机械设计基础-螺栓连接许用应力
大连理工 机械设计基础 作业解答：第10章-连接
紧螺栓连接
静载荷
铰制孔用螺栓
受横向载荷
变载荷
[τ]=σS/2.5 [σp]=σS/1.25(被连接件为钢) [σp]=σB/(2~2.5)（被连接件为铸铁）
[τ]=σS/(3.5~5) [σp]按静载荷的[σp]值降低20%~30%
材料
碳钢 合金钢
表10-8螺纹连接的安全系数（不能严格控制预紧力时）
fa与关系受横向工作载荷公称直径细牙螺距p0526752459035073545324240508448041340553504918075125718866471075101590268376125107512175108631010615125114127011183515125116147011383515118202224272525251637618376203762205125051152941729419294207522375221513035277272621132151表101直径与螺距粗牙普通螺纹基本尺寸140页螺纹连接受载情况许用应力松螺栓连接s1217紧螺栓连接受轴向横向载荷控制预紧力是时s1215不严格控制预紧力时查表108铰制孔用螺栓受横向载荷静载荷225被连接件为铸铁变载荷值降低2030材料静载荷变载荷m6m16m16m30m6m16m16m30碳钢合金钢425106576565表107螺纹连接的许用应力152页表108螺纹连接的安全系数不能严格控制预紧力时106某重要拉杆螺纹连接拉杆所受拉力f13kn载荷稳定拉杆材料为q275
所选螺柱的个数和直径是合适的。
螺栓轴线到边缘的距离 e=d+（3~6）mm
（4）让工作台在载荷Fa的作用下等速下降，是否需要制动装 置？加于螺杆上的制动力矩应为多少？
连接件受力经验计算公式
连接件受力经验计算公式
1. 螺栓连接
- 轴向受力:F=π/4*d^2*σ
其中,F为轴向受力(N),d为螺栓公称直径(mm),σ为许用应力(MPa)。
- 剪切受力:F=0.6*π/4*d^2*τ
其中,F为剪切受力(N),d为螺栓公称直径(mm),τ为许用剪切应力(MPa)。
2. 焊缝连接
- 角焊缝受力:F=0.707*l*a*τ
其中,F为受力(N),l为焊缝长度(mm),a为腿长(mm),τ为许用剪切应力(MPa)。
- 对接焊缝受力:F=π/4*d^2*σ
其中,F为受力(N),d为焊缝直径(mm),σ为许用拉伸应力(MPa)。
3. 键连接
- 平键受力:F=d*l*p*τ
其中,F为受力(N),d为键宽(mm),l为键长(mm),p为键高(mm),τ为许用剪切应力(MPa)。
- 垫圈受力:F=π/4*d^2*σ
其中,F为受力(N),d为垫圈外径(mm),σ为许用压力(MPa)。
4. 销连接
- 剪切受力:F=π/4*d^2*τ
其中,F为剪切受力(N),d为销直径(mm),τ为许用剪切应力(MPa)。
- 压力受力:F=d*l*p
其中,F为压力受力(N),d为销直径(mm),l为销长(mm),p为许用压力(MPa)。
以上公式是基于经验和理论推导得出的,在实际应用中还需要考虑各种安全系数、工艺条件和使用环境等因素,对计算结果进行适当调整。
同时,对于一些特殊情况或复杂载荷工况,可能需要采用有限元分析等更精确的计算方法。
机械设计基础-5.7螺纹联接件的材料及许用应力
第七节 螺纹联接件的材料及许用应力一、螺纹联接件的材料常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr ，20Cr ，40Cr ，15MnVB ，30CrMrSi 等机械性能较高的合金钢。
螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级螺纹联接件（螺栓、螺柱、螺钉、螺母等）都已标准化。
有专门的厂家生产，机械设计中，我们只要按有关标准选用合适的尺寸规格即可。
不用自己设计制造。
螺纹标准间的性能等级国家标准给螺纹标准间规定了两种等级：⎪⎩⎪⎨⎧有不同的等级。
—按力学性能的好坏分—性能等级合。
级则较低，用于一般场级精度等级最高，三级。
、、小）不同分为：—按公差大小（精度大—产品等级C AC B A 性能等级：用两个数字表示：例如：4.6 4.8 8.8 等⎪⎩⎪⎨⎧⨯=b sa b MP 100σσσ：即小数部分表示：屈强比）（整数整数部分表示：例：4.6 ⎪⎩⎪⎨⎧====⨯=)(MP 2406.0 6.0)(MP 400)(MP 1004a b s b sa ab σσσσσ则 国家标准还规定：⎩⎨⎧ 4.84.6C 8.8B A 或——级——级、 ⎩⎨⎧级或级产品的性能等级为：级级产品的性能等级为：、 4.84.6C 8.8B A 厂家生产时，只要达到要求的性能等级即可，而不必考虑用什么材料，和采用什么加工工艺。
螺母的性能等级应与螺栓相同。
螺母的性能等级用一个数字表示b σ的大小。
