机械设计螺栓组强度计算求合力公式
螺栓强度计算
――受力不均匀因数，受压螺母 =1，受拉螺母 =1.5~1.6；
――缺口应力集中因数，按表3查得；
――抗压疲劳极限，按表4查得；
――安全因数，控制预紧力 =1.5~2.5，不控制预紧力 =2.5~5。
表1螺栓连接
一、螺栓受力分析：
螺栓为受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷），受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷）的基本形式如下图所示：
二、受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷）的基本公式：
（1）许用应力计算公式：
（2）强度校核计算公式：
式中：
――轴向载荷，N；
――螺栓小径，mm，查表获得；
――相对刚度，按表1选取；
――尺寸因数，按表2查得；
表3缺口应力集中因数
表4抗压疲劳极限
三、计算内容：
相关参数如下表：
（1）许用应力计算：
（2）强度校核计算：
四、结论：
由上述计算可知，螺栓强度满足要求。
螺栓组受力分析与计算
螺栓组受力分析与计算前言螺栓组是机械结构中常用的连接元件，常见于机器零件和设备中。
在机械结构中，螺栓组的受力分析和计算是非常重要的。
其中，螺栓组受力的大小和方向，不仅决定了螺栓的抗拉强度，还决定了整个机械结构的稳定性和可靠性。
在本文中，我们将介绍螺栓组的受力分析和计算，包括螺栓组的受力特点、受力方向、计算公式和实际案例。
螺栓组受力特点螺栓组是由若干个螺栓组成的一种连接结构。
在受到外力作用时，螺栓组的受力特点主要表现为：1.拉力：螺栓组一般是在拉伸状态下进行工作的，拉力是螺栓组受力的主要形式。
2.压力：螺栓组在受到工作装置的压力时，螺栓头和垫圈会承受一定的压力。
3.剪力：螺栓组在受到横向力或剪切力时，螺栓会发生剪切变形。
4.扭矩：螺栓组在受到扭矩力时，螺栓会扭转变形。
螺栓组受力方向螺栓组的受力方向可以分为两种类型：轴向力和剪力。
轴向力轴向力是螺栓组最常见的受力形式，是指沿着螺栓中心线方向的受力。
当受到轴向拉力和压力时，螺栓组会发生轴向变形，通过计算轴向力和剪力的大小和方向，可以确定螺栓组的破坏形式。
剪力剪力是指横向力或者剪切力在螺栓组上的作用。
当受到横向力或者剪切力时，螺栓组会承受剪切变形，通过计算剪力和轴向力的大小和方向，可以确定螺栓组的破坏形式。
螺栓组的计算公式为了确定螺栓组的受力方向和大小，可以使用材料力学的基本公式进行计算。
下面是螺栓组的计算公式。
轴向力的计算公式轴向拉力的计算公式如下：F = A * σ其中，F表示轴向拉力；A表示螺栓的截面积；σ表示螺栓材料的拉伸强度。
轴向压力的计算公式如下：F = A * σ其中，F表示轴向压力；A表示螺栓的截面积；σ表示螺栓材料的压缩强度。
剪力的计算公式剪力的计算公式如下：F = A * τ其中，F表示剪切力；A表示螺栓的截面积；τ表示螺栓材料的剪切强度。
实例分析螺栓组的实际应用非常广泛，下面介绍几个实际案例。
案例1：车轮螺栓的受力分析和计算车轮螺栓是汽车结构中常见的连接元件，其受力情况如下图所示：在这个情况下，车轮螺栓的轴向拉力如下所示：F = A * σ = 3.14 * (12.52/2)^2 * 780 = 23161.3 N其中，A表示螺栓的截面积；σ表示螺栓材料的拉伸强度。
机械设计螺纹连接的强度计算
Ob 螺栓
λb
力
变形
合并后 Ob
θb θm
λb
λm
λm Om 被联接件
tg b C b tg m C m
变形 Om
力与变形线图
△F
预紧且有工作载荷后：
力 B
A
F0
C
θb
θm
Ob △λ
Om
λb
λm
力与变形线图
F1
F
F2
变形
F2 F1F
