螺栓强度计算公式
合集下载
相关主题
- 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)。
安装螺栓情况 Sa
<12 1
400 3
控制预紧力 1.5-2.5
16 0.87
20
24
0.8
0.74
切制螺纹Kt=1，搓制螺纹Kt=1.25
600
800
1200
3.9
4.8
5.2
不控制预紧力
2.5-5
钢牌号
抗压疲劳极限σ1t/MPa
10 120-150
垫片材料
金属（无垫片）
Q215A 皮革
Q235A 120-160
[σ]
d12 Cb Cm
2
应力幅
σa=
2F d12
Cb Cb
C
m
≤[σa]
[σa]=
K t K u 1t
K Sa
注：ε尺寸系数，Ku受力不均匀系数，Kt螺纹制造工艺系数，Kσ缺口应力集中系数，Sa安全系数，σ-1t材料抗压疲劳 极限
尺寸系数ε Kt Ku Kσ
Sa
螺栓直径d/mm ε
螺栓材料σb/MPa Kσ
变载荷 M16～M30
6.5 5
四：受轴向载荷的紧螺栓连接
螺栓最大拉应 力：
F2=QP+F
Cb Cb Cm
四类计算方法：计算预紧力和工作载荷
注：QP为预紧力，F为受轴向载荷，Cb螺栓的刚度，Cm 被连接件的刚度
1.受轴向载荷为静载荷时：
拉应力： 碳素钢螺栓
1.3F2
σ=
d12
4
σ=（0.78-0.91）σs+
注：σ≤[σ]
不控制预紧力时安全系数如下表所示：
材料类别
碳钢 合金钢
M6～M16 4～3 5～4
静载荷 M16～M30
3～2 4～2.5
碳素钢螺栓 合金钢螺栓
QP≤（0.6-0.7）σsA σs：材料的屈服极限
A≈ d12
QP≤（0.5-0.6）σsA
4
M30～M60 2～1.3 2.5
M6～M16 10～6.5 7.5～5
40Cr 30CrMnSi 240-340
铜皮石棉
35 170-220
橡胶
45 190-250
Cb Cb Cm
0.2-0.3
0.7
0.8
0.9
（过盈配合）
配合）
拉伸强度
变载荷
M30～M60 6.5～10 5～7.5
接
制螺纹Kt=1，搓制螺纹Kt=1.25
30 0.65
36
42
48
56
64
0.64
0.6
0.57 0.54 0.53
15MnVB
4F d12
Cb Cb Cm
合金钢螺栓
σ=（0.65-0.78）σs+
4F d12
Cb Cb Cm
许用拉应力： [σ]=
s
S
注：σ≤[σ] 2.受轴向载荷为变载荷时：
需要满足两个条件：
碳素钢螺栓 1
合金钢螺栓
σ=（0.78-0.91）σs+ 4F Cb ≤
[σ]
d12 Cb Cm
σ=（0.65-0.78）σs+ 4F Cb ≤
s S 1.25
[σP]×(0.7-0.8) [σP]×(0.7-0.8)
剪切强度 （MPa）
铸铁、钢
[τ]= s S 2.5
[τ]=
s
S (3.55)
注：[τ]、[σP]指许用剪切强度、许用挤压强度、σb 材料强度、σs材料屈服强度
静载荷：零件所受外力不随时间变化，即零件受力作用未产生加速度。 变载荷: 零件所受外力随时间在变化，即零件受力的作用产生加速度。
剪切强度τ=
F
md12
4
F：所受横向载荷(N)；m：受剪面个数；d1：螺纹小径(mm）
注：τ≤[τ]
装配情况 紧连接
二：受轴向载荷松螺栓强度（间隙配合）
二类计算方法：主要受力为拉伸力，螺栓主要体现拉伸强度
安全系数Ss
螺栓材料
载荷性质
静载荷
变载荷
碳素钢 合金钢
1.2-1.5
1.2-1.5
碳素钢
松连接
螺栓强度计算模板
一：受横向载荷铰制孔螺栓连接计算：（过盈配合）
一类计算方法：受工作剪力作用，不计算预紧力
载荷性质
静载荷
变载荷
材料类别
钢
铸铁
钢
Sτ
2.5
SP
1.25
－ 2-2.5
3.5-5 1.5
铸铁 －
2.5-3
强度计算
材质
静载荷
变载荷
源自文库
挤压强度 （MPa）
铸铁 钢
[σP]=
b S (22.5)
[σP]=
合金钢
许用应力计算： [σ]=
s Ss （1.21.7）
应力计算：
F
σ= d12
4
1.2-1.7
－
d1螺纹小径，F拉伸力
注：σ≤[σ]
螺栓危险剖面拉 伸强度：
σ=
1.3QP
4
d12
许用拉伸应力： [σ]= s S
三：受横向载荷的紧连接
