螺栓的设计计算公式共31页文档
螺纹外径公制转换表
李少波的螺纹外径公制和英制管螺纹标准螺纹换算标准①公称螺纹外径：分公制和英制两种ZG 是锥管的汉语拼音第一个字母。
就是锥管螺纹的意思。
3/4 是四分之三英寸。
是指管子的内径是 3/4 英寸。
准确的来讲它的内径是 19.05 毫米，但这是老标准，现在已经不用了。
现在的国标规定ZG3/4″螺纹内径是方法应该是： ZG3/4″。
其中（″）是英寸的代表符号。
一英寸等于 25.4 毫米。
一英寸等于8 应分。
3/4 的来历是20 毫米。
它的表示6/8=3/4 。
俗称 6 分。
同样 ZG1/2″螺纹的管子内径≈15毫米。
俗称 4 分。
ZG1″螺纹的管子内径≈25毫米。
俗称 1 寸。
ZG11/2″螺纹的管子内径≈32毫米。
俗称 1 寸半。
..... 。
锥管螺纹只用于液压系统连接；而管螺纹 G3/4″只用于水管连接。
锥管螺纹与管螺纹极为相似，区别只在锥度上。
管螺纹都是英制的！！！！！英制螺纹 1/2 的大径就是 1/2 英寸 ,而管螺纹的 1/2 指的是管子的内孔日本工业标准使用公制。
JIS 有明确的规定。
螺纹分二类，普通螺纹和管螺纹。
是管螺纹，他的螺压角为55 度。
UN 是普通螺纹，他的螺压角为60 度。
GP3/8"-20BSF ，表示是惠氏细牙螺纹，螺纹的公称直径是 3/8"（单位：英寸），对应的每英寸牙数是 20。
BSF 表示惠氏细牙， BSW 表示惠氏粗牙。
螺丝的英制与公制区别......用扣规量，与公制牙型吻合是公制螺纹，与英制螺纹吻合是英制螺纹。
也可以用卡尺量螺纹的外径，和螺距。
公制螺纹外径是以毫米为单位，如6，8，10，12，18，20 毫米等等螺距也是以毫米为单位，如0.5,0.75,1,1.5,2,3, 等等英制螺纹外径是以英寸为单位，（每英寸等于25.4 毫米）如 3/16,5/8,1/4,1/2, 等等所以用公制卡尺量外径读数常带不规则的小数。
英制螺距是用每英寸含多少个牙表示。
机械设计螺纹连接
其中：d1、p 分别为螺纹小径和螺距。
[σ ] —— 许用应力，N / mm2 ，[σ ] ＝ σs /[ Ss ] ，
见表6.3（P110）。
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机械设计
螺纹连接 28
dc
4F
[ ]
(mm) —— 设计式
∵ 螺栓为标准件 ∴ 查标准，选螺栓
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机械设计
螺纹连接 29
克服螺纹中阻力所需的转矩为：
T第1 8页F/共5d272页
d2 2
Q
tan
机械设计
螺纹连接
8
旋转螺母一周，输入的驱动功W1 = 2πT1 ，有效功W2 = Q S ， 故螺旋副的效率为：
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
d2 Q tan
tan
tan
2
由上式知：λ↑，ρ↑ —→ η↑；当：λ= 45°-ρ/2 时 —→ ηmax
其相对运动相当于楔形滑块沿楔形槽斜
面移动。故非矩形螺纹的受力分析与矩形螺
纹的受力分析过程一样。由图知：
F = Q tan（λ +ρv ） 克服螺纹中阻力所需的转矩为：
T1
F
d2 2
d2 2
Q tan v
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机械设计
螺纹连接 10
螺旋副的效率为：
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
1）直径 大径 d 、小径 d1 、中径 d2 大径 d ： 公称直径。 小径 d1 ：螺纹的最小直径。 中径 d2 ：齿厚 = 齿槽宽处直径，几何计算用。 d2 ≈ (d + d1 )/2 M 20 —→ d = 20 mm
各种螺纹介绍演示文稿
强度、硬度正常情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢 产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度， 且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量，亦不可施力 过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生钢屑易粘 于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢 即使产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。
注意：美制与英制的普通螺纹区别主要是：角度上的差异，英制螺纹为55°， 美制螺纹为60°，一般情况采用美制的螺纹；高低牙一般高牙的角度为 60°,低牙为30°
第6页，共36页。
三、螺纹配合及等级：
螺纹配合定义：螺纹配合是旋合螺纹之 间松或紧的大小，配合的等级是作用在 内外螺纹上偏差和公差的规定组合。
（一）、大径/牙外径（D、d）
定义：：为外螺纹牙顶或内螺纹牙底重 合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代表 螺纹尺寸的公称直径。
第13页，共36页。
（二）、中径（D2、d2）：
定义：D2=d2=D（d）－2x3H/8 ,式中H为 原始三角形高：
H=（√3 /2）P=0.866025P(60O牙山角); H=0.960491P(55 O牙山角)
