螺栓连接的强度计算[优质ppt]
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螺纹连接强度计算
F 0FF '' FF '
b b
Qp Qp
m
'm
F
Q'p
Q'p
Qp Qp
Q'p Q'p
变形协调条件： 凸缘→压力减量
栓杆→拉力增量 变形协调条件——
F'F'' 变形缩小Δ δ２
F0 F' 变形放大Δδ１
δ12
∴由图可知，螺栓刚度：
C 1tg 1F 1' 1 F 0C 1F'
被联接件刚度：
12
3
4
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成 摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零， 从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失 效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故
2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运 动的难度。
3、防松办法及措施
1）摩擦防松
双螺母、弹簧垫圈、尼 龙垫圈、自锁螺母等
螺螺
上上螺螺母母
栓栓
下下螺螺母母
弹簧垫圈
自锁螺母——螺母一端做成非圆形 收口或开峰后径面收口，螺母拧紧 后收口涨开，利用收口的弹力使旋 合螺纹间压紧
2）机械防松： 开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用
带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等
5）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线 上的对应两点间的轴向距离
6）线 数 n ——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
7）螺旋升角ψ——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋
8）牙型角α ——螺线a纹r轴c轴t线g向L的平平/面面d内的2螺夹纹角a牙rc型tg两侧ndP 边2的夹角
螺栓连接的强度计算
ri第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离
横向的工作剪力
距离螺栓对称中心越远，剪切变形量越大
Fi
Fmax
ri rmax
z
Firi T
i 1
Fmax
TrmaxHale Waihona Puke zri2i 1
螺栓连接的强度计算
轴松向连载接荷、还是d紧F12a/连4 接[？]
松连接（没有预紧力） Fa F
紧 连没有接工作载荷1d.312FF/a4a
[]
F0
有工作载荷 Fa F1 F
Fa
F0
Cb Cb Cm
F
横向载荷
普通螺栓连接
C可靠性系数，预紧力F0 （或者残余预紧力F1）
Fa
F0
CF mf
铰制孔螺栓连接（剪切和挤压）
F m d02
4
F
p d0
p
螺栓组连接的受力分析
受横向载荷作用
横向载荷作用线与螺栓轴线垂直； 通过螺栓组的对称中心
F F z
受轴向载荷作用
F F z
压力容器的螺栓连接
N p D2
4
F pD2
4z
受旋转力矩作用
预紧力F0
f摩擦系数
z
fF0 ri kT i 1
第三节 单个螺栓连接的强度计算
螺 栓 拉 长 增 量 ：1 螺 栓 总 的 伸 长 量 ：b 1
被连接件所受压力减量：F0 F1
被连接件缩短减量：2 被连接件总的压缩量：m 2
变形协调条件： △λ1 = △λ2 = △λ
静力平衡条件： F 2 = F1 + F
螺栓刚度: Cb = F0/ λb =tgθb
被连接件刚度: Cm = F0/ λm =tgθm
F —横向载荷
z—接合面数目
如给F定值，则根据上式可求出预紧力F0
三、紧螺栓连接 1、只受预紧力的螺栓连接
三、紧螺栓连接
1、只受预紧力的螺栓连接
（2）螺栓强度计算
螺栓除受预紧力的拉伸而产生拉伸应力外，还受拧紧螺纹时 ，因螺纹摩擦力矩而产生的扭转切应力，使螺栓处于拉伸与扭 转的复合应力状态下。因此在进行强度计算时，应综合考虑拉 伸应力和扭转切应力的作用。
轴端所需的螺纹直径。
（1）
2f
F0
D0 2
K s Ft
D 2
得F0
Ks Ft D 2 fD0