为保证连接的紧密性，应使残余预紧力F1 ＞0， 一般根据连接的性质确定F1的大小。 推荐采用的F1为： 对于用密封要求的连接，F1=（1.5～1.8）F 对于一般连接，工作载荷稳定时，F1=（0.2～0.6）F
工作载荷不稳定时，F1=（0.6～1.0）F
F
Dp D
各力定义: 1、预紧力F0（拧紧螺母后，作用在螺栓上的拉力和被联件
上压力） 2、工作拉力F（对螺栓联接施加的外载荷） 3、 残余预紧力F1 4、螺栓的总拉力F2
F
Dp D
F0
△F
F1 F F2
力 B
A
Ob θb △λ
λb
C θm Om
λm
F2 F1F （1）
1.3F0
d 1
2
4
1
F 0 f nF
p
F
ds h
p
F
1 4
ds2
m
F0 F f n
d1
41.3F0
取二式计算结果中较 大的ds 选择螺栓
F2F0CbC bCmFF1F
ca
1.3F2
1 4
d12
d1
41.3F2
aCbC bCm2d F 1 2 a
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。
螺纹强度校核公式
螺栓是应用广泛的可拆卸紧固件，实际工程中经常需要进行螺栓强度校核和选型。
机械设计手册中给出了螺栓选型的经验公式，这些公式是合理有效的，但需要明确输入螺栓的轴向和横向载荷，这些载荷通常很难用理论计算或经验估计方法确定。
有限元分析能够处理螺栓连接的结构，但有限元分析中的螺栓连接通常是做了大量简化，导致螺栓应力结果不准确，无法作为螺栓校核选型的依据。
因此，本文考虑将经验公式与有限元分析相结合来进行螺栓校核选型。
通过有限元分析来确定螺栓所受的轴向和横向载荷，以此作为经验公式的输入，完成螺栓校核选型计算。
关于螺栓选型，需要明确最小拉力载荷和保证载荷这两个概念。
当试验拉力达到最小拉力载荷时，要求螺栓不得发生断裂。
在试件上施加保证载荷后，其永久伸长量(包括测量误差)，不应大于12.5微米。
最小拉力载荷和保证载荷的具体数值参见GB/T 3098.1-2000~ GB/T 3098.17-2000。
跟螺栓选型相关的几个标准规范如下：•GB/T 3098-2000 紧固件机械性能•GB/T 16823.1-1997 螺纹紧固件应力截面积和承载面积•QC/T 518-2007 汽车用螺纹紧固件紧固扭矩•GB/T 5277-1985 紧固件螺栓和螺钉通孔2. 螺栓强度校核经验公式2.1 受横向载荷普通紧螺栓在预紧力作用下，压紧被连接件，被连接件间产生摩擦力，抵抗横向载荷。
螺栓杆受拉伸扭转综合作用。
如果连接件之间的摩擦力不足以抵消横向载荷，则被连接件发生横向错动，螺杆可能被剪断。
其强度校核计算公式如下：螺栓所受横向外载荷为F A。
为产生足够的摩擦力抵抗F A，所需最小预紧力F p为：上式中，K f为可靠性系数，一般取1.1-1.3；m为结合面数目；f为结合面摩擦系数。
按照最小预紧力F p计算螺栓应力σ，进而确定所需的螺栓屈服强度σs，最终可选定螺栓公称直径和强度等级。
其中，d1为螺纹小径；S s为安全系数，取值参见表1。
螺栓强度计算
参考材料：螺栓的性能等级8.8指材料的抗拉强度极限800MPa，屈服极限640MPa。
螺栓、螺柱、螺柱的性能等级共分10个等级：自3.6至12.9。
小数点前面的数字代表材料的拉强度极限的1／100，小数点后面的代表材料的屈服极限与抗拉强度极限之比的10倍。
螺母的性能等级分7个等级，从4到12。
数字粗略表示螺母保证能承受的最小应力的1／100。
对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：1B、2B 和3B级，全部都是间隙配合。
等级数字越高，配合越紧。
1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。
2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。