第9页，共36页。
（二）、公制螺纹，外螺纹有 三种螺纹等级：
4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、6 H、 7H。（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常 状况下为II级）在公制螺纹中，H和h的基本偏差为 零。G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为
负值。
H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀 层，或用极薄的磷化层。G位置基本偏差用于特殊 场合，如较厚的6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的 公差带。 一般电镀为3-5um可以使用6g的；6g和6h
螺栓设计计算公式
( 3 78)
N 1Ty
T r1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
T x1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
( 3 79)
由此可得螺栓1的强度验算公式为:
摩擦型连接：
承压型连接：
N
N
2 1Tx
N 1Ty N 1F
N 1Ty N 1F
i 1
( 3 86)
四、高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算
V V
1 2 3 4
N
N
V作用下 N作用下
单个螺栓所受的剪力：
V Nv n
单个螺栓所受的拉力：
N Nt n
所以：
Ⅰ、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足：
Nt N
b t
Nv N
b v
1
Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足：
b v
N
b t
0.8 P
V
1 2 3 4
V
N1 N2 y1 N3 N4 y2 中 和 轴 N作用下 V作用下
N M
N M=N·e
M作用下
2、采用高强度螺栓承压型连接时 单个螺栓所受的剪力：
N v1
单个螺栓所受的最大拉力： N t 1
螺栓的强度计算公式：
N v1 Nb v N t1 Nb t
M=Ve
Nv Nt 1 Nb Nb v t
2
2
( 3 59)
Nv N
b c
( 3 60)
高强度螺栓连接计算
高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 按受力特征的不同高强度螺栓分为两类：
【机械制造】螺纹螺距对照表（共8页）
螺距表，螺距紧固件螺纹直径与螺距对照表螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距- - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90(95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300注：尽量不采用括号内尺寸螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - -注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格规格牙距规格称呼径牙数粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16M14 2.0 1.5 1.0 7/16 11.11 14 20 14M16 2.0 1.5 1.0 1/2 12.7 13 20 12M18 2.5 2.0 1.5 9/16 14.29 12 18 12M20 2.5 2.0 1.5 5/8 15.86 11 18 11M22 2.5 2.0 1.5 3/4 19.05 10 16 10M24 3.0 2.0 1.5 7/8 22.23 9 14 9M27 3.0 2.0 1.5 1 25.40 8 12 8M30 3.5 3.0 2.0规格英寸毫米规格英寸毫米No.0000 0.0210 0.5334 1/4 0.2500 6.3500No.000 0.0340 0.8636 5/16 0.3125 7.9375No.00 0.0470 1.1938 3/8 0.3750 9.5250No.0 0.0600 1.5240 7/16 0.4375 11.1125No.1 0.0730 1.8542 1/2 0.5000 12.7000No.2 0.0860 2.1844 9/16 0.5625 14.2875No.3 0.0990 2.5146 5/8 0.6250 15.8750No.4 0.1120 2.8448 3/4 0.7500 19.0500No.5 0.1250 3.1750 7/8 0.875 22.2250No.6 0.1380 3.5052 1 1.0000 25.4000No.7 0.1510 3.8354 1-1/8 1.1250 28.5750No.8 0.1640 4.1566 1-1/4 1.2500 31.7500No.9 0.1770 4.4958 1-3/8 1.3750 34.9250No.10 0.1900 4.8260 1-1/2 1.5000 38.1000No.12 0.2160 5.4864 