1.2 400 500 2 0.15 150
5333 .3N
（2） d1
41.3F0
[ ]
41.35333.3 12.130mm
60
查GB-196-81，取M16（ d1=13.835mm>12.130mm）
变载荷强度计算
三、紧螺栓连接
３、螺栓承受剪切力(采用铰制孔用螺栓)
螺栓杆与孔壁之间无间 隙，接触表面受挤压； 在连接接合面处，螺栓 杆则受剪切。因此，应 分别按挤压及剪切强度 条件计算。
按照剪设取切大计强值时度，条件按：上述公 式 分d0F别2 / 计4 算[出] dM0Pa，
被连接件所受压力减量：F0 F1
被连接件缩短减量：2 被连接件总的压缩量：m 2
变形协调条件： △λ1 = △λ2 = △λ
静力平衡条件： F 2 = F1 + F
螺栓刚度: Cb = F0/ λb =tgθb
被连接件刚度: Cm = F0/ λm =tgθm
F —横向载荷
z—接合面数目
如给F定值，则根据上式可求出预紧力F0
三、紧螺栓连接 1、只受预紧力的螺栓连接
三、紧螺栓连接
1、只受预紧力的螺栓连接
（2）螺栓强度计算
螺栓除受预紧力的拉伸而产生拉伸应力外，还受拧紧螺纹时 ，因螺纹摩擦力矩而产生的扭转切应力，使螺栓处于拉伸与扭 转的复合应力状态下。因此在进行强度计算时，应综合考虑拉 伸应力和扭转切应力的作用。
轴端所需的螺纹直径。
（1）
2f
F0
D0 2
K s Ft
D 2
得F0
Ks Ft D 2 fD0
1.2 400 500 2 0.15 150
5333 .3N
（2） d1
41.3F0
[ ]
41.35333.3 12.130mm
60
查GB-196-81，取M16（ d1=13.835mm>12.130mm）
变载荷强度计算
三、紧螺栓连接
３、螺栓承受剪切力(采用铰制孔用螺栓)
螺栓杆与孔壁之间无间 隙，接触表面受挤压； 在连接接合面处，螺栓 杆则受剪切。因此，应 分别按挤压及剪切强度 条件计算。
按照剪设取切大计强值时度，条件按：上述公 式 分d0F别2 / 计4 算[出] dM0Pa，
螺栓连接的构件强度计算
普通螺栓和高强度螺栓连接的构件强度计算
普通螺栓或承压型和受拉型高强度螺栓连接的轴心受拉构件，其连接处的强 度应按下式计算：
n
A N =σ ≤f 其中： N ——作用于构件的轴心拉力；
n A ——构件净截面面积，可按下列情况确定：
（1） 并列布置时，构件在截面I-I 处受力最大，其净截面面积
为()10n A b n d t =−;
（2） 错列布置时，构件可能沿截面Ⅱ－Ⅱ或锯齿形截面Ⅲ－Ⅲ破
坏，此时净截面面积取按下列公式计算结果中之较小者：
()10n A b n d t =−
(2333021n A e n n d t =+−−
其中：
b ——被连接构件的板宽；
1n 、2n 、3n ——分别是截面Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、Ⅲ－Ⅲ上
的螺栓数目；
0d ——螺栓的孔径；
t ——被连接构件的板厚；
1e 、3e ——分别为在垂直作用力N 方向的螺栓边距
和中距；
2e ——错列布置的螺栓列距。
图（钢结构节点连接手册Ｐ３０） 摩擦型高强度螺栓连接的轴心受拉构件，其连接处的强度应按下列公式计算
n s A N n n
−=5.01σ≤f ；A N =σ≤f
式中：
n——所计算截面（最外列螺栓处）上高强度螺栓的数目；
s
n——在节点或拼接处，构件一侧连接的高强度螺栓数目；
A——构件的净截面面积；
n
A——构件的毛截面面积。
第三节单个螺栓连接的强度计算ppt课件
5-5螺栓组连接设计与受力分析
Ks为防滑系数，设计中可取Ks =1.1~1.3。
2）铰制孔螺栓连接
假设每个螺栓的受力相等，则单个螺栓所受的横向工作剪力F为：
二、螺栓组连接的受力分析
1、受横向载荷的螺栓组连接
5-5螺栓组连接设计与受力分析
2、受横向扭矩螺栓组连接
1）普通螺栓连接
二、螺栓组连接的受力分析
根据底板的力矩平衡条件得：
2、受横向扭矩螺栓组连接
二、螺栓组连接的受力分析
5-5螺栓组连接设计与受力分析
3、受轴向载荷的螺栓组连接
求每个螺栓的工作载荷
求单个螺栓所受总载荷
强度校核
二、螺栓组连接的受力分析
5-5螺栓组连接设计与受力分析
4、受翻转力矩的螺栓组连接
特点：M在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺栓。
F1
F 2
螺栓所受的总拉力：
F2 = F0+ F
?