例如：①当螺母较大时：└表示b σ＝400a MP②当螺母较小时，仿照时钟的数字排列见表P81 （表6-2） 螺栓、螺钉、螺柱性能等级二、螺纹联接件的许用应力螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧，预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。
精确选定许用应力必须考虑上述各因素，设计时可参照表选择。
紧螺栓联接的许用应力及安全系数注：松螺栓联接时，取：[σ]=σs/S ，S=1.2～1.7。
机械设计基础螺纹连接的强度计算
即
1.3F0
d12
[ ]
4
设计公式为
d1
4 1.3F0
[ ]
（2）受横向外载荷的紧螺栓联接
载荷与螺栓轴向垂直，靠被
联接件间的摩擦力传递。螺栓
内部危险截面上既有轴向预紧
力F0形成的拉应力σ，又有因螺 栓与螺纹牙面间的摩擦力矩T1
而形成的扭转剪应力τ。
螺栓预紧力
F0
Kf f
FR m
防偏载措施：
复习思考题
1．在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 ( )。
A .三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C .锯齿形螺纹 D . 矩形螺纹
2．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且 联接不需要经常拆卸时，往往采用( )。
A 螺栓联接 B 螺钉联接 C 双头螺柱联接 D 紧 定螺钉联接
3.两被联接件之一较厚，盲孔且经常拆卸时，常用（）。 A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接
A.螺纹上的应力集中 B.螺栓杆横截面上的扭转应力 C.载荷沿螺纹圈分布的不均匀性 D.螺纹毛刺的部分挤压
13.螺纹连接的基本形式有哪几种？各适用于何种场合？有 何特点？ 14.为什么螺纹连接通常要采用防松设施？常用的防松方法 和装置有哪些？ 15.常见的螺栓失效形式有哪几种？失效发生的部位通常在 何处？
（二）受剪切螺栓联接
螺栓受载前后不需预紧， 横向载荷靠源自栓杆与螺栓 孔壁之间的相互挤压传递。
➢挤压强度条件
p
FR
ds
[ p ]
➢剪切强度条件
FR
m ds2
/4
[]
四、螺栓组联接的结构设计和受力分析
工程中螺栓成组使用，单个使用极少。因此，必须研 究栓组设计和受力分析，它是单个螺栓计算基础和前提 条件。
机械设计基础-螺栓连接许用应力
3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度↑70~100%，此法具有优质、高产、低消耗功能。
4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。
教学方法：多媒体教学，结合工程实际分组讨论
课程作业或思考题：
1、螺栓组联接受力分析中，联接受什么载荷？采用什么螺栓时，螺栓只受预紧力F′？联接受何种载荷时，螺栓同时受到预紧力F′和工作载荷F？
任课老师（职称）：周晓良（讲师）
授课对象及时间：2013级综合班、2012五年制班
授课题目（章节）：螺栓连接许用应力和安全系数
教具：多媒体
基本教材：陈立德《机械设计基础》（第四版）
课时安排：3
教学目的（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1.掌握提高螺栓联接强度的措施
2.熟悉螺纹连接件的材料和许用应力；
教学重点、难点#
教学后记：
教研室主任意见：
5~4
4~2.5
2.5
7.5~5
5
6~7.5
螺纹连接的许用应力见表7－8。
二、提高螺栓联接强度的措施
1、改善螺纹牙间载荷分布不均状况
a)悬置螺母——强度↑40%（母也受拉，与螺栓变形协调，使载荷分布均匀）
b)环槽螺母——强度↑30%（螺母接近支承面处受拉）
c)内斜螺母——强度↑20%（接触圈减少，载荷上移）
2、螺栓和被联接件的刚度对螺栓的总拉力F0有何影响？采用什么措施可以减小螺栓的刚度和提高被联接件的刚性？
3、联接螺纹都是自锁的，为何螺纹联接中大多数联接仍采用防松措施？说明各种防松方法的原理和常用结构
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
一、螺纹连接件的材料和许用应力
导键和滑键都用于动联接，即轴与轮毂间有相对轴向移动的联接。
如机床变速箱中的滑移齿轮。
滑键用于轴上零件在轴上移动距离较大的场合，以免使用长导键。
滑键联接
、半圆键联接键的两侧面为工作面。
用于静联接，定心性好，装配方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。
主要用于轻载荷和锥形轴端。
、楔键联接和切向键联接
楔键的上、下两面是工作面。
仅适用于传动精度要求不高，载荷平稳和低速的场合。
切向键是由一对具有斜度1﹕100的楔键组成。
切向键的上下两个相互平行的窄面为工
根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类：
