螺栓组受力分析与计算..
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所示，用ri、rmax分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的轴线到螺栓组 对称中心O的距离；Fi、Fmax。分别表示第i个螺栓和受力最大螺栓的工
作剪力，则得
【5－26】 根据作用在底板上的力矩平衡的条件得 即
.
【5－27】
联解式（5－26）及（5－27），可求得受力最大的螺栓的工作剪力为
【5－28】 图所示的凸缘联轴器，是承受转矩的螺栓组联接的典型部件。各螺栓的 受力根据
计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时，首先由预紧力Qp、最大工作载 荷Fmax确定受力最大的螺栓的总拉力Q,由式（5－18）得
【5－38】 然后接式（5－19）进行强度计算。 确定螺栓直径
首先选择螺栓材料，确定其性能等级，查出其材料的屈服极限，并 查出安全系数，计算出螺栓材料的许用应力[σ]= σs/S。
时可近似地认为，在横向总载荷F∑的作用下，各螺栓所承担的工作载
荷是均等的。因此，对于铰制孔用螺栓联接，每个螺栓所受的横向工作 剪力为
（5-23） 式中z为螺栓联接数目。 对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力 必须大于或等于横向载荷。
假设各螺栓所需要的预紧力均为Qp，螺栓数目为z，则其平衡条件为
4)．受倾覆力矩的螺栓组联接 下图a为一受倾覆力矩的底板螺栓组联接。倾覆力矩M作用在通过x
－x轴并垂直于联接接合面的对称平面内。底板承受倾覆力矩前，由于 螺栓已拧紧，螺栓受预紧力Qp，有均匀的伸长；地基在各螺栓的Qp作用 下．有均匀的压缩，如图b所示。当底板受到倾覆力矩作用后，它绕轴 线O—O倾转一个角度，假定仍保持为平面。此时，在轴线O－O左侧，地 基被放松，螺栓被进一步拉伸，在右侧，螺栓被放松，地基被进一步压 缩。底板的受力情况如图c所示。
螺栓联接
铸铁： Sp=2.0~2.5
铸铁：Sp=2.5
3． 承受工作剪力的紧螺栓联接 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为
螺栓杆的剪切强度条件为
式中：F ——螺栓所受的工作剪力，N；
d0 ——螺栓剪切面的直径（可取为螺栓孔的直径），mm； Lmin ——螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，mm，设计时应使Lmin 1.25d0；
根据以下公式计算螺纹小径d1：
最后按螺纹标准，选用螺纹公称直径。 螺纹联接件的材料
适合制造螺纹联接件的材料品种很多，常用材料有低碳钢Q215、10 号钢和中碳钢Q235、35、45号钢。对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹 联接件，可采用低合金钢、合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnsi等。对于 特殊用途（如防锈蚀、防磁、导电或耐高温等）的螺纹联接件，可采用 特种钢或铜合金、铝合金等。 表：螺栓的性能等级（摘自 GB 3098.1-82）
160~220
120~150
Q215
170~220
120~160
来自百度文库
35
220~300
170~220
45
250~340
190~250
40Cr
320~440
240~340
螺纹联接的安全系数 S
受载类型
静载荷
变载荷
松螺栓联接
1.2~1.7
紧 受的 不的
M6~M16 M16~M30 M30~M60
螺 轴普 考简 碳钢 5~4 4~2.5 2.5~2
的连线（即力臂r。）相垂直（图b）。为了求得各螺栓的工作剪力的大
小，计算时假定底板为刚体，受载后接合面仍保持为平面。则各螺栓的 剪切变形量与各该螺栓轴线到螺栓组对称中心O的距离成正比。即距螺
栓组对称中心O越远，螺栓的剪切变形量越大。如果各螺栓的剪切刚度 相同，则螺栓的剪切变形量越大时，其所受的工作剪力也越大。如图b
接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置 3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及 螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决 定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性
要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。
螺栓间距t0
扳手空间尺寸
注:规定性能等级的螺栓、螺母在图纸中只标出性能等级，不应标出材 料牌号。
表:螺母的性能等级（摘自GB 3098.2-82）
4.校核螺栓组联接接合面的工作能力，是根据实际情况，对螺栓进行 强度校核。 5.校核螺栓所需的预紧力。采用公式为： 碳素钢 螺栓 合金钢 螺栓 式中：
σs——螺栓材料的屈服极限； A1——螺栓危险截面的面积。
0．10-0.16 0．06-0．10
轧制表面，钢丝刷清理 0．30-0．35
钢结构
浮锈 涂富锌漆
0．35-0．40
喷砂处理
0．45-0．55
钢铁对砖料，混凝土或
干燥表面
0．40-0．45
木材
2)．受转矩的螺栓组联 接 如下图所示，转矩T作用在联接接合面内，在转拒T的作用下，底板将绕 通过螺栓组对称中心O并与接合面相垂直的轴线转动。为了防止底板转 动，可以采用普通螺栓联接，也可以采用铰制孔用螺栓联接。其传力方 式和受横向载荷的螺栓组联接相同。
0．2～0.3
皮革垫片
0．7
铜皮石棉垫片
0．8
橡胶垫片
0．9
②疲劳强度计算 对于受轴向变载荷的重要联接，应对螺栓的疲劳强度作精确校核，计算 其最大应力计算安全系数：
式中：
σ σ -1tc ——螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限，MPa ，
-1tc 值
见表
——试件的材料特性，即循环应力中平均应力的折算系数，对于碳素 钢，
图1 凸台与沉头座的应用 用
图2 斜面垫圈的应
2. 螺栓组联接的受力分析 1)．受横向载荷的螺栓组联接 2)．受转矩的螺栓组联接 3).受轴向载荷的螺栓组联接 4)．受倾覆力矩的螺栓组联接
进行螺栓组联接受力分析的目的是，根据联接的结构和受载情况， 求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。
【5－25】
式中：f——接合面的摩擦系数，见表； ri——第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离；
z ——螺栓数目；
Ks ——防滑系数，同前。
由上式求得预紧力Qp，然后按式（5－14）校核螺栓的强度。
采用铰制孔用螺栓时，在转矩T的作用下，各螺栓受到剪切和挤压 作用，各螺栓所受的横向工作剪力和各该螺栓轴线到螺栓组对称中心O