×
此时，连接中各零件的受力关系属静不定问题
未知力有两个：
F2 — 总拉力
F1 — 残余预紧力
须根据静力平衡方程和变形协调条件求解
三、紧螺栓连接
螺栓预紧时的受力分析
未承受工作载荷时：
F0
F0
F0
F0
F
F
F 2
F″
F″
F 2
δ2
δ1
△δ1
△δ2
T
变形协调条件： △δ1 = △δ2 = △δ
挤压强度条件为：
Lmin——螺栓杆与孔壁接触表面的最小长度
设计时，按上述公式分别计算出d 0 ，取大值
三、紧螺栓连接
３、螺栓承受剪切力(采用铰制孔用螺栓)
Ks为防滑系数，设计中可取Ks =1.1~1.3。
2）铰制孔螺栓连接
假设每个螺栓的受力相等，则单个螺栓所受的横向工作剪力F为：
二、螺栓组连接的受力分析
1、受横向载荷的螺栓组连接
5-5螺栓组连接设计与受力分析
2、受横向扭矩螺栓组连接
1）普通螺栓连接
二、螺栓组连接的受力分析
根据底板的力矩平衡条件得：
2、受横向扭矩螺栓组连接
二、螺栓组连接的受力分析
5-5螺栓组连接设计与受力分析
3、受轴向载荷的螺栓组连接
求每个螺栓的工作载荷
求单个螺栓所受总载荷
强度校核
二、螺栓组连接的受力分析
5-5螺栓组连接设计与受力分析
4、受翻转力矩的螺栓组连接
特点：M在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺栓。
F1
F 2
螺栓所受的总拉力：
F2 = F0+ F
?
×
此时，连接中各零件的受力关系属静不定问题
未知力有两个：
F2 — 总拉力
F1 — 残余预紧力
须根据静力平衡方程和变形协调条件求解
三、紧螺栓连接
螺栓预紧时的受力分析
未承受工作载荷时：
F0
F0
F0
F0
F
F
F 2
F″
F″
F 2
δ2
δ1
△δ1
△δ2
T
变形协调条件： △δ1 = △δ2 = △δ
挤压强度条件为：
Lmin——螺栓杆与孔壁接触表面的最小长度
设计时，按上述公式分别计算出d 0 ，取大值
三、紧螺栓连接
３、螺栓承受剪切力(采用铰制孔用螺栓)
螺栓连接的强度计算共53页PPT
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
53
螺栓连接的强度计算
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
▪
26、要使整Leabharlann 人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
螺栓连接的强度计算53页PPT
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
ThaБайду номын сангаасk you
螺栓连接的强度计算
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
单个螺栓连接的强度计算
πd2 πd2
螺纹
常用螺纹
按轴向剖面形状
（螺纹的牙型）
三角形螺纹：常用于连接， 梯形螺纹： 常用于传动 锯齿形螺纹：常用于传动，单向受载
按螺旋线数目分 单头螺纹： 常用于连接， 多头螺纹： 常用于传动
左旋
按螺旋线绕行方向分 右旋（常用）
左旋
右旋
§14.２ 螺纹连接
螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料及精度 螺纹连接的预紧及其控制 螺纹连接的防松
动，须满足
sFr1 sFr2 sFrz ≥ KT
则所需预紧力
F≥
KT
s (r1 r2 rz )
r1、r2、…rz——各螺栓中心与螺栓组形心间的距离。
承受转矩 T 时2
２. 铰制孔螺栓连接
各螺栓所受的工作剪力Fsi 与其中心到底板中心的距离 ri
－螺栓的许用切应力。
单个螺栓连接的强度计算
受剪螺栓的强度
单个螺栓连接的强度计算
２、螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：
P
Fs dsh
P
式中： h－计算对象（ 即 h［ p］最小者）的挤压面高度（mm）； ［ p］－计算对象的许用挤压应力（Mpa)
螺纹联接件的许用应力
螺纹连接的许用应力受诸多因素的影响，如材料性能、 热处理工艺、结构尺寸、载荷性质、使用工况等。必 须综合上述各因素确定许用应力，一般设计时可参阅 表14-8,14-9,14-10,14-11。
注意：对于重要的联接，尽可能不采用 直径过小(＜M12)的螺栓。