按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等）
适于停车和低速（n<10r/min）时接合
、超越离合器
滚柱式超越离合器——可实现单向超越（或接合）
按外形分：为螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧。
机械设计基础提高螺栓连接强的措施
第八节 提高螺栓连接强度的措施分析影响螺栓连接强度的因素，从而提出提高联接强度的措施。
这对于螺纹联接的设计也是很重要的。
螺纹联接的强度，主要取决于螺栓的强度。
影响螺栓强度的因素很多，有材料、结构、尺寸、制造、工艺等。
实际设计中，通常主要是以下几个方面考虑来提高联接的强度。
一、减小应力幅（可提高疲劳强度）大家知道，影响疲劳强度的主要因素是变应力中的应力幅↑a σ，则越易产生疲劳破坏。
↓a σ，则可以提高疲劳强度。
由螺栓总拉力：F C C C F F mb b++=02可以看出，当工作拉力F 变化时，只会引起（F C C C mb b+）这一部分是变化的。
此部分减小，就可以使↓a σ。
显然：相对刚度mb bC C C +越小，则可提高疲劳强度。
由此可见：措施为；① 减小b C （见教材上的图） ② 增大m C （见教材上的图） 这样可以使mb bC C C +↓，从而使↓a σ。
但是由F C C C F F mb b++=02可知，在F 0给定的条件下，减小螺栓的刚度C b 或增大被联接件刚度C m ，都将引起残余预紧力F 1减小，从而降低了联接的紧密性。
因此，若在减小C b 或增大C m 的同时,适当增加预紧力F 0，就可以使F 1不致减小太多或保持不变。
减小螺栓的刚度的方法：（1）适当增加螺栓的长度（2）采用腰状杆螺栓和空心螺栓（3）在螺母下面安装上弹性元件腰状杆螺栓和空心螺栓在螺母下面安装上弹性元件增大被联接件的刚度（1）不用垫片或采用刚度较大的垫片（2）采用刚度较大的金属垫片或密封环软垫片密封密封环密封二、改善螺纹牙之间的受力分布：对于普通螺母如图示。
工作中螺栓受拉，使螺距增大，而螺母受压，其螺距减小。
导致螺栓、螺母产生了螺距差。
这样，旋合的螺栓和螺母的各圈螺纹牙不能都保持良好的接触，那末各圈螺纹牙所分担的载荷就不相等。
（如图所示）。
理论分析和实践都表明：从螺母支撑面算起第一圈受载荷最大。
以后各圈依次减小。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-第10~13章【圣才出品】
第10章连接10.1复习笔记【通关提要】本章介绍了零件连接形式：螺纹连接、键连接和销连接，主要阐述了螺纹的类型和几何参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接的受力分析和强度计算、螺旋传动、键连接的类型和强度计算以及销连接。
学习时需要重点掌握螺栓连接的受力分析和强度计算、键连接的强度计算，此处多以计算题的形式出现；熟练掌握螺纹和螺纹连接的类型和应用、提高螺纹连接强度的措施、键连接的类型、应用及布置等内容，多以选择题、填空题、判断题和简答题的形式出现。
复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、螺纹参数（见表10-1-1）表10-1-1螺纹的分类和几何参数二、螺旋副的受力分析、效率和自锁（见表10-1-2）表10-1-2螺旋副的受力分析、效率和自锁三、机械制造常用螺纹（见表10-1-3）表10-1-3机械制造常用螺纹四、螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件（见表10-1-4）表10-1-4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件五、螺纹连接的预紧和防松1．拧紧力矩（见表10-1-5）表10-1-5拧紧力矩2．螺纹连接的防松（见表10-1-6）表10-1-6螺纹连接的防松六、螺栓连接的强度计算（见表10-1-7）表10-1-7螺栓连接的强度计算七、螺栓的材料和许用应力1．材料螺栓的常用材料为低碳钢和中碳钢，重要和特殊用途的螺纹连接件可采用力学性能较高的合金钢。
2．许用应力及安全系数许用应力及安全系数可见教材表10-7和表10-8。
八、提高螺栓连接强度的措施（见表10-1-8）表10-1-8提高螺栓连接强度的措施九、螺旋传动螺旋传动主要用来把回转运动变为直线运动，其主要失效是螺纹磨损。
按使用要求的不同可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。
1．耐磨性计算（1）通常是限制螺纹接触处的压强p，其校核公式为p＝F a/（πd2hz）≤[p]式中，F a为轴向力；z为参加接触的螺纹圈数；h为螺纹工作高度；[p]为许用压强。
（2）确定螺纹中径d2的设计公式①梯形螺纹d≥2②锯齿形螺纹2d≥其中，φ＝H/d2，z＝H/P，H为螺母高度；梯形螺纹的工作高度h＝0.5P；锯齿形螺纹的工作高度h＝0.75P。