3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。
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。
螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h，对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹，标准推荐采用6H/6g的配合.碳钢：强度等级标记代号由“?”隔开的两部分数字组成。
标记代号中“?”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，如4.8级的“4”表示公称抗拉强度400N/MM2 的1/100。
标记代号中“?”和点后数字部分的含义表示屈强比，即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。
如4.8级产品的屈服点为320 N/mm2。
不锈钢产品强度等级标志由“—”隔开的两部分组成。
标志代号中“—”前符号表示材料。
如：A2，A4等标志“—”后表示强度，如：A2-70碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个性能等级钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 等10 余个等级，其中8.8 级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。
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㎡。
螺栓与螺母统计计算公式
螺栓与螺母统计计算公式螺栓和螺母是机械连接中常用的零件，它们的质量和尺寸对于机械设备的安全运行至关重要。
在工程设计中，需要对螺栓和螺母进行统计计算，以确保其符合设计要求并能够承受相应的载荷。
本文将介绍螺栓与螺母的统计计算公式，并探讨其在工程设计中的应用。
螺栓与螺母的统计计算公式主要涉及到其受力分析和强度计算。
在实际工程中，螺栓和螺母通常承受拉力、剪力和扭矩等多种受力形式，因此需要综合考虑各种受力情况下的强度计算。
下面将分别介绍螺栓和螺母的统计计算公式。
螺栓的统计计算公式：1. 拉力计算公式。
螺栓在受拉力作用下，其拉力计算公式为：F = P / A。
其中，F为螺栓的拉力，P为受力，A为螺栓的横截面积。
根据受力情况和螺栓的材料性能，可以确定螺栓的横截面积A，从而计算出螺栓的拉力。
2. 剪力计算公式。
螺栓在受剪力作用下，其剪力计算公式为：V = T / (d π)。
其中，V为螺栓的剪力，T为受力，d为螺栓的直径，π为圆周率。
根据受力情况和螺栓的材料性能，可以确定螺栓的直径d，从而计算出螺栓的剪力。
3. 扭矩计算公式。
螺栓在受扭矩作用下，其扭矩计算公式为：T = F r。
其中，T为螺栓的扭矩，F为螺栓的拉力，r为螺栓的臂长。
根据受力情况和螺栓的材料性能，可以确定螺栓的臂长r，从而计算出螺栓的扭矩。
螺母的统计计算公式：1. 拉力计算公式。
螺母在受拉力作用下，其拉力计算公式与螺栓相似，为：F = P / A。
其中，F为螺母的拉力，P为受力，A为螺母的横截面积。
根据受力情况和螺母的材料性能，可以确定螺母的横截面积A，从而计算出螺母的拉力。
2. 剪力计算公式。
螺母在受剪力作用下，其剪力计算公式与螺栓相似，为：V = T / (d π)。
其中，V为螺母的剪力，T为受力，d为螺母的直径，π为圆周率。
根据受力情况和螺母的材料性能，可以确定螺母的直径d，从而计算出螺母的剪力。
3. 扭矩计算公式。
螺母在受扭矩作用下，其扭矩计算公式与螺栓相似，为：T = F r。
《机械设计》第九版 公式大全