1-5/8 1.6250 41.2750No.14 0.2420 6.1468 1-3/4 1.7500 44.4500No.16 0.2680 6.8072 1-7/8 1.8750 47.6250No.18 0.2940 7.4676 2 2.0000 50.8000No.20 0.3200 8.1280No.24 0.3720 9.4488公称直径与螺距系列表GB193-63公称直径d(毫米) 螺距l(毫米) 公称直径d(毫米) 螺距l(毫米)第一系列第二系列第三系列粗牙细牙第一系列第二系列第三系列粗牙细牙(28) 2 1.5 1 1 0.25 0.230 3.5 (3) 2 1.5 1 0.75 1.1 0.25 0.2(32) 2 1.5 1.2 0.25 0.233 3.5 (3) 2 1.5 1 0.75 1.4 0.3 0.235 (1.5) 1.6 0.35 0.236 4 3 2 1.5 1 1.8 0.35 0.2(38) 1.5 2 0.4 0.2539 4 3 2 1.5 1 2.2 0.45 0.2540 (3) (2) 1.5 2.5 0.45 0.3542 4.5 (4) 3 2 1.5 1 3 0.5 0.3545 4.5 (4) 3 2 1.5 1 3.5 (0.6) 0.3548 5 (4) 3 2 1.5 1 4 0.7 0.550 (3) (2) 1.5 4.5 (0.75) 0.552 5 (4) 3 2 1.5 1 5 0.8 0.555 (4) (3) 2 1.5 (5.5) 0.556 5.5 4 3 2 1.5 1 6 1 0.75 0.558 (4) (3) 2 1.5 7 1 0.75 0.560 (5.5) 4 3 2 1.5 1 8 1.25 1 0.75 0.562 (4) (3) 2 1.5 9 (1.25) 1 0.75 0.564 6 4 3 2 1.5 1 10 1.5 1.25 1 0.75 0.565 (4) (3) 1.5 11 (1.5) 1 0.75 0.568 6 4 3 1.5 1 12 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5注：1、选择螺纹的公称直径时，优先选用第一系列，其次第二系列，第三系列尽可能不用。
普通螺栓连接的性能和计算
第24页/共32页
解：(1)分析螺栓群受力，把偏心力F向形心简化，则螺栓 群受力为
剪力： V＝120kN 扭矩： T＝120X500＝60000kN•mm 均对螺栓产生剪力。
(2)计算单栓承载力设计值 单栓抗剪承载力设计值：
NVb
nV
d 2
4
fVb
1 20 2 130 10 3
4
40.8KN
图3-7-15 例3-7-1普通螺栓盖板连接设计
21
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解：单栓抗剪承载力设计值：
NVb
nV
d 2
4
fVb
2
20 2 4
130
81681
.4N
81.7KN
单栓的承压承载力设计值为：
N
b c
d
tfcb
20
14
305
85400
.0N
85.4KN
Nb V m in
81 .7 KN
板件一侧所需螺栓数：
由于确定撬力比较复杂，为了简化计算，规定普通螺栓抗拉强 度设计值只取为螺栓钢材抗拉强度设计值的0.8倍，以考虑这 一不利的影响。这相当于考虑了撬力Q＝0.25N，一般来说， 只要翼缘板厚度满足构造要求、且螺栓间距不要过大，这样的 简化处理是可靠的。
单个抗拉螺栓的承载力设计值为：
Ntb
Ae ftb
de2
yi2 4 80 2 160 2 1.28 105 mm 2
(xi2 yi2 ) 5.28 105 mm 2
25
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26
N1Tx
Ty1 xi2
yi2
60000 160 5.28 105
18.2KN
弹性、螺栓设计计算
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
代号 一 T L b l D h k Ppp τp 二 P τ 三
定义 已知 转矩 键的长度 键的宽度 键的工作长度 轴的直径 键的高度 键与轮毂的接触高度 键连接的许用挤压压强 键连接的许用剪切应力 计算 工作面的挤压 键的剪切应力 结论 P＜Ppp τ＜τp
4.0625 满足要求 697.4977318 930 1.333337669 1.3～1.7 满足要求 MPa MPa
32 33 34 35
τmax τs S Sp
最大切应力 屈服极限
τmax=8KDPn/ πd3
静载荷，80钢
疲劳安全系数
S=τp / τmax S＞Sp,强度满足要求
序号
代号 一
有张紧装置，a0max ＞80p
90 254
2032 1100
mm mm mm mm 节 m mm mm m/s N
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
a0p=a0/p 机械Ⅲ表13-2-7
43.30708661 0 110
Lp=（z1+z2）/2+2a0p+k/a0p 111.6141732 L=Lp*p/1000 机械Ⅲ表13-2-8 ac=p（2Lp-z1-z2）*ka 0.002*ac a=ac-△a v=z1n1p/60*1000 Ft=1000P/v 2.794 0.25 1079.5 2.159 1077.341 1000 0.010583333 396850.3937