m24螺栓的许用应力
m24螺栓的许用应力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：m24螺栓是一种常用的连接元件，被广泛应用于建筑、机械、交通等领域。
在实际使用过程中，螺栓的许用应力是一个重要的参数，它直接影响着螺栓的安全性能和使用寿命。
本文将从m24螺栓的组成结构、材料特性和许用应力等方面进行详细介绍。
我们来看一下m24螺栓的组成结构。
m24螺栓通常由两部分组成：螺杆和螺母。
螺杆是主要负责承受拉伸、剪切和扭转载荷的部分，而螺母则是用来加固螺栓连接的元件。
螺栓的性能与其组成部分的材料和工艺密切相关，因此在选择和使用m24螺栓时，需要了解螺栓的组成结构和材料特性。
m24螺栓的材料特性对其许用应力有重要影响。
一般来说，螺栓的材料可以分为碳素钢、合金钢、不锈钢等多种类型。
不同的材料具有不同的强度和韧性，因此在设计和选择螺栓时，需要根据具体的使用环境和载荷要求来确定合适的材料类型。
还需要考虑螺栓的热处理工艺、表面处理和加工精度等因素，以确保螺栓的性能和可靠性。
许用应力是评估螺栓安全性能的重要指标之一。
许用应力是指螺栓在受载过程中所能承受的最大应力值，一般以单位面积的应力来表示。
根据不同的载荷类型和工作条件，可以确定不同的许用应力值，以保证螺栓在使用过程中不发生塑性变形、断裂或者松动等问题。
在设计和使用m24螺栓时，需要根据具体的情况来确定合适的许用应力，以确保螺栓连接的可靠性和安全性。
m24螺栓的许用应力是一个综合考量材料、结构和载荷等多方面因素的重要参数。
只有在充分了解螺栓的性能和使用要求的基础上，才能有效地确定合适的许用应力值，保证螺栓连接的安全可靠。
希望本文能够帮助读者更好地了解m24螺栓的许用应力，为螺栓的选择和使用提供参考依据。
第二篇示例：M24螺栓是一种常用的连接元件，广泛应用于各种机械设备、结构工程和建筑物中。
在使用过程中，螺栓可能受到各种载荷作用，如拉力、压力、剪力等。
了解M24螺栓的许用应力是至关重要的。
许用应力是指在材料抗拉强度的基础上，根据设计要求和安全系数确定的一个允许承受的最大应力值。
机械设计基础第10 章 螺纹连接与螺旋传动答案
第10 章 螺纹连接与螺旋传动四、简答题2.螺纹为什么要防松？防松方法有哪些？各适用于什么场合？答：用于联接的普通螺纹一般都具有自锁性，在静载荷作用下不会自动松脱。
但在（1）冲击、振动或变载荷下，螺纹副和支承面间的磨擦力会下降；（2）在温度变化中，联接件与被联接件之间的温度变形有差异，或发生蠕变，使预紧力或摩擦力减小，甚至松脱。
因此在设计时就应注意螺纺联接的防松问题。
防松的根本问题是阻止螺纹副的相对转动。
具体防松措施有三种：（1）摩擦防松（弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧螺母等）；（2）机械防松（开口销与槽形螺母、止动热圈等）；（3）破坏性防松（冲击、粘合等）。
机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松，而破坏性防松称为不可拆卸防松。
五、计算题2．用两个10M 的螺钉固定一牵曳钩，若螺钉材料为Q235，装配时控制预紧力，接合面磨擦系数15.0=f ，求其允许的牵曳力。
、解：解 查教材表10-6得 Q235的屈服极限MPa S 235=σ，查教材表10-6得，当控制预紧力时，取安全系数3.1=S 由许用应力 MPa S S 1813.1235][===σσ查教材表10-1得 10M 的小径mm d 376.81= 由公式[]σπσ==4/3.121d F a e 得 预紧力 N d F a76683.14376.81813.14/][221=⨯⨯⨯==ππσ由题图可知1=m ，螺钉个数2=z ，取可靠性系数3.1=C 牵曳力 N Cmf zF F a 17703.115.0176682=⨯⨯⨯==3.两根梁用8个6.8级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力kN 40=F ，摩擦系数15.0=f ，控制预紧力。
试确定所需螺栓直径。
FF解：已知螺栓数目8z =，结合面数2m =,取防滑系数 1.2f k =,则螺栓所需预紧力F’为1.240000'20000..0.1582t K F F N z m μ⨯===⨯⨯查表10-6得240s Mpa σ=，安全系数 1.3s S =，则得[]240/1.3184.6S s S Mpa σσ===所需螺栓直径：14 1.32000013.4184.6d mm π⨯⨯==⨯圆整后得螺栓尺寸16d mm =,故螺纹为M16.4.图示的凸缘联轴器，材料为HT200，用8个M16的螺栓联接，螺栓性能等级为8.8级。
哈工大机械设计基础第十章 螺纹联接 (1)
max
4 F0 2 d1
min
4F 2 d1
'
Cb 1 1 4 F0 4 F ' 2F a ( max min ) ( ) 2 2 2 2 d1 Cb Cm d1