第五章螺纹连接和螺旋传动受拉螺栓连接1、受轴向力FΣ每个螺栓所受轴向工作载荷：zFF/∑=z：螺栓数目；F：每个螺栓所受工作载荷2、受横向力FΣ每个螺栓预紧力：fizFKF s∑>f：接合面摩擦系数；i：接合面对数；sK：防滑系数；z：螺栓数目3、受旋转力矩T每个螺栓所受预紧力：∑=≥niisrfTKF10sK：防滑系数；f：摩擦系数；4、受翻转力矩M螺栓受最大工作载荷：≥zMLF maxmax5、受横向力FΣ每个螺栓所受工作剪力：F==ii1螺栓连接强度计算松螺栓连接：]σπσ≤=421d只受预紧力的紧螺栓连接：[]σπσ≤=43.121dF受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接：受轴向静载荷：[]σπσ≤=43.1212dF受轴向动载荷：[]pmbba dFCCCσπσ≤∙+=212受剪力的铰制孔用螺栓连接剪力：螺栓的剪切强度条件：[]σπτ≤=4/2dF螺栓与孔壁挤压强度：[]pp LdFσσ≤=min螺纹连接的许用应力许用拉应力：[]S Sσσ=许用切应力：[]τστSS=许用挤压应力： 钢：[]PS P S σσ=铸铁：[]PB P S σσ=S σ：螺纹连接件的屈服极限；B σ：螺纹连接件的强度极限；p S S S ⋅⋅τ：安全系数第六章 键、花键、无键连接和销连接普通平键强度条件：[]p p kldT σσ≤⨯=3102 导向平键连接和滑键连接的强度条件：p kldT p ≤⨯=3102T ：传递的转矩，N.mkl ：键的工作长度，d ：轴的直径，mmMPa静连接强度条件：[]p mp zhld T σϕσ≤⨯=3102动连接强度条件：[]p zhld T p m≤⨯=ϕ3102ϕ：载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取8.0~7.0=ϕ，齿数多时取偏小值z ：花键齿数l ：齿的工作长度，mm h ：齿侧面工作高度，C dD h 22--=，C 倒角尺寸m d ：花键的平均直径，矩形花键2dD d m +=，渐开线花键1d d m =，1d 为分度圆直径，mm[]pσ：花键许用挤压应力，MPa[]p ：花键许用压力，MPa第八章 带传动1、带传动受力分析的基本公式2001F F F F -=-201eF F F +=1F ：紧边接力，N ； N ； e F ：有效拉力，N ； αf eec F ：临界摩擦力，N ； αf F ：临界有效拉力，N ； f ：摩擦系数，N ； α：带在轮上的包角，rad 3、带的应力分析 紧边拉应力：A F 11=σ 松边拉应力：AF 22=σ 离心拉应力：Aqv A F e c 2==σ带绕过带轮产生的弯曲应力：db d hE=σA ：带的横剖面面积，mm 2； q ：带的单位长度质量，kg/m ；v ：带速，m/s ； E ：带的弹性模量，N/mm2； h ：带的厚度，mm ； d d ：带轮基准直径，mm带的最大应力发生在紧边绕入小带轮之处：b c σσσσ++=1max第十章 齿轮传动直齿轮 圆周力：1112d T F t = αcos 1t n F =向力：βtan t a F F = 法向力直齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式：[]F Sa Fa t F F bmY Y Y F K σσε≥=1设计计算公式[]32112F SaFa d F Y Y z Y T K m σφε∙≥ Fa Y ：齿形系数；Sa Y 应力校正系数； F K 弯曲疲劳强度计算载荷系数，βF Fa v A F K K K K K =εY 弯曲疲劳计算的重合度系数直齿圆柱齿轮齿面疲劳接触强度计算[]H Z H d H H T Z Z uu d T K σφσε≤±∙=12311 设计计算公式321112⎪⎪⎭⎫⎝⎛∙±∙≥HE H d