机械Ⅱ表5-3-17 τ=2T/DdL 根据销的材料查表对于销 的常用材料可取 Τ p=80MPa 0.4
螺纹紧固件联接与装配图PPT课件
A-A
联接部分画外螺纹
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第六章
6-1 螺纹 联接
（一）概念
（五）螺纹的类型和标记 1、螺纹类型
（二）螺纹要素 • 普通螺纹，代号M。
（三）螺纹画法 • 管螺纹
非螺纹密封：圆柱管螺纹G
代号
螺纹联接
螺纹密封：R
圆锥
外螺纹：R 内螺纹：Rc
（四）的画法
螺纹类型 • 梯形螺纹，代号Tr
圆柱内螺纹 R p
（一）键联接
（二）销联接
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第六章
6-2 传动件 3、普通平键联接画法
与轴联接
非接触面有间隙
（一）键联接
（二）销联接
轴剖面内， 轴和键按不 剖画
配合表面 无间隙
接触面 无间隙
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第六章
6-2 传动件 与轴联接
（二）销联接
（一）键联接 （二）销联接
圆柱销
圆锥销
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技术要求
➢安装尺寸 将部件安装在机器上，或机
器安装在基第础37页上/共4，9页需要确定的尺寸。
第六章
规格尺寸示
6-3 装配图 例
（一）概念
（二）表达方法 规格尺寸
（三）尺寸标注
部件序号、 （四）明细表和
技术要求
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配合尺寸示例：
5
6
7 89
10 11
12
A-A 4
A 13
123 0.02
bm
H
0.5d
第16页/共49页
第六章
6-1 螺纹 联接
（一）概念
（二）螺纹要素
（三）螺纹画法 螺纹联接
VDI_2230高强度螺栓连接的系统计算-中文完整版
ICS21.060.10 2003年2月VDI 2230 第一部分高强度螺栓连接的系统计算单个圆柱螺栓连接内容页指南的基本注解 VDI 2230第1部分新版本2003年. . . . . . .………………………………….………… . . . . . . . 31 有效范围. . . . . . . . . . …………………………………………………………………………….………. . . . . . 32 技术准则 VDI 2230第1部分，1986年7月版与2001年10月修订版的差异.... . (3)3 载荷和变形条件 (4)3.1 可用的计算方法概述 (4)3.2 单个螺栓连接计算，力和变形分析................... . (5)3.2.1 同轴紧固单螺栓连接 (8)3.2.2 偏心紧固单螺栓连接 (8)3.2.3 单边开放的连接 (10)3.2.4 横向力的影响. . . . . …………………………….…….…….……………………………...……………… . 104 计算步骤................................................................... (10)4.1 概述. . . . . . . . . ………………………………….………….…………………………………………. . . . . . . 104.2 说明. . . . . ………………………………….…………………. ………………………………... . . . . . . . . . . 115 数值计算……………………………… . . . . . . …….…….……. ………………………….………………. . . . . 195.1 连接的回弹. . . . ……………………………………….……. ……………………………………………... . 195.1.1 螺栓的回弹. . . . . . . . . (19)5.1.1.1 轴向回弹. . . ………………………………………….………………………….…………………. . . . . 205.1.1.2 弯曲回弹. . . . . (21)5.1.2 重叠被连接件的回弹 (21)5.1.2.1 同轴紧固单螺栓连接的回弹........................................... (23)5.1.2.2 偏心紧固单螺栓连接的回弹............................................ .. (26)5.1.2.3 偏心作用的轴向工作载荷的回弹 (31)5.2 载荷系数. . . . . . . . . . . . . ……………………………………………………………………………………. . 325.2.1 轴向作用的工作载荷的作用线-距离a…………………...…………………………………………. . . . .325.2.2 载荷系数. . . . ……………………………………………..……………………………………………… . . 325.2.2.1 基本原理. . . . . . . (33)5.2.2.2 确定载荷系数n的步骤.................................................... . (34)5.3 载荷系数和附加螺栓载荷 (38)5.3.1 载荷系数和附加螺栓载荷的上限.......... . (38)5.3.1.1同轴负载. . . . ………………………...…………………………………………………………………. . 