为了减少螺栓刚度，可适当增大螺栓的长度 、减少螺栓杆的直径、做成空心杆或在螺母 下面安装弹性元件等措施。
拧紧螺母时的力矩和预紧力
拧紧螺母时，所施加的扳手力矩T
，用来克服螺纹副间的阻力矩T1和
螺母与支承面上的摩擦力矩T2，即
T T1 T2
对于常用的粗牙三角螺纹，有如下 近似关系
T 0.2F d
装配时控制预紧力的方法。
二、螺纹连接的防松
防松实质：防止螺纹副间的相对转动。
防松方法按其工作原理可分为： 摩擦防松 机械防松 永久性防松
F (0.2 0.6) F '' F (0.6 1.0) F '' F (1.5 1.8) F
''
设计时根据工作载荷F和工作要求选择剩余预 紧力，再求螺栓的总拉力F0，对螺栓进行强度 计算。
或
4 1.3F0
d1
2
[ ] MPa
d1
4 1.3F0 [ ]
便于加工和便于对称布置螺栓，使螺栓组的 对称中心和结合面的形心重合，保证连接结 合面受力比较均匀。
2. 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
3. 螺栓的排列应有合理的间距、边距
对于压力容器等紧密性要求较高的重要连接 ，螺栓的间距t0不得大于手册中的推荐值。
4. 分布在同一圆周上的螺栓数目，应 取4, 6, 8等偶数，以便钻孔时在圆周上分度和画 线。同一螺栓组中螺栓的材料、直径和长 度均应相同。
机械设计基础-5.8提高螺栓连接强度的措施
第八节 提高螺栓连接强度的措施分析影响螺栓连接强度的因素，从而提出提高联接强度的措施。
这对于螺纹联接的设计也是很重要的。
螺纹联接的强度，主要取决于螺栓的强度。
影响螺栓强度的因素很多，有材料、结构、尺寸、制造、工艺等。
实际设计中，通常主要是以下几个方面考虑来提高联接的强度。
一、减小应力幅（可提高疲劳强度）大家知道，影响疲劳强度的主要因素是变应力中的应力幅↑a σ，则越易产生疲劳破坏。
↓a σ，则可以提高疲劳强度。
由螺栓总拉力：F C C C F F m b b ++=02 可以看出，当工作拉力F 变化时，只会引起（F C C C mb b +）这一部分是变化的。
此部分减小，就可以使↓a σ。
显然：相对刚度mb b C C C +越小，则可提高疲劳强度。
由此可见：措施为； ① 减小b C （见教材上的图）② 增大m C （见教材上的图） 这样可以使mb b C C C +↓，从而使↓a σ。
但是由F C C C F F mb b ++=02 可知，在F 0给定的条件下，减小螺栓的刚度C b 或增大被联接件刚度C m ，都将引起残余预紧力F 1减小，从而降低了联接的紧密性。
因此，若在减小C b 或增大C m 的同时,适当增加预紧力F 0，就可以使F 1不致减小太多或保持不变。
减小螺栓的刚度的方法：（1）适当增加螺栓的长度（2）采用腰状杆螺栓和空心螺栓（3）在螺母下面安装上弹性元件腰状杆螺栓和空心螺栓在螺母下面安装上弹性元件增大被联接件的刚度（1）不用垫片或采用刚度较大的垫片（2）采用刚度较大的金属垫片或密封环软垫片密封密封环密封二、改善螺纹牙之间的受力分布：对于普通螺母如图示。
工作中螺栓受拉，使螺距增大，而螺母受压，其螺距减小。
导致螺栓、螺母产生了螺距差。
这样，旋合的螺栓和螺母的各圈螺纹牙不能都保持良好的接触，那末各圈螺纹牙所分担的载荷就不相等。
（如图所示）。
理论分析和实践都表明：从螺母支撑面算起第一圈受载荷最大。
螺栓连接应力分布规律
螺栓连接应力分布规律
螺栓连接是机械结构中常见的连接方式，其稳定性和可靠性直接影响着整个结构的安全性。
在螺栓连接中，螺栓的应力分布规律是一个重要的研究课题。
了解螺栓连接的应力分布规律对于设计和使用具有重要意义。
首先，我们来看一下螺栓连接中的应力分布规律。
在正常工作状态下，螺栓连接受到的载荷会引起螺栓上产生应力。
一般来说，螺栓连接中的应力分布是不均匀的，主要集中在螺纹部分和螺栓头部。
螺栓头部受到的应力通常是轴向拉力，而螺纹部分则承受着剪切力和挤压力。
由于应力的不均匀分布，螺栓连接可能会出现应力集中现象，这可能导致螺栓的疲劳破坏。
其次，影响螺栓连接应力分布的因素有很多。
螺栓的材料、直径、螺纹类型、紧固力以及受力情况都会对应力分布产生影响。
此外，螺栓连接的预紧力也是影响应力分布的重要因素。
适当的预紧力可以减小螺栓连接中的应力集中现象，提高其承载能力和使用寿命。
最后，为了减小螺栓连接中的应力集中现象，我们可以采取一
些措施。
例如，选择合适的螺栓材料和规格、合理设计螺栓连接的
结构、采用适当的紧固方法以及定期检查螺栓连接的状态等。
此外，还可以通过使用垫圈、弹簧垫圈等附件来分散应力，减小应力集中。
总之，了解螺栓连接中的应力分布规律对于确保螺栓连接的安
全可靠性至关重要。
只有深入研究螺栓连接的应力分布规律，合理
设计和使用螺栓连接，才能保证结构的稳定性和可靠性。
机械设计基础-单个螺栓连接
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
教学后记：
教研室主任意见：
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：