H Z Z Z u u T K d σφε斜齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式[]F n d Sa Fa F F Z m Y Y Y Y T K σφβσβε≤=21321cos 2设计计算公式[]32121cos 2F SaFa d F n Y Y z Y T K m σφββ⋅≥锥齿轮轮齿受力分析 圆周力112m t d T F =径向力211cos tan a t r F F F ==δα 轴向力211cos tan r t a F F F ==δα 法向载荷αcos tn F F =齿根弯曲疲劳强度校核计算公式()[]F R R SaFa F F u zm Y Y T K σφφσ≤+-=15.01221321设计计算公式()[]32212115.01F SaFa R R F Y Y u zT K m σφφ∙+-≥齿面接触疲劳强度校核计算公式()[]H R R H EH H ud T K Z Z σφφσ≤-=31215.014 设计计算公式[]()321215.014u T K Z Z d RR H HEH φφσ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥ 第十一章 蜗杆传动 蜗杆圆周力11212d T F F a t ==]H K ：载荷系数，v A K K K K β=，A K 使用系数，βK 齿向载荷分布系数，v K 动载系数[]H H σσ/：分别为蜗轮齿面的接触应力和许用接触应力，MPa蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核公式[]F Fa F Y Y md d KT σσβ≤=221253.1 设计公式[]βσY Y z KT d m Fa F 221253.1≥F σ：蜗轮齿根弯曲应力，MPa2Fa Y ：蜗轮齿形系数[]F σ：蜗轮的许用弯曲应力，MPa第十二章滑动轴承一、不完全液体润滑径向滑动轴承计算在设计时，通常已知轴承所受的径向载荷F<N>，轴颈转速n<r/min>，轴颈直径d<mm>，进行以下验算： 1、验算轴承平均压力p<MPa>MPa pv 许用值MPa.m/s[]v ：许用滑动速度，m/s二、不完全液体润滑止推滑动轴承的计算在设计止推轴承时，通常已知轴承所受轴向载荷Fa ，轴颈转速n ，轴颈直径2d 和轴承孔直径1d 以及轴环数目z ，处于混合润滑状态下的止推轴承需校核p 和pv 。
《机械设计》公式
αt 端面压力角 mn 用来合标准的，指导加工的 mt 用来计算尺寸的 mt=mn/cosβ
d1=mt∙Z1=mn∙Z1/cosβ
d2=mt∙Z2=mn∙Z2/cosβ
可以通过改变 β 来改变中心距
备注
为了使轴向力不太大， β=8°~20° αn=20°法向压力角
.
.
直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。
在强度计算式，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。
标准锥齿轮
符号 参数名称
公式
ｕ 齿数比
R
锥距（最大处）
备注
d1 分度圆直径
d2 分度圆直径
dm1 平均分度圆直径
b=B
dm2 平均分度圆直径
ΦR 锥齿轮传动的齿宽系数
rv
当量齿轮分度圆半径
dv 当量齿轮分度圆直径
dm 上的那
个圆
mm 当量直齿圆柱齿轮的模数 锥齿轮平均分度圆上轮齿的模数 平均模数
ψ=Δ/d=δ/r χ=e/δ
hmin=δ−e=δ(1−χ)=rψ(1−χ)
h=δ(1+χcosφ)=rψ(1+χcosφ)
h0=δ(1+χcosφ0) h0 在 hmin 前 注意符号
轴承工作能力
.
滚动轴承 三锥五推七接触
符号 参数名称
公式
L10 基本额定寿命
.