405.3.1.2偏心负载. . . . . . (40)5.3.1.3 特殊情况下的外部弯曲力矩 (41)5.3.2 偏心载荷情况下上限的关系式 (41)5.3.3 开式连接的关系式 (44)5.4 预加载荷. . . . . . . . . ………………… ……. . . …………………………………………………………… . 475.4.1 最小夹紧力 (47)5.4.2 预紧力的变化. . .... . . . . . . . . (47)5.4.2.1 由于压陷和松弛产生的预紧力变化 (47)5.4.2.2 温度对预紧力的影响 (49)5.4.3 装配预紧力和拧紧力矩 (50)5.4.3.1 力矩控制拧紧 (52)5.4.3.2 转角控制拧紧 (53)5.4.3.3 屈服控制拧紧 (54)5.4.3.4 拧紧方法的比较 (54)5.4.3.5 最小装配预紧力 (54)5.5 应力和应变的计算 (55)5.5.1 装配应力. . . . . .................................................................................................. . . . . . . 55 5.5.2 工作应力. . . . . . . . ................................................................................................ . . . . 58 5.5.3 交变应力.................................................................................................. . . . . . . . . . . 59 5.5.4 螺栓头和螺母支承面的表面压力 (63)5.5.5 啮合长度. . . . . . . (64)5.5.6 剪切应力. . . . . . ……………………….………………………………………………………… . . . . . . 67 5.5.6.1 概述. . . . . . . . . . ……………………….………………………………………………………………. . 67 5.5.6.2 载荷分布. . . . ………………………….……………………………………………………………. . . 67 5.5.6.3 静载荷. . . . . ………………………………….……………………………………………………. . . . 685.5.6.4 动载荷………………………………………….……………………………………………... . . . . . . . 696 提高螺栓连接工作可靠性的设计. . . . . …………...….……………………………………………………. . 70 6.1 螺栓连接耐久性. . . . . . ………………………………………………………………………………….. . . 706.2 螺栓连接的松脱. . ………………………………………………………………………………….. . . . . . 717 标记符号及其内容………………………………….……………………………………………... . . . . . . . . . . 71 参考文献. . . . …………………………………….………………………………………... . . . . . . . . . . . . . . . 81 附件A 计算用表. . . . ……………………………...………………………………………………….... . . . . . . 84 附件B 计算例题. . …………………………………………………………………………………... . . . . … . . 98 附件C 载荷系数计算. . ………………………..……..……………………………………………….. . . . . . . . 138指南的基本注解2003年新版本，VDI 2230第一部分本指南已经用于实践超过25年，被广泛承认和经常参考，现在德国及其它地方被当作是标准工作用于计算螺栓连接。
螺栓设计计算公式
普通螺栓抗剪连接
N/2
N
N/2
破坏形式
（1）螺栓杆被剪坏 N 栓杆较细而板件较厚时 （2）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时 （3）板件被拉断 N 截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。
N
N
（4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO N N
这 两 种 破 坏 构 造 解 决
当l1 60d 0时： 0.7
N n b N min
2、普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算 e F F
1
N1F
y
1 N 1Tx
F T
r1
N1T
x
N1Ty
T
N1 F F n
★F作用下每个螺栓受力：
N1Tx T y1
x y
i 1 2 i i 1
n
n
2 i
N1Ty
T x1
承压型高强度螺栓—受力特征与普通螺栓类似。
摩擦型高强度螺栓抗剪连接单栓承载力
N 0.9n f P
b v
(3 63)
式中：0.9—抗力分项系数γR的倒 数(γR=1.111); nf—传力摩擦面数目; μ--摩擦面抗滑移系数; P—预拉力设计值.