螺纹连接
控制拧紧力矩方法 1）拧紧程度——通常由经验控制 2）重要联接——根据联接要求决定 按T计算式 计算出T的值 。在拧紧时用侧力矩扳手或定力 矩扳手控制T
螺纹
常用螺纹
按轴向剖面形状
（螺纹的牙型）
三角形螺纹：常用于连接， 梯形螺纹： 常用于传动 锯齿形螺纹：常用于传动，单向受载
按螺旋线数目分 单头螺纹： 常用于连接， 多头螺纹： 常用于传动
左旋
按螺旋线绕行方向分 右旋（常用）
左旋
右旋
§14.２ 螺纹连接
螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料及精度 螺纹连接的预紧及其控制 螺纹连接的防松
动，须满足
sFr1 sFr2 sFrz ≥ KT
则所需预紧力
F≥
KT
s (r1 r2 rz )
r1、r2、…rz——各螺栓中心与螺栓组形心间的距离。
承受转矩 T 时2
２. 铰制孔螺栓连接
各螺栓所受的工作剪力Fsi 与其中心到底板中心的距离 ri
－螺栓的许用切应力。
单个螺栓连接的强度计算
受剪螺栓的强度
单个螺栓连接的强度计算
２、螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：
P
Fs dsh
P
式中： h－计算对象（ 即 h［ p］最小者）的挤压面高度（mm）； ［ p］－计算对象的许用挤压应力（Mpa)
螺纹联接件的许用应力
螺纹连接的许用应力受诸多因素的影响，如材料性能、 热处理工艺、结构尺寸、载荷性质、使用工况等。必 须综合上述各因素确定许用应力，一般设计时可参阅 表14-8,14-9,14-10,14-11。
注意：对于重要的联接，尽可能不采用 直径过小(＜M12)的螺栓。
螺纹连接
控制拧紧力矩方法 1）拧紧程度——通常由经验控制 2）重要联接——根据联接要求决定 按T计算式 计算出T的值 。在拧紧时用侧力矩扳手或定力 矩扳手控制T
普通螺栓连接的强度计算 课件
WelcomeBienvenueWillkommenBenvenuto Bienvenida 환영tervetuloawelkom 欢迎常州工学院普通螺栓连接的强度计算王宇豪11成型一班什么是职业素养12CONTENTS目录受拉松螺栓连接的强度计算受拉紧螺栓连接的强度计算[]σπσ≤=421d F→装配时不预紧→螺栓不受力→工作时受轴向载荷F][41σπFd ≥——验算用——设计用1、只受预紧力的紧螺栓连接受载荷形式—拧紧后:轴向拉伸(工作拉力F 0)—拧紧过程中:轴向拉伸F 0、扭矩T 1失效形式—螺栓拉断(拉、扭综合作用)设计准则—保证螺栓拉伸强度强度条件：σ e ≤[σ]→复合应力T1F 0F 04210d F πσ=σπϕλτ5.0162)(31201≈+==d d tg F W T v T →第四强度理论拉应力(F 0)→στσσ3.1322≈+=e []σπσ≤=43.121d Fe 强度条件:考虑扭剪应力σe －当量应力扭剪应力(T 1)→ 1.3401F d ⨯≥设计式:•当连接承受较大的横向载荷F 时，由于要求F 0≥F ／f （f =0.2），即F 0≥5F ，因而需要大幅度地增加螺栓直径。
为减小螺栓直径的增加，可采用减载措施。
说明第六节螺纹连接的强度计算3FDD p 螺栓预紧力F 0后，在工作拉力F 的作用下，螺栓的总拉力F 2= ?F F F +=12[]σπσ≤=4/3.1212ca d F F C C C F F m b b 02++=这时螺栓的总拉力为：为使工作载荷作用后，连接结合面间有残余预紧力F 1存在，要求螺栓连接的预紧力F 0为：F C C C F F m b m 10++=静强度条件：式中F 1为残余预紧力，为保证连接的紧密性，应使F 1 ＞0，一般根据连接的性质确定F 1的大小。
式中：m b b C C C +为螺栓的相对刚度，其取值范围为0~1。
详细分析疲劳强度校核2．受轴向载荷的紧螺栓连接螺栓连接类别松螺栓连接只受预紧力的紧螺栓连接受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接强度准则轴向静载荷：轴向动载荷：普通螺栓——松螺栓连接-只受轴向工作载荷（无预紧）紧螺栓连接-1、只受预紧力2、受预紧力和轴向载荷螺栓连接强度计算小结[]σπσ≤=4/21d F []σπσ≤=210ca 43.1d F []σπσ≤=4/3.1212ca d F []a a d F σπσ≤+=21m b b 2C C C。
普通螺栓的抗拉连接计算-优秀课件PPT