三类计算方法：只受预紧力的紧连接
注：控制预紧力时安全系数S=1.2-1.5
<12 1
400 3
控制预紧力 1.5-2.5
16 0.87
20
24
0.8
0.74
切制螺纹Kt=1，搓制螺纹Kt=1.25
600
800
1200
3.9
4.8
5.2
不控制预紧力
2.5-5
钢牌号
抗压疲劳极限σ1t/MPa
10 120-150
垫片材料
金属（无垫片）
Q215A 皮革
Q235A 120-160
[σ]
d12 Cb Cm
2
应力幅
σa=
2F d12
Cb Cb
C
m
≤[σa]
[σa]=
K t K u 1t
K Sa
注：ε尺寸系数，Ku受力不均匀系数，Kt螺纹制造工艺系数，Kσ缺口应力集中系数，Sa安全系数，σ-1t材料抗压疲劳 极限
尺寸系数ε Kt Ku Kσ
Sa
螺栓直径d/mm ε
螺栓材料σb/MPa Kσ
变载荷 M16～M30
6.5 5
四：受轴向载荷的紧螺栓连接
螺栓最大拉应 力：
F2=QP+F
Cb Cb Cm
四类计算方法：计算预紧力和工作载荷
注：QP为预紧力，F为受轴向载荷，Cb螺栓的刚度，Cm 被连接件的刚度
1.受轴向载荷为静载荷时：
拉应力： 碳素钢螺栓
1.3F2
σ=
d12
4
σ=（0.78-0.91）σs+
注：σ≤[σ]
不控制预紧力时安全系数如下表所示：
材料类别
碳钢 合金钢
M6～M16 4～3 5～4
静载荷 M16～M30
3～2 4～2.5
碳素钢螺栓 合金钢螺栓
QP≤（0.6-0.7）σsA σs：材料的屈服极限
A≈ d12
QP≤（0.5-0.6）σsA
4
M30～M60 2～1.3 2.5
M6～M16 10～6.5 7.5～5
40Cr 30CrMnSi 240-340
铜皮石棉
35 170-220
橡胶
45 190-250
Cb Cb Cm
0.2-0.3
0.7
0.8
0.9
（过盈配合）
配合）
拉伸强度
变载荷
M30～M60 6.5～10 5～7.5
接
制螺纹Kt=1，搓制螺纹Kt=1.25
30 0.65
36
42
48
56
64
0.64
0.6
0.57 0.54 0.53
15MnVB
4F d12
Cb Cb Cm
合金钢螺栓
σ=（0.65-0.78）σs+
4F d12
Cb Cb Cm
许用拉应力： [σ]=
s
S
注：σ≤[σ] 2.受轴向载荷为变载荷时：
需要满足两个条件：
碳素钢螺栓 1
合金钢螺栓
σ=（0.78-0.91）σs+ 4F Cb ≤
[σ]
d12 Cb Cm
σ=（0.65-0.78）σs+ 4F Cb ≤
s S 1.25
[σP]×(0.7-0.8) [σP]×(0.7-0.8)
剪切强度 （MPa）
铸铁、钢
[τ]= s S 2.5
[τ]=
s
S (3.55)
注：[τ]、[σP]指许用剪切强度、许用挤压强度、σb 材料强度、σs材料屈服强度
静载荷：零件所受外力不随时间变化，即零件受力作用未产生加速度。 变载荷: 零件所受外力随时间在变化，即零件受力的作用产生加速度。
剪切强度τ=
F
md12
4
F：所受横向载荷(N)；m：受剪面个数；d1：螺纹小径(mm）
注：τ≤[τ]
装配情况 紧连接
二：受轴向载荷松螺栓强度（间隙配合）
二类计算方法：主要受力为拉伸力，螺栓主要体现拉伸强度
安全系数Ss
螺栓材料
载荷性质
静载荷
变载荷
碳素钢 合金钢
1.2-1.5
1.2-1.5
碳素钢
松连接
螺栓强度计算模板
一：受横向载荷铰制孔螺栓连接计算：（过盈配合）
一类计算方法：受工作剪力作用，不计算预紧力
载荷性质
静载荷
变载荷
材料类别
钢
铸铁
钢
Sτ
2.5
SP
1.25
－ 2-2.5
3.5-5 1.5
铸铁 －
2.5-3
强度计算
材质
静载荷
变载荷
源自文库
挤压强度 （MPa）
铸铁 钢
[σP]=
b S (22.5)
[σP]=
合金钢
许用应力计算： [σ]=
s Ss （1.21.7）
应力计算：
F
σ= d12
4
1.2-1.7
－
d1螺纹小径，F拉伸力
注：σ≤[σ]
螺栓危险剖面拉 伸强度：
σ=
1.3QP
4
d12
许用拉伸应力： [σ]= s S
三：受横向载荷的紧连接
三类计算方法：只受预紧力的紧连接
注：控制预紧力时安全系数S=1.2-1.5