和冲击载荷等。

3.螺栓强度计算：根据载荷计算结果，确定螺栓的强度，即校核螺栓

是否能够承受所施加的载荷。螺栓的强度计算包括螺栓的剪切强度、拉伸

强度和扭矩强度等。

4.螺栓稳定性计算：螺栓在受到载荷作用时会发生一定的形变和滑移，因此需要考虑螺栓的稳定性。稳定性计算包括螺栓的自锁性和抗滑移性等。

5.螺栓预紧力计算：预紧力是指在装配过程中给螺栓施加的一种压力，用于保证连接的紧固性。预紧力的计算需要通过考虑装配过程中的摩擦力

等因素，保证螺栓连接的可靠性。

6.材料选择：螺栓的材料选择对连接的可靠性和结构的安全性至关重要。常见的螺栓材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等，根据载荷和工作环境

的不同选择合适的材料。

总的来说，螺栓校核计算是机械工程中十分重要的一项工作，直接关

系到结构的安全性和稳定性。在进行计算时，需要综合考虑载荷、强度、

稳定性、预紧力和材料等因素，以确保螺栓连接的可靠性和工作的安全性。通过正确的螺栓校核计算，可以有效地提高机械结构的安全性和可靠性。

螺栓强度计算方法(附公式)

螺栓强度计算方法详解螺栓强度计算方法详解（（附公式附公式））

螺栓强度计算是利用公式对螺栓连接强度进行有效计算，确定螺栓的受力状况。不同的螺栓强度计算的方法和公式也不相同。下面，世界泵阀网为大家汇总螺栓强度计算方法公式。以供学习参考。

螺栓强度计算，主要是根据联接的类型、联接的装配情况(是否预紧)和受载状态等条件，确定螺栓的受力;然后按相应的强度条件计算螺栓危险截面的直径(螺纹小径)或校核其强度。

螺栓强度计算：

承载力=强度 x 面积;

螺栓有螺纹，以M24螺栓为例，其横截面面积不是24直径的圆面积，而是353平方毫米，称之为有效面积。

普通螺栓C 级(4.6和4.8级)抗拉强度是170N/平方毫米。那么承载力就是：170x353=60010N 。

换算一下，1吨相当于1000KG ，相当于10000N ，那么M24螺栓也就是可以承受约6吨的拉力。

紧螺栓强度校核与设计计算式：

松螺栓强度计算：

危险截面拉伸强度条件为：

d1——螺纹小径，mm; F——螺栓承受的轴向工作载荷，N：;[σ]——松螺栓联接的许用应力，N/m㎡。

螺栓组连接强度设计

F2 m
B1
F
C1
F2
F1
小结： 1.在实际工作中，螺栓所受的工作载荷往往是以上四中
简单形式的不同组合，但不论受力多复杂，都可以将复杂状态简化成以上四中简单的受力状况，先分别求螺栓的工作载荷，然后向量迭加，就可求出螺栓所受的总工作载荷；
横向荷载+轴向载荷+翻转力矩
横向载荷+旋转力矩
2.虽然前面讲了螺栓组的四种不同外载（横向载荷、旋转力矩、轴向载荷、翻转力矩），但对单个螺栓而言，受力只有两种：
60° 30° 45°
F1
F
F2
F0
45°
F1
F
F2
变形
§5-8 提高螺栓连接强度的措施一、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅：
应力变化幅度过大是疲劳断裂的根本原因。
F2的变化 F0~ 范 (F0 围 CbC b： CmF)
1) C b ：
F0 和F 保
持
不
变
F F2′
F1′
➢减小螺栓刚度的方法
a.柔性螺栓
270-500，
，试设计该螺栓连接。
C bC b C m 0 .1
分析：支架正常工作的条件是：
①在轴向力F H和翻转力矩M作用下, 上侧螺栓不被拉断；底板上侧与砖墙不能有间隙；底板下侧或砖墙不能被压溃。 ②在横向力F V作用下

螺栓连接强度校核与设计

————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示:

图１受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：校核计算公式：

设计计算公式:

许用应力计算公式:

式中:――轴向载荷,N；

――螺栓小径,ｍm，查表获得;