2、受剪螺栓连接
σp≤〔σp〕τ≤〔τ〕
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：
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）பைடு நூலகம்核计算公式：
（3）设计计算公式：
（3）承受轴向静载荷的紧螺栓连接
受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：
图1受轴向载荷紧螺栓连接
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：
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。
教学方法：多媒体教学，联系工程实例
课程作业或思考题：
1、单个螺栓连接的强度计算方法分几类？
2、松螺栓连接与紧螺栓连接的区别何在？
3、在进行紧螺栓连接强度计算时，为什么要将螺栓拉力增加30%？
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：
2）紧螺栓连接
螺栓及材料和许用应力
螺栓及材料和许用应力螺栓的材料和许用应力六、螺栓的材料和许用应力(1)螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。
(2)许用应力螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧，预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。
精确选定许用应力必须考虑上述各因素，设计时可参照表11-4选择。
表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级性能级别3.64.6 4.85.6 5.86.88.8(≤M16)8.8(＞M16)9.810.912.9螺栓、螺钉、螺柱抗拉强度极限σb /MPa公称30040050060080080090010001200min33040042050052060080083090010401220屈服强度极限σs /MPa公称1802403203004004806406407209001080min1902403403004204806406607209401100布氏硬度HB min90109113134140181232248269312365推荐材料10Q21515Q23510Q215253515Q235453535354540Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB相配合螺母性能级别4或54或54或55568或98或991012推荐材料10Q21510Q21510Q21510Q21510Q21515Q21535353540Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB 注：9.8级仅适用于螺纹公称直径≤16mm 的螺栓、螺钉和螺柱。
表11-5紧螺栓联接的许用应力及安全系数许用应力不控制预紧力时的安全系数控制预紧力时的安全系数S[σ]=σs/S直径材料M6～M16M16～M30M30～60不分直径碳钢合金钢4～35～43～24～2.52～1.32.51.2～1.5注：松螺栓联接时，取：[σ]=σs/S，S=1.2～1.7。
螺栓连接 许用拉应力 剪切应力
螺栓连接许用拉应力剪切应力
螺栓连接是指使用螺栓将两个或多个零件连接在一起的方法。
螺栓连接常用于要求连接强度高、拆卸容易的场合，例如机械设备、汽车、建筑等。
螺栓连接的许用拉应力是指螺栓在连接中所允许承受的最大拉伸应力。
该数值会根据螺栓的材料、直径、螺纹类型等因素而有所不同，一般由设计规范或标准给出。
剪切应力是指螺栓连接中由于受到剪力作用而产生的应力。
螺栓连接中的剪切应力一般小于螺纹副承受的最大切削应力，即不会导致螺纹断裂。
剪切应力的计算常以螺栓直径为基准，一般要求剪切应力不超过螺栓材料的屈服强度。
螺栓连接中的许用拉应力和剪切应力是为了保证连接的安全性和可靠性而设定的限制条件，设计时应确保螺栓的应力不超过这些限制值。
计算连接螺栓最小横截面积时的许用应力按
计算连接螺栓最小横截面积时的许用应力按摘要：1.计算连接螺栓最小横截面积的背景和意义2.许用应力的概念和计算方法3.影响许用应力的因素4.计算连接螺栓最小横截面积的步骤和注意事项5.结论正文：一、计算连接螺栓最小横截面积的背景和意义在机械设计中，连接螺栓是一种常见的连接方式，用于将两个零件固定在一起。
为了保证连接的可靠性和安全性，需要计算连接螺栓的最小横截面积，以便确定合适的螺栓尺寸。
许用应力是计算连接螺栓最小横截面积时的关键参数，它直接影响到螺栓的使用寿命和承载能力。
二、许用应力的概念和计算方法许用应力是指在规定的使用条件下，材料允许承受的最大应力。