Nmax
N n
My1 yi2
N
b t
普通螺栓的抗拉连接计算
偏心拉力作用下螺栓群的抗拉计算 若 Nmin 0 ，则小偏心假设不成立,应按大偏心计算。这时，偏于安全取中和轴位
于最下排螺栓形心O’处，根据平衡可得受拉力最大螺栓分担的拉力, 即要求其满足：
N1
Neyi yi2
N
b t
M N e
轴心拉力作用下螺栓群的抗拉计算
当外力N作用于螺栓群形心时，假定每个螺栓受
力相等，则所需螺栓数为：
n N
N
b t
式中，Ntb为单个普通螺栓的抗拉承载力设计值。
具体排列应符合构造要求。
如图5是螺栓群轴心受拉的典型情况。a图中构件 拉力N垂直于端板并通过螺栓群形心。b图中构件拉力 N通过螺栓形心但与端板成θ角,其竖向力V=Ncosθ由承 托板传递，而水平分力H=Nsinθ使螺栓群受拉。
大偏心受拉
）
图6受拉螺栓连接受偏心力作用
普通螺栓的抗拉连接计算
偏心拉力作用下螺栓群的抗拉计算
先按小偏心受拉计算
当M较小，N较大时，所有螺栓均承受拉力作用，此时被连板件绕螺栓群形心O转动 。螺栓群受力最小的螺栓拉力为：
Nmin
N n
My1 yi2
M N e
若 Nmin 0 成立,则小偏心成立,此时要求受力最大的螺栓拉力满足条件：
螺栓群偏心受拉相当于连接承受轴心拉力N和弯矩M＝Ne的联合作用。技弹性设计 法，根据偏心距的大小可能出现小偏心受拉和大偏心受拉两种情况。
V
Nmax
N1
eN M 旋转中心
刨平顶紧 承托（板
y1 yy22
y1
N2
N
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圆螺母 与止动垫圈
串联钢丝
3）永久防松：端铆、冲点、点焊 4）化学防松——粘合
§6—4 单个螺栓联接的强度计算
针对不同零件的不同失效形式，分别拟定其设 计计算方法，则失效形式是设计计算依据和出点。
1、失效形式和原因 a）失效形式 工程中螺栓联接多数为疲劳失效 受拉螺栓——螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂 受剪螺栓——螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断
4
d12
设计公式： d1
1.32QP
分析：由上式可知，当f=0.2,i=1,KS=1则QP=5R，说明这种 联接螺栓直径大，且在冲击振动变载下工作极不可靠
为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力 可采用如下减载装置：
a)减载销 b)减载套筒 c)减载键
2、铰制孔螺栓联接——防滑动
测量预紧前后螺栓伸长量——精度较高
二、螺纹防松
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成 摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零， 从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失 效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故 2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运 动的难度。
紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时，已预 先受力，预紧力QP
预紧目的——保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要 求，防漏气，接触面积要大，靠摩擦力工作，增 大刚性等。
增大刚性——增加联接刚度、紧密性和提高防松能力 预紧力QP——预先轴向作用力（拉力）
预紧过紧——拧紧力QP过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度 过松——拧紧力QP过小，工作不可靠
讲螺纹联接的预紧与防松、螺旋传动
目的要求：通过讨论螺旋副的效率和自锁,并明确于 联接和传动的螺纹类型。 教学重点：螺纹联接的自锁条件；结构设计中应注 意的问题、及防松方法。紧螺栓的强度
教学难点：受轴向载荷的紧螺栓的强度计算。受力 分析
§6—3 螺纹联接和预紧和防松
一、预紧
螺纹联接：松联接——在装配时不拧紧，只存受外载时才受 到力的作用
K1[d2tg(