――螺栓屈服强度,MＰa,由螺纹连接

机械性能等级决定;――安全系数,取值范围：。

受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图１所示:

图1 受横向载荷铰制孔螺栓连接

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式:

按挤压强度校核计算：

按抗剪强度校核计算：按挤压强度设计计算：按抗剪强度设计计算:

式中:――受横向载荷,Ｎ；

――受剪直径,(=螺纹小径)，ｍｍ,查表获得;――受挤压高度,取

、

中的较小值,ｍm；ｍ――受剪面个数。许用应力的计算公式分两组情况,如表1:

表1 许用应力计算公式

强度计算被

连

接

件

材

料

静载荷动载荷

挤压强度

钢

铸

铁

抗剪强度钢和铸铁

表中:为材料的屈服极限,由螺栓机械性能等级所决定。

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计

受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示:

图１受横向载荷紧螺栓连接

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：

(1）预紧力计算公式：（２）校核计算公式： (３)设计计算公式:

(4)许用应力计算公式：

式中:――横向载荷,Ｎ；

――螺栓预紧力,N;

螺栓强度计算

螺栓联接的强度计算，主要是根据联接的类型、联接的装配情况(是否预紧)和受载状

态等条件，确定螺栓的受力；然后按相应的强度条件计算螺栓危险截面的直径(螺纹小径)或校核其强度。 3.4.1 普通螺栓联接的强度计算 1.松螺栓联接松螺栓联接

松螺栓联接在装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷之前螺栓并不受力，所以

螺栓所受到的工作拉力就是工作载荷 F，故

螺栓危险截面拉伸强度条件为：

设计公式：

——螺纹小径，mm；F——螺栓承受的轴向工作载荷，N；[σ]——松螺栓联接的许

用应力，N/ ，

许用应力及安全系数见表 3-4-1。 2.紧螺栓联接紧螺栓联接紧螺栓联接有预紧力F′，按所受工作载荷的方向分为两种情况：（1）受横向工作载荷的紧螺栓联接受横向

工作载荷的紧螺栓联接

普通螺栓联接

铰制孔用螺栓

(a)普通螺栓联接普通螺栓联接:左图为通螺栓联接，被联接件承受垂直于轴线的横

向载荷。因螺栓普通螺栓联接杆与螺栓孔间有间隙，故螺纹不直接承受横向载荷，

而是预先拧紧螺栓，使被联接零件表面间产生压力，从而使被联接件接合面间产生的摩

擦力来承受横向载荷。如摩擦力之总和大于或等于横向载荷，被联接件间不会相互滑移，故可达到联接的目的。（b)铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓:承受横向载荷时，不仅可采用