承压型高强度螺栓抗剪连接单栓抗剪承载力
nv—剪切面数目； d—螺栓杆直径； fvb、fcb—螺栓抗剪和承压强度设计值； ∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。
普通螺栓群抗剪连接计算
1、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算
N
l1
N/2 N/2
当l1 15d 0时： 1
l1 当 15d 0 l1 60d 0时： 1.1 150d 0
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ICS21.060.10 2003年2月VDI 2230 第一部分高强度螺栓连接的系统计算单个圆柱螺栓连接内容页指南的基本注解 VDI 2230第1部分新版本2003年. . . . . . .………………………………….………… . . . . . . . 31 有效范围. . . . . . . . . . …………………………………………………………………………….………. . . . . . 32 技术准则 VDI 2230第1部分，1986年7月版与2001年10月修订版的差异.... . (3)3 载荷和变形条件 (4)3.1 可用的计算方法概述 (4)3.2 单个螺栓连接计算，力和变形分析................... . (5)3.2.1 同轴紧固单螺栓连接 (8)3.2.2 偏心紧固单螺栓连接 (8)3.2.3 单边开放的连接 (10)3.2.4 横向力的影响. . . . . …………………………….…….…….……………………………...……………… . 104 计算步骤................................................................... (10)4.1 概述. . . . . . . . . ………………………………….………….…………………………………………. . . . . . . 104.2 说明. . . . . ………………………………….…………………. ………………………………... . . . . . . . . . . 115 数值计算……………………………… . . . . . . …….…….……. ………………………….………………. . . . . 195.1 连接的回弹. . . . ……………………………………….……. ……………………………………………... . 195.1.1 螺栓的回弹. . . . . . . . . (19)5.1.1.1 轴向回弹. . . ………………………………………….………………………….…………………. . . . . 205.1.1.2 弯曲回弹. . . . . (21)5.1.2 重叠被连接件的回弹 (21)5.1.2.1 同轴紧固单螺栓连接的回弹........................................... (23)5.1.2.2 偏心紧固单螺栓连接的回弹............................................ .. (26)5.1.2.3 偏心作用的轴向工作载荷的回弹 (31)5.2 载荷系数. . . . . . . . . . . . . ……………………………………………………………………………………. . 325.2.1 轴向作用的工作载荷的作用线-距离a…………………...…………………………………………. . . . .325.2.2 载荷系数. . . . ……………………………………………..……………………………………………… . . 325.2.2.1 基本原理. . . . . . . (33)5.2.2.2 确定载荷系数n的步骤.................................................... . (34)5.3 载荷系数和附加螺栓载荷 (38)5.3.1 载荷系数和附加螺栓载荷的上限.......... . (38)5.3.1.1同轴负载. . . . ………………………...…………………………………………………………………. . 405.3.1.2偏心负载. . . . . . (40)5.3.1.3 特殊情况下的外部弯曲力矩 (41)5.3.2 偏心载荷情况下上限的关系式 (41)5.3.3 开式连接的关系式 (44)5.4 预加载荷. . . . . . . . . ………………… ……. . . …………………………………………………………… . 475.4.1 最小夹紧力 (47)5.4.2 预紧力的变化. . .... . . . . . . . . (47)5.4.2.1 由于压陷和松弛产生的预紧力变化 (47)5.4.2.2 温度对预紧力的影响 (49)5.4.3 装配预紧力和拧紧力矩 (50)5.4.3.1 力矩控制拧紧 (52)5.4.3.2 转角控制拧紧 (53)5.4.3.3 屈服控制拧紧 (54)5.4.3.4 拧紧方法的比较 (54)5.4.3.5 最小装配预紧力 (54)5.5 应力和应变的计算 (55)5.5.1 装配应力. . . . . .................................................................................................. . . . . . . 55 5.5.2 工作应力. . . . . . . . ................................................................................................ . . . . 