许用应力的计算方法通常根据材料的强度极限、安全系数和疲劳强度等因素来确定。
许用应力的计算公式为：σ= [σ_s / (1 + (σ_s / σ_b)^n)] × 0.5其中，σ_s 为材料强度极限，σ_b 为材料的疲劳强度，n 为安全系数，一般取值为3~5。
三、影响许用应力的因素许用应力的大小受以下因素影响：1.材料的强度极限：材料的强度极限越高，许用应力越大。
2.材料的疲劳强度：材料的疲劳强度越高，许用应力越大。
3.安全系数：安全系数越大，许用应力越小，表示材料越安全。
四、计算连接螺栓最小横截面积的步骤和注意事项1.根据零件的受力分析，确定连接螺栓所承受的力。
2.根据许用应力的计算公式，计算出许用应力。
3.根据螺栓的材料性能，查取材料的强度极限和疲劳强度。
4.根据许用应力和受力情况，计算连接螺栓的最小横截面积。
5.在设计时，应充分考虑连接螺栓的最小横截面积，以确保连接的可靠性和安全性。
五、结论计算连接螺栓最小横截面积时，需要考虑许用应力的影响，以及材料的强度极限和疲劳强度等因素。
计算连接螺栓最小横截面积时的许用应力按
计算连接螺栓最小横截面积时的许用应力按
【实用版】
目录
1.计算连接螺栓最小横截面积的必要性
2.许用应力的概念和计算方法
3.考虑许用应力时连接螺栓最小横截面积的计算过程
4.结论
正文
在机械设计中，连接螺栓的作用至关重要，它们负责将各个部件牢固地连接在一起。
为了确保连接的可靠性，我们需要计算连接螺栓的最小横截面积，使其能承受预期的应力。
在计算过程中，许用应力是一个关键参数，我们需要了解它的概念和计算方法。
许用应力，又称允许应力，是指材料在正常使用条件下允许承受的最大应力。
超过这个值，材料可能会发生塑性变形或断裂。
许用应力的计算公式为：σ = F/A，其中σ表示应力，F表示作用在材料上的力，A表示材料的横截面积。
在计算连接螺栓最小横截面积时，我们需要考虑许用应力。
假设我们已知连接螺栓的材料、许用应力和预期的拉力。
首先，我们需要根据许用应力的公式，计算出允许的最大应力。
然后，根据拉力和允许的最大应力，我们可以计算出连接螺栓的最小横截面积。
例如，假设我们使用的材料为钢，许用应力为σ_许用=150MPa，预期拉力为 F=100kN。
根据许用应力的公式，我们可以得到：A = F/σ_许用 = 100kN / 150MPa = 0.0667m。
这意味着，为了确保连接的可靠性，连接螺栓的最小横截面积应不小于 0.0667 平方米。
总之，在计算连接螺栓最小横截面积时，我们需要考虑许用应力。
通
过计算许用应力和预期拉力之间的关系，我们可以得出连接螺栓的最小横截面积。
m24螺栓的许用应力
m24螺栓的许用应力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：【m24螺栓的许用应力】螺栓是连接两个或多个零部件的重要元件，常用于机械设备、汽车、建筑等领域。
而m24螺栓作为常见的一种规格，其许用应力是制定和使用时需要考虑的重要参数之一。
接下来我们将详细介绍m24螺栓的许用应力及其相关知识。
一、m24螺栓及其用途m24螺栓是一种直径为24mm的螺栓，常见长度有不同规格。
m24螺栓一般由螺栓头、螺杆和螺栓尾部组成，用于连接和固定零部件。
m24螺栓具有承受较大载荷的能力，适用于一些对强度要求较高的场合，如桥梁建设、重型设备制造等领域。
许用应力是指在特定工作条件下，螺栓所能承受的最大应力值。
m24螺栓的许用应力需根据其材料、强度等参数来计算。
一般情况下，m24螺栓的许用应力可以通过以下公式计算：许用应力= 最小工作强度x 施加载荷最小工作强度是指螺栓材料的屈服强度，通常由相关标准规定。
施加载荷则是螺栓在工作过程中承受的力或重量。
需要注意的是，许用应力的计算要考虑到螺栓的使用环境、工作条件等因素，确保螺栓的强度足以承受工作载荷，避免造成装配失效或事故。
m24螺栓的许用应力受多种因素影响，主要包括以下几个方面：1. 螺栓材料：不同材料的螺栓具有不同的强度和硬度，对许用应力有着显著影响。
常见的螺栓材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
2. 螺栓直径：m24螺栓的直径大小直接影响其承载能力和许用应力值。
直径较大的螺栓通常承载能力更高。
3. 螺栓强度等级：螺栓的强度等级也是影响许用应力的重要因素之一，通常采用8.8、10.9、12.9等等级。
4. 紧固力矩：螺栓紧固力矩的大小会影响螺栓的受力状态和应力分布，从而影响许用应力值。
5. 使用环境：螺栓在不同的使用环境下，如高温、腐蚀等情况下，其许用应力值会有所差异，需要谨慎选择和设计。
m24螺栓的许用应力值是在设计和制造过程中需要重点关注的参数之一。
合理计算许用应力值可以确保螺栓在工作过程中安全可靠地承载其设计载荷，避免出现螺栓松动、断裂等问题。
螺栓的许用剪切应力
实际分布规律较为困难。因此在工程实际中，做出一些假设进行简化计算，称为实用计 算，或假定计算。假设应力在剪切面内是均匀分布的，若 A 为剪切面面积，则应力为： Q τ= （18-1） A