普通螺栓联接，也可采用铰制孔用螺铰制孔用螺栓栓联接。此时，螺栓孔为铰制孔，与

螺栓杆（直径处）之间为过渡配合，螺栓杆直接承受剪切，如上图所示。在受横向载荷

的铰制孔螺栓联接中，载荷是靠螺杆的剪切以及螺杆和被联接件间的挤压来传递的。这

种联接的失效形式有两种：螺杆受剪面的塑性变形或剪断；① ② 螺杆与被联接件中较

螺栓的校核计算

行走轮上螺栓的校核计算

受旋转力矩 T 作用的螺栓组联接：

1122s s sz z T F r F r F r =+++

其中12s s sz F F F ===

11z r r r ===

8z =，40587.5=⋅T N mm ，r=109mm

得S F =4654.53N

螺栓等级查《机械设计》表2.6选8.8级

22b s σ=800N/mm ,σ=640N/mm

螺栓受剪切应力和挤压应力作用，联接的主要失效形式为螺栓杆和孔壁间压溃或螺栓杆被剪断。其强度条件为：

0min S p p F d L σσ⎡⎤=

≤⎣⎦ []204S F d m

ττπ=≤ 式中，S F ——螺栓所受的工作剪力，N ；

0d ——螺栓抗剪面直径，mm ；

m ——螺栓抗剪面数目；

min L ——螺栓杆与孔壁接触受压的最小轴向长度，mm ；

[]τ——螺栓材料的许用剪切应力，2N/mm ；

p σ⎡⎤⎣⎦——螺栓材料和被联接件中弱者的许用挤压应力，2N/mm 。

[][]/s S ττσ=

[]/p S P S σσ⎡⎤=⎣⎦

式中，[]S τ、[]P S ——螺栓许用安全系数。

取[] 4.0S τ=，[]2P S =

[][]/s S ττσ==2160N/mm

[]/p S P S σσ⎡⎤==⎣⎦

2320N/mm p σ⎡⎤≤⎣⎦2p σ=19.4N/mm []2τ=41N/mm ≤τ 满足要求

单个螺栓连接设计、强度计算

Z
D0
t

346
100
10.9, 取Z 12
2）选择螺栓材料选定螺栓机械性能强度等级为6.8级，材料为45钢，则B=600MPa， S=480MPa 3）计算单个螺栓载荷 D 2 250 2 A、汽缸盖最大载荷： Q P 1.5 73630 N
4 4
三、紧螺栓连接 2、受轴向工作载荷时：
静强度条件： ca 1.3
1.3F2 [ ] 2 d1 / 4 MPa
注意：对于普通螺栓连接，无论连接是受横向工作载荷还是轴向工作载荷，螺栓本身总是受拉力作用。紧螺栓联接在轴向力作用下应能保证被联接件的结合面不出现缝隙，即参与预紧力应大于零F1 >0 。当工作载荷F稳定时，取 1）无特殊要求时 F1 =（0.2~0.6) F 2）变载作用时 F1 =（0.6~1.0) F
5-5螺栓组连接设计与受力分析
一、结构设计原则
5、避免偏心载荷作用 1）被连接件支承面不平突起 2）表面与孔不垂直 3）钩头螺栓连接
5-5螺栓组连接设计与受力分析
二、螺栓组连接的受力分析
C1 0.8 C1 C2
C1 F0 F F 15340 0.8 6136 10430 N B、预紧力： C1 C2
F F0 15340 10430 2455 N C、螺栓拉力变化副： Fa 2 2

螺栓强度校核

依照机械设计手册中的“螺纹拧紧力矩计算”和“单个螺栓的强度计算”公式，可得： 1.螺栓的拧紧力矩：

k T =()2

030202131

21d D d D f F d tg F T T w w c v --⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯=+ρφ

0F ()2

2236d D d D f d tg T w w c v k

--⨯⨯+⨯+⨯=

ρφ

F 0：单个螺栓的拉紧力（KN ）； T k ：螺栓的拧紧力矩规定值（Nm ）； φ：螺纹升角

ρ v ：螺旋副当量摩擦角：ρv =arctgf v 。其中f v ：螺旋副当量摩擦系数，取f v =0.17； d 1：螺纹小径（mm ）； d 2：螺纹中径（mm ）；

f c ：螺栓工作面摩擦系数，取f c =0.15~0.20； D w ：螺栓头摩擦面外径（mm ）； d 0：螺栓通孔直径（mm.）； T 1 ：螺旋副螺纹阻力矩（Nm ），

()2012

d tg F T v ⨯+⨯⨯=

ρφ T 2：螺栓头与其接触面的摩擦力矩（Nm ），2

0231

d D d D f F T w w c --⨯⨯⨯=

2.螺栓螺纹部分的拉应力：2

4d F πσ

3.螺栓的螺纹部分剪应力：()3

11816d d tg F d T v πρφπτ⨯+==

4.对一般的钢制螺栓，其强度条件为：[]στσσ≤+=2213

5.螺栓安全系数: n 1=[σ]/σl

[σ]：螺栓的极限许用应力，[σ]=σS / n （n 安全系数取1.25）

6.螺栓组能传递的摩擦力矩：n

螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：

图1 受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：

校核计算公式：

设计计算公式：

许用应力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――螺栓

屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――安全系数，取值范围：

。

受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷铰制孔螺栓连接

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：

按挤压强度校核计算：

按抗剪强度校核计算：

按挤压强度设计计算：

按抗剪强度设计计算：

式中：――受横向载荷，N；――受剪直径，（＝螺纹小径），mm，查表

获得；――受挤压高度，取、中的较小值，mm；m――受剪面个数。

许用应力的计算公式分两组情况，如表1：

表1 许用应力计算公式

表中：为材料的屈服极限，由螺栓机械性能等级所决定。

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计

受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷紧螺栓连接

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：

（1）预紧力计算公式：

（2）校核计算公式：

（3）设计计算公式：

（4）许用应力计算公式：

式中：――横向载荷，N；――螺栓预紧力，N；――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。钢对钢