58 5.5.3 交变应力.................................................................................................. . . . . . . . . . . 59 5.5.4 螺栓头和螺母支承面的表面压力 (63)5.5.5 啮合长度. . . . . . . (64)5.5.6 剪切应力. . . . . . ……………………….………………………………………………………… . . . . . . 67 5.5.6.1 概述. . . . . . . . . . ……………………….………………………………………………………………. . 67 5.5.6.2 载荷分布. . . . ………………………….……………………………………………………………. . . 67 5.5.6.3 静载荷. . . . . ………………………………….……………………………………………………. . . . 685.5.6.4 动载荷………………………………………….……………………………………………... . . . . . . . 696 提高螺栓连接工作可靠性的设计. . . . . …………...….……………………………………………………. . 70 6.1 螺栓连接耐久性. . . . . . ………………………………………………………………………………….. . . 706.2 螺栓连接的松脱. . ………………………………………………………………………………….. . . . . . 717 标记符号及其内容………………………………….……………………………………………... . . . . . . . . . . 71 参考文献. . . . …………………………………….………………………………………... . . . . . . . . . . . . . . . 81 附件A 计算用表. . . . ……………………………...………………………………………………….... . . . . . . 84 附件B 计算例题. . …………………………………………………………………………………... . . . . … . . 98 附件C 载荷系数计算. . ………………………..……..……………………………………………….. . . . . . . . 138指南的基本注解2003年新版本，VDI 2230第一部分本指南已经用于实践超过25年，被广泛承认和经常参考，现在德国及其它地方被当作是标准工作用于计算螺栓连接。
机械设计期末公式总结
机械设计期末公式总结一、强度学1. 极限强度公式极限强度公式是判断零件是否足够强度的重要公式之一。
常用的极限强度公式有「螺纹连接零件构件」「螺柱连接零件构件」「挤压件」「轴零件」「刚性连接构件」等。
2. 应力公式应力公式是研究零件应力分布的基本公式，包括挠度以及受力零件其余部分的应力。
应力公式一般有「平面应力裂纹和极坐标应力裂纹」等。
3. 弯曲公式弯曲公式是研究长条材料在承受弯曲作用下的变形量等的基本公式，常用的弯曲公式有「弯曲应力裂纹公式」。
二、传动学1. 动力庞加莱关系是动力分析的基本公式之一。
动力为质点在力的作用下产生运动的因素，包括「质量、速度、加速度」等。
2. 映射坡道柱塞传动机构是传动学中常用的一种机构，用于实现往复运动。
映射也是其中的一种关系，用于研究平行运动以及副曲线运动的机构。
3. 齿轮传动齿轮传动是机械传动中常用的一种方式，常见有「直齿轮传动」「斜齿轮传动」「蜗杆传动」「固定齿轮传动」等。
三、力学1. 静力静力是研究静止状态下的力学性质的学科，包括「力的平衡」等。
2. 动力动力是研究运动状态下的力学性质的学科，包括「牛顿定律」「质心运动学定理」「动量守恒定律」「僵直度」等。
四、流体力学1. 流动理论流动理论是研究流体运动规律的学科，包括「流体的动力学平衡方程」「能量方程」「动量方程」「连续方程」等。
2. 流动可视化流动可视化是通过实验手段使流动可视化，用以观察流体在各种状况下的运动情况。
常用的流动可视化方法有「理想流」「旋流」「螺旋流」「射流」等。
五、热力学1. 热力学循环热力学循环是研究热力学过程中能量转换的循环过程。
常见的热力学循环有「卡诺循环」「斯特林循环」「布雷顿循环」「朗肯循环」等。
2. 热传导热传导是研究过热物质与冷物质间的热传导现象，常见的热传导公式有「傅里叶热传导定律」「斯托克斯热传导定律」等。
六、材料学1. 线性模型线性模型是材料学中常用的模型之一，常用的线性模型有「胡克定律」「西格玛定律」等。
机械设计经典计算公式(Excel版有公式计算功能)
一
1T
2D
3d
4L
二
4
σp
定义 圆柱销（平面）
已知 横向力 销的直径 销的数量 计算 剪切力
许用剪切力
结论 Τ＜Τp
圆柱销（圆周） 已知 转矩
轴的直径 销的直径 销的长度
计算 挤压力
公式/出处 机械Ⅱ表5-3-2（第一
种）
结果
5000 5 5
单位
N mm 个
τ=4F/πd2Z 根据销的材料查表对于销
公式/出处
手册Ⅱ5-1-53 手册Ⅱ5-1-54 手册Ⅱ5-1-55
P=m*9.8G+F PΣ=(ko+kc)P
Aa=πd2/4 σt=1.3PΣ/Aa
σtp=σs/n σt＜σtp
结果
单位
240
mm
1.2
4
0.2
930
Mpa
3500000
N
0
Kg
0.15
3500000 14700000
45216 422.6380042
有效圆周力
Ft=1000P/v
396850.3937
N
序号 代号
一
1
z
2
d1
3
p
4 pt
二
5
d
6 da
7 df
8 ha
9 h2
10 dg
11 K
12 dk
13 h