2d
v)2 3d fc(D D 1 1 2 2 d d0 0 2 3)]——拧紧力矩系数
TKQ Pd
一般 K=0.1~0.3
由于直径过小的螺栓，容易在拧紧时过载拉断，所以对于
重要的联接不宜小于M10~M14
预紧力QP的控制： 测力矩板手——测出预紧力矩，如左图 定力矩板手——达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受 压将自动打滑，如右图
ca
1.3QP
4
d12
式中：QP ——预紧力（N） T1 ——螺纹摩擦力矩，起扭剪作用，又称螺纹扭 矩，N.mm 1.3——系数将外载荷提高30%，以考虑螺纹力矩对 螺栓联接强度的影响，这样把拉扭的复合应力 状态简化为纯拉伸来处理，大大简化了计算手 续，故又称简化计算法
1、横向载荷的紧螺栓联接计算——主要防止被联接件错动
（1）普通螺栓联接
特点：杆孔间有间隙，靠拧紧的正压
力(QP)产生摩擦力来传递外载荷， 保证联接可靠(不产生相对滑移)的
条件为：
i f QPKSR
பைடு நூலகம்
QP
KSR f i
f ——接缝面间的摩擦系数
i——接缝界面数目
KS——防滑系数（可靠性系数） KS=1.1~1.3
强度条件验算公式：
ca
1.3QP
[τ]——螺栓许用剪应力，MPa，
[ P ] ——螺栓或被联接件中较弱者的许用挤压应力，MPa
铰制孔螺栓能承受较大的横向载荷，但被加工件孔壁加工 精度较高，成本较高
2、轴向载荷紧螺栓联接强度计算
①工作特点：工作前拧紧，有QP；工作后加上工作载荷F 工作前、工作中载荷变化
特点：螺杆与孔间紧密配合，无间 隙，由光杆直接承受挤压和 剪， 切来传递外载荷R进行工作
螺栓的剪切强度条件为：
R
4
d
2 0
[ ]
螺栓与孔壁接触表面的挤压强度条件为： P d0lRmin[]P
R ——横向载荷（N） d0——螺杆或孔的直径（mm） Lmin ——被联接件中受挤压孔壁的最小长度（mm），如图所示
b）失效原因：应力集中 应力集中促使疲劳裂纹的发生和发展过程
2、设计计算准则与思路 受拉螺栓：设计准则为保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度 受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度
一、松螺栓联接
如吊钩螺栓，工作前不拧紧，无QP，
只有工作载荷F起拉伸作用
强度条件为：
F
4
d12
[ ]
——验算用
d1
4F
[ ]
——设计用
d1——螺杆危险截面直径（mm）
[σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa)
[]S /n
σs——材料屈服极限Mpa表4-8
N ——安全系数，表4-9
二、紧螺栓联接——工作前有预紧力QP
工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下：
复合应力状态预: 紧力QP→产生拉伸应力σ 螺纹摩擦力矩T1→产生剪应力τ
3、防松办法及措施 1）摩擦防松 双螺母、弹簧垫圈、尼 龙垫圈、自锁螺母等
弹簧垫圈
自锁螺母——螺母一端做成非圆形 收口或开峰后径面收口，螺母拧紧 后收口涨开，利用收口的弹力使旋 合螺纹间压紧
2）机械防松： 开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用
带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等
开槽螺母 与开口销
Qp
1 4
d
2 1
WT
Qp
d2 2
t
g(
v)
116d13
t
g(
v
)
2d2 dP
QP
4
d12
当M10~ M60.484QdP12 0.48(或0.5)
接第四强度理论： ca 232 1.3
∴ 强度条件为：
ca
1.3QP
4
d12
扳手拧紧力矩——T=FH·L, FH—作用于手柄上的力，L——力臂
拧紧时螺母：T=T1+T2
T——拧紧力矩
T1——螺纹摩擦阻力矩
T2——螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩
T1 QPtg(v)d22
T2
fcQp
1(D13 3 D12
d03) d02
T T 1 T 2 1 2 Q p [d 2 tg (v ) 3 2 fc (D D 1 1 2 3 d d 0 0 3 2 ) ]