时，为0.15 左右；――螺纹小径，从表中获取；――螺栓屈服强度，MPa，

由螺栓材料机械性能等级决定；――安全系数，按表1选用。

螺栓设计和计算

=0.2

min 1.25

d(mm) 16

联接接合面材料的许用挤压应力

抗拉强度极限

屈服极限

硬度

图：受轴向载荷的螺栓组联接

高强度螺栓疲劳强度校核案例分享

0 前言

轮盘在设备的设计使用寿命期限内，始终处于受压状态，其三根弦杆承受压力作用，轮盘的整体弯矩由内、外弦杆的压力调幅来平衡，弦杆法兰连接的高强度螺栓承受的、由单独弦杆的弯矩引起的交变力很小。

由于法兰结合面的载荷全部为压力载荷，故螺栓的工作应力都小于其预紧力，故螺栓的拉力载荷总在预紧力下某一范围波动。对螺栓而言，保证法兰结合面不松开，其压力载荷越大，螺栓残余预紧力就越小，螺栓的拉力就越小。本文的计算模型转变为较小圆角过度的阶梯轴拉伸（如图1，校核过渡截面的疲劳应力。）

观览车的运行速度很慢，每周循环的时间为20分钟，考虑50年的使用寿命期，每年300天，每天工作8小时，共运行300000次循环，选小于结构钢S-N 曲线的转折点的循环次数，且本文的计算载荷为正常满载+15m/s 风载的载荷情况，故计算结果有一定的保守性。

疲劳设计方法是一门以试验为基础的设计方法，本计算选取的疲劳性能数据选自国内公开的《机械设计手册》数据。

图1 计算模型

1、螺栓参数和预紧力

螺栓直径：M30x160 性能等级：10.9级过渡圆角：r=0.5mm

螺栓材料的断裂强度：1000MPa 螺栓副连接的相对刚度：m

b b C C C +=0.25 选用的单个螺栓预紧力矩：Nm T 1600= 则预紧力：kN N d T Q p 2671067.2030

.02.016002.05=⨯=⨯== 2、螺栓组载荷

主管法兰圆周应力分布及载荷谱：

图2 压力分布图

530*30螺栓组主管件轴力，

六点方位N=-4729kN ，七点半N=-4487kN ，九点N=-3785kN ，十点半N=-3181kN ，十一点N=-2961kN ，十二点N=-2300kN ，一点N=-2960kN ，一点半N=-3253kN ，三点N=-3891kN ，四点半N=-4552kN 。

螺栓强度校核

p D
π 2 D p 4
百度文库
每个螺栓承受轴力为总压力的1/6
即螺栓的轴力为
FN F π 2 D p 6 24
FN 根据强度条件 max A FN d 2 D 2 p 得 A 即 4 24
D2 p 0.35 2 10 6 3 d 22 . 6 10 m 22.6mm 螺栓的直径为 6 6 6 40 10
目录
目录
§2-13 剪切和挤压的实用计算
假设切应力在剪切面（m-m 截面）上是均匀分布的, 得实用切应力计算公式：
Fs A
许用切应力，常由实验方法确定 0.5 0.7 塑性材料：脆性材料： 0.8 1.0
Fs 切应力强度条件： A
§2.7 失效、安全因数和强度计算
二、强度条件
max
FN A
根据强度条件，可以解决三类强度计算问题 1、强度校核： 2、设计截面：
FN max A FN A
3、确定许可载荷：
FN A
目录
§2.7 失效、安全因数和强度计算
例题2.4 油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径 D=350mm，油压p=1MPa。螺栓许用应力[σ]=40MPa，求螺栓的内径。解：油缸盖受到的力 F

螺栓连接强度校核与设计(清晰整齐)

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：

图1 受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：校核计算公式：

设计计算公式：

许用应力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；

――螺栓小径，mm，查表获得；

――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接

机械性能等级决定；――安全系数，取值范围：。