备注 L10 的 单 位是： r
C
小的代入计算
K 载荷系数 [ ]许用弯曲应力
弯曲应力
T1 小齿轮传递的转矩 N∙mm
YFa 齿形系数，当 Z 或 Zv↑YFa↓，由于斜齿轮
轮的 YFa 较小。 YSa 应力校正系数，当 Z 或 Zv↑YSa↑ 由于 YFa 与 YSa 的关系，两个相啮合的齿轮，弯曲应力不同 ∅d=b/d1 齿宽系数，b 用大齿轮的 b，小齿轮的比 b 大一点 d1 分度圆直径
机械设计习题--螺栓连接
− bh13 12
=b 12
h3 − h13
( ) = 150 3403 − 2203
12
= 358200000(mm 4 )
K
α
O
O
h h1 220
280 160
W
=
Ioo h2
=
35820000 170
150
= 2107059(mm 3)
b
1.接合面下端
σ pmax
=
zF1 A
+
M W
=
4 × 5783 + 150 × (340 - 220)
116
作业:
P101-102 思考题: 5-1、5-2、5-3、5-4 习题：5-5、5-6、5-8、5-10*
138
FPV
=
PV 4
= 3677 4
= 919(N )
PH
(3)在翻转力矩M作用下，上面两个螺栓受轴向力:
Pv
M PH α Pv
150
力的合成？
∑ FM
=
MLmax
z
L2i
= 1051070×140 4 × 1402
= 1877(N)
i=1
横向力： FH = 771(N )
可见受力最大的单个联接所受力为：
0.2× 2796
=
7079(N )
F1+Fmax来计算F2
114
280 160
Pv
解:(一)受力分析 (二)按拉伸强度确定螺栓直径
选4.6级螺栓，控制预紧力，S=1.5 则许用应力[σ]=240/1.5=160MPa
d1 ≥
4 ×1.3F2
π [σ ]
机械设计-螺栓组受力分析计
每个螺栓受的轴向载荷为： 每个螺栓受的轴向载荷为：
F = Q / 4 = 16000 / 4 = 4000 N
螺栓的螺栓的总拉力 F2 = F1 +F = 10000 +4000 = 14000N 螺栓材料的许用拉应力为： 螺栓材料的许用拉应力为：
[σ ] = σ S
S
=
640 = 320 2
由螺栓拉伸强度条件： 由螺栓拉伸强度条件：
由接合面摩擦条件
f
F0 ≥K S
F2
1.1 × 1800 ⇒ F0 = = 13200 N 0.15
由拉伸强度条件： 由拉伸强度条件：
4 × 1.3 F0 ≤[σ ] 2 πd 1
σ=
4 × 1.3 F0 5.2 × 13200 ⇒ d1 ≥ = = 16.53mm π [σ ] π × 80
图示方形盖板用四个螺钉与箱体联接，吊环作用 的力， 图示方形盖板用四个螺钉与箱体联接，吊环作用10KN的力，吊环因制造误差中 的力 心O′与螺栓组形心 偏差 5 2mm ，求受力最大的螺栓所受的工作拉力。 ′与螺栓组形心O偏差 求受力最大的螺栓所受的工作拉力。 解：将外载荷向螺栓组形心简化， 将外载荷向螺栓组形心简化， 轴向载荷为F 轴向载荷为 =10KN 倾覆力矩M=FL= 10 × 5 2 = 50 2 倾覆力矩 在F作用下，单个螺栓所受的工作载荷为： 作用下， 作用下 单个螺栓所受的工作载荷为：
解：由挤压强度条件： 由挤压强度条件：
σP = F L min d0 ≤[σ ]P
F 即 ≤200 ⇒ F ≤14400 N （14 8） 12 ×
由剪切强度条件： 由剪切强度条件：
4F τ= ≤[τ ] 2 πd 0 即 4F ≤120 ⇒ F ≤13571.68 N 2 π × 12
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 =()22303020213121d D d D f F d tg F T T w w c v --⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯=+ρφ0F ()22332236d D d D f d tg T w w c v k--⨯⨯+⨯+⨯=ρφF 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 ），()20121d tg F T v ⨯+⨯⨯=ρφ T 2： 螺栓头与其接触面的摩擦力矩（Nm ），223030231d D d D f F T w w c --⨯⨯⨯=2.螺栓螺纹部分的拉应力：2104d F πσ=3.螺栓的螺纹部分剪应力：()3120311816d d tg F d T v πρφπτ⨯+==4.对一般的钢制螺栓，其强度条件为：[]στσσ≤+=22135.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：ncmK f z r F T ⨯⨯⨯=z：螺栓个数；r：螺栓组半径；K n：螺栓组可靠性系数。