τ 与剪切面相切，故为剪应力。以上计算是以假设剪应力在剪切面内均匀分布为基
础的，实际上它只是剪切面内的一个“平均应力” ，所以也称为名义剪应力。其值与剪 切面上的最大剪应力大致相等。
根据（18-6）式得：
τ=
P ≤ [τ h ] 0 . 7t ∑ l f
∑l f =
170 × 10 3 P = = 0.34(m) = 340mm 0.7t[τ h ] 0.7 × 6 × 10 −3 × 120 × 10 6
又 ∑ l f = 2(l − 10) ，所以两侧实际焊缝长度各为 ：
l= ∑l f 2 + 10 = 170 + 10 = 180 mm
二、挤压实用计算
在第一节中已讲过，联接件除承受剪切外，在联接件和被联接件的接触面上还将承 受挤压。所以对上面的联接件还要进行挤压强度计算。 把作用在螺栓挤压面上的压力称为挤压力，用 P 表示，用 A jy 表示挤压面面积。挤 压面上单位面积内承受的挤压力称为挤压应力，用 σ jy 表示。在工程上也采用类似剪切
38
思 18-1 18-2 18-3
考
题
何谓剪切？剪切变形的特征是什么？ 单剪与双剪，挤压与压缩有什么区别？ 何谓实用计算？连接件用使用计算方法进行强度设计是否安全可靠？ 习 题
18-1
试校核图示联接销钉的剪切强度。已知 P=100MPa，销钉直径 d=30mm，材
料的许用剪应力 [τ ] =60MPa，若强度不够，应改用多大直径的销钉？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
e)不同材料匹配——强度↑40%
2、降低螺栓应力幅（ ）
3、减小应力集中
螺纹牙根、收尾、螺栓头部与螺栓杆的过渡处等均可能产生应力集中。
1）加大过渡处圆角2）改用退刀槽↑20~40%（螺纹收尾处）
3）卸载槽4）卸载过渡结构。
4、采用合理的制造工艺
1）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度↑30~40%
2、螺栓和被联接件的刚度对螺栓的总拉力F0有何影响？采用什么措施可以减小螺栓的刚度和提高被联接件的刚性？
3、联接螺纹都是自锁的，为何螺纹联接中大多数联接仍采用防松措施？说明各种防松方法的原理和常用结构
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
教学后记：
教研室主任意见：
2.熟悉螺纹连接件的材料和许用应力；
教学重点、难点#
重点：螺栓连接的许用应力和安全系数
难点：螺栓连接的许用应力和安全系数的确定
教学内容及教学方法：
一、螺纹连接件的材料和许用应力
1、螺纹连接件的材料
一般条件下，螺纹连接件的常用材料为低碳钢和中碳钢，如Q215、Q235、15、35和45钢，受冲击、振动和变载荷作用的螺纹连接件可采用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi和15CrVB等；有腐蚀、防磁、导电、耐高温等特殊要求时采用1Cr13、2Cr!3、CrNi2等。螺纹连接件的常用材料的力学性能见表7－7。
5~4
4~2.5
2.5
7.5~5
5
6~7.5
螺纹连接的许用应力见表7－8。
二、提高螺栓联接强度的措施
1、改善螺纹牙间载荷分布不均状况
a)悬置螺母——强度↑40%（母也受拉，与螺栓变形协调，使载荷分布均匀）
b)环槽螺母——强度↑30%（螺母接近支承面处受拉）
c)内斜螺母——强度↑20%（接触圈减少，载荷上移）
2、螺纹连接的许用应力
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
预紧螺栓连接的安全系数（不控制预紧力）
材料种类
静载荷
动载荷
M6~M16
M16~M30
M30~M60
M6~M16
M16~M30
M30~M60
碳钢
4~3
3~2
2~1.3
10~6.5
6.5
6.5~10
合金钢
抚州职业技术学院教案
课程名称：机械设计基础
任课老师（职称）：周晓良（讲师）
授课对象及时间：2013级综合班、2012五年制班
授课题目（章节）：螺栓连接许用应力和安全系数
教具：多媒体
基本教材：陈立德《机械设计基础》（第四版）
课时安排：3
教学目的（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1.掌握提高螺栓联接强度的措施
2）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等。可提高疲劳强度
3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度↑70~100%，此法具有优质、高产、低消耗功能。
4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。
教学方法：多媒体教学，结合工程实际分组讨论
课程作业或思考题：
1、螺栓组联接受力分析中，联接受什么载荷？采用什么螺栓时，螺栓只受预紧力F′？联接受何种载荷时，螺栓同时受到预紧力F′和工作载荷F？