14 l
15 dh
16
17 b1
18 bf
19 MR 20 bR
定义 已知 链轮齿数 滚子外径 链条节距 链条排距 计算 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 分度圆弦齿高 内链板高度 齿侧凸缘直径
机械设计第05章螺栓
轴线上升的距离。 S= nP 7、升角 ：螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
可见，ψ↑→S↑→效率↑→自锁性↓。 8、牙形角α：螺纹牙两侧边的夹角，对称牙形，α=2β，
β：牙型侧角。
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机械设计第05章螺栓
三、螺栓连接的强度计算 螺栓的失效形式： 1、受拉螺栓
失效形式：螺栓杆螺纹部分发生断裂。 设计准则：保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。
2、受剪螺栓 失效形式：螺栓杆和孔壁的贴合面上出压溃或螺栓杆被剪断。 设计准则：保证螺栓的挤压强度和剪切强度。
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机械设计第05章螺栓
一、螺栓组连接的结构设计
目的：确定螺栓数目及布置形式。
要求：设计时综合考虑以下六个方面问题 1、连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何 形状，如圆形、环形、矩形、三角形等。便于对称布置螺栓， 使螺栓组的对称中心和连接接合面的形心重合，从而保证连接 接合面受力比较均匀。
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机械设计第05章螺栓
（三）承受工作剪力的紧螺栓连接 这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切力来承受载荷F的。 失效形式：螺杆被剪断及螺杆或孔壁被压溃。
螺栓杆的剪切强度条件为：
挤压强度条件为：
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机械设计第05章螺栓
第六节 螺纹连接件的材料及许用应力
一、螺纹连接件材料
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系泊绞车底座连接螺栓拧紧力矩及强度计算
表 2 单支架基本参数
水平力 垂直力 单支座中 前部螺栓到端 后部螺栓到端面 螺栓总 （FX） （FZ） 心高（h） 面距离（L1） 距离（L2） 数量（Z）
988744N 351625N 512mm
Internal Combustion Engine & Parts
· 95 ·
系泊绞车底座连接螺栓拧紧力矩及强度计算
Calculation of Tightening Torque and Strength of Connecting Bolts of Mooring Winch Base
王林 WANG Lin曰赵亚林 ZHAO Ya-lin
版社，2010，1. [5]中国船级社《. 钢制海船入级规范 2009》第 2 分册[M].人民
交通出版社，2009.
钢的弹性模 环氧树脂弹 单支架底板 中间垫片厚 船体基座面 螺栓安装孔 螺栓直径
量（E） 性模量（E1） 厚度（t1） 度（t2） 板厚度（t3） 直径（dh） （d）
206GPa 5.06GPa 75mm
40mm
25mm
52mm
48mm
螺栓螺距 螺栓外螺纹 螺栓外螺纹 螺栓头部对 螺栓有效螺 （P） 小径（d1） 中径（d2献院
[1]OCIMF - Mooring Equipment Guidelines (MEG4) Fourth
Edition 2018. [2]GB/T 4446-1995，系泊绞车[S]. [3]潘高良高，柏祥华.锚机和绞车地脚螺栓强度校核计算分
析[J].机电设备，2014，31（06）. [4]闻邦椿主编.机械设计手册[M].第 2 卷/-5 版.机械工业出
膨胀螺栓选型计算_20170914
124
YES
锚固长度 与直径比
7.75
By Yehong Cheng
三、膨胀 螺栓及混
3.1. 锚栓 受拉钢材
本条计算 主 锚要栓根钢据 材 破 锚坏栓时钢受 材 破 锚坏栓时钢受 材 破坏时受
判断NSD是 否小于 满足要
求
3.2. 混凝 土锥体受
本条计算 的 根主据要螺根 栓 对 混应凝参土数 锥 体 混破凝坏土时 锥 体 理破想坏化时 破 坏 根锥据体螺投 栓 及 单连螺接栓板 A双C,螺N =栓(C1 + AC,N = (C1 + A四C,螺N =栓(S1 + AC,N = (C1 + A螺C,栓N =至(S连1 + 接 表板层最混小 凝 土 荷因载密偏集 心 对 未受裂拉混承 凝 土对受拉
本计算书 《的主要计 G及 规 要 是本计算中
所适用的
机械式 膨胀螺 栓选型
膨胀螺栓选型计算报告书
螺栓材 料
80A
H ELP M E！
一、主要 参 1.1数主要 输入条件 膨胀螺栓 螺 膨杆胀材螺质 栓 螺杆力学
膨胀螺栓 螺 膨杆胀名螺义 栓 名 混义凝长土度 强 度 混等凝级土的 厚度 膨胀螺栓 连接板在 单个连
Print : 2020/5/31 18:12
0.78065 1 1 eN
1.4
125.186 KN 2.15
58.2258 KN 58.2258 KN
Yes 0.32259
By Yehong Cheng
4.1 螺栓 受剪承载
本条计算 主 螺要栓依破据 坏 时受剪承
根据螺 栓与连接
1). 无杠 杆2).臂有的杠 杆臂的
混凝土锥 体破坏时 混凝土锥 体 混破凝坏土时 锥 体破坏时