7.传递扭矩的安全系数：n2= T m/T T：联轴器承受的扭矩。
校核结果如下表：。
螺栓连接的强度计算
强度条件验算公式：
设计公式：
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： 减载销 减载套筒 减载键
2、铰制孔螺栓联接——防滑动
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
1、防松目的
01
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
2）机械防松：
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
弹簧垫圈
01
02
开槽螺母
与开口销
永久防松：端铆、冲点、点焊
化学防松——粘合 圆螺母 与止动垫圈 串联钢丝
扳手拧紧力矩——T=FH·L,
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
FH—作用于手柄上的力，L——力臂
一般 K=0.1~0.3
——拧紧力矩系数
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
材料 螺栓级别: 点后数字为 螺母级别:
螺母、螺栓强度级别：
1）根据机械性能，把栓母分级并以数字表示，此乃强度级别
带点数字表示 ， 点前数字为 注意：选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别，螺母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于20~40HB）
2）所依据机械性能为抗拉强度极限σBmin和屈服极限σSmin
作图，为了更明确以简化计算（受力变形图） 设：材料变形在弹性极限内，力与变形成正比
螺栓有效载荷计算公式
螺栓有效载荷计算公式
螺栓有效载荷是指螺栓或螺钉能够承受的最大拉力或剪力。
它是工程设计中非常重要的一个指标，能够保证机械装置的安全运行。
螺栓有效载荷的计算公式是根据螺栓的材料、直径、螺纹规格以及紧固力等参数来确定的。
一般而言，螺栓的有效载荷计算公式可分为拉力和剪力两种情况。
对于拉力情况，螺栓的有效载荷计算公式为：
P = F / A
其中，P代表螺栓的有效载荷，F代表螺栓所承受的拉力，A代表螺栓的截面积。
对于剪力情况，螺栓的有效载荷计算公式为：
P = F / A_s
其中，P代表螺栓的有效载荷，F代表螺栓所承受的剪力，A_s代表螺栓的剪切截面积。
在实际应用中，为了保证螺栓的安全性，通常会对螺栓的有效载荷进行安全系数的调整。
安全系数可以根据具体的工程要求来确定，一般建议在设计时选择适当的安全系数，以确保螺栓的可靠性和稳定性。
螺栓有效载荷的计算公式在工程设计中起着重要的作用，它能够帮助工程师评估螺栓的承载能力，从而选择合适的螺栓规格和数量。
合理的螺栓设计不仅可以提高机械装置的安全性和可靠性，还能够减少材料的浪费，降低成本。
螺栓有效载荷计算公式是工程设计中不可或缺的一部分，它能够帮助工程师评估螺栓的承载能力，确保机械装置的安全运行。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的螺栓规格和数量，并考虑安全系数的影响，以确保螺栓的可靠性和稳定性。
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机械设计螺栓组强度计算求合力公式
公式t=kfd，k为拧紧力矩系数，f为预紧力，d为螺纹的公称直径，经查表得k取0.22。
最小的预紧力：10=0.22×0.01×f。
得出f=.45n 同理可得最大的力：f=.55n。
预紧力的大小，除了受限于螺钉材料的强度外，还受限于被联接件的材料强度。
当内外螺纹的材料相同时，只校核外螺纹强度即可。
对于旋合长度较短、非标准螺纹零件形成的联结、内外螺纹材料的强度差距很大的受到轴向载荷的螺纹联结，还应当校核螺纹牙的强度。
例如某型产品弹性元件的紧固，因螺钉相连接的基材就是电镀铝合金yl，其强度离高于优质碳素结构钢20的强度，就应当校核铝合金上螺纹牙型的强度，主要就是螺纹材料的剪应力及弯角形变。
预紧方式和转速的影响，定压预紧下，随转速的提高轴承径向刚度略有增加，而轴向和角刚度迅速降低。
定位预紧下，轴承径向，轴向和角刚度均随转速的提高而迅速增加，但轴向和角刚度的增加比较平缓。
陶瓷球轴承的刚度变化规律与全钢轴承相似，但变化较为平缓。