图： 受转矩的螺栓组联接 采用普通螺栓时，靠联接领紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗 转矩T。假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为Qp，则各 螺栓联接处产生的摩擦力均相等，并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心 处。为阻止接合面发生相对转动，各摩擦力应与各该螺栓的轴线到
由上式可得各螺栓所需的预紧力为
注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周 上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相 同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏 心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并 与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应 制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫 圈（下图2）等。
或
（5-24）
图:受横向载荷的螺栓组联接
式中：
f——接合面间的摩擦系数，见下表；
i——接合面数（图中，i=2）；
Ks——防滑系数，Ks=1.1～1.3。
由式（5-24）求得预紧力Qp，然后按式（5-14）校核螺栓的强度。
联接接合面间的摩擦系数
被联接件
接合面的表面状态
摩擦系数f
钢或铸铁零件
干燥的加工表面 有油的加工表面
联接接合面材料的许用挤压 应力
材料
钢
铸 铁 混 凝 土 砖（水泥浆缝）
2.0-3.0
1.5-2.0
螺栓的性能等级（摘自GB 3098.1--82）
性能等级（标记） 3.6 4.6 4.8 5.6 5.86.8 8.8 9.8
式(5-14) 松螺纹联接强度计算 拉伸强度条件为：
【5－14】
式中：F--螺栓工作载荷，N；
d1--螺栓危险截面的直径，mm；
[σ]--螺栓材料的许用拉应力，MPa.
紧螺栓联接强度计算
1． 仅承受预紧力的紧螺栓联接 拉伸强度条件为：
Q 式中： p—螺栓所受预紧力，N 。
其余符号意义同前。
2. 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接
①拉伸强度条件为：
式中：Q—螺栓总拉力，N 。
其余符号意义同前。
螺栓总拉力的计算：
Q=Qp+[Cb/(Cb+Cm)]·F
式中：Cb/(Cb+Cm)称为螺栓的相对刚度，一般设计时，可按下表推荐
的数据选取。
螺栓的相对刚度Cb/(Cb+Cm)
被联接钢板间所用垫片类别
Cb/(Cb+Cm)
金属垫片（或无垫片）
r1＝r2＝…＝rz的关系以及螺栓联接的类型，分别代人式（5－25）或
（5－28）即可求得。
3).受轴向载荷的螺栓组联接
下图为一受轴向总载荷FΣ的汽缸盖螺栓组联接。FΣ的作用线与螺 栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心O。计算时，认为各螺栓平均受 载，则每个螺栓所受的轴向工作载荷为
图：受轴向载荷的螺栓组联接
=0.1—0.2，对于合金钢， =0.2—0.3； —
—拉压疲劳强度综合影响系数，如忽略加工方法的影响，则Kσ=kσ/
ε ε σ，Kσ此处为有效应力集中系数，见表
σ 为尺寸系数，见附
表； S ——安全系数。
螺纹联接件常用材料的疲劳极限（摘自GB38-76）
材料
疲劳极限（MPa）
σ−1
σ−1tc
10
为了简化计算，在分析螺栓组联接的受力时，假设所有螺栓的材 料，直径，长度和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与联接接合面的形 心重合；受载后联接接合面仍保持为平面。下面针对几种典型的受载情 况，分别加以讨论。
1)．受横向载荷的螺栓组联 接 图所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作 用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁 间留有间隙的普通螺栓联接时（图a）。靠联接预紧后在接合面间产生 的摩擦力来抵抗横向载荷；当采用铰制孔用螺栓联接时（图b），靠螺 栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。虽然两者的传力方式不同，但计算
[σ]p——螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，MPa ； [τ] ——螺栓材料的许用切应力，MPa 。
承受工作剪力的紧螺栓联接
有效应力集中系数
材料的
400
600
800
3.0
3.9
4.8
尺寸系数 部
回顶
直径 d(mm)
16 20 24 28 32 40 48 56 64
1 0.81 0.76 0.71 0.68 0.63 0.60 0.57 0.54
1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形 状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工 和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联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，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于 对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保 证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要 在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布 过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联 接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷 和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载 荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。
栓 向通 虑化
联 及螺 预计
接 横栓 紧算 合金钢 5.7~5 5~3.4 3.4~3
M6~M16 M16~M30 碳钢 12.5~8.5 8.5
合金钢 10~6.8 6.8
向联 力
载接
荷 考力
虑的 预计 紧算
1.2~1.5
1.2~1.5
(Sa=2.5~4)
铰制孔用
钢：Sr=2.5,Sp＝1.25
钢：Sr=3.5~5,S
螺栓组受力分析与计算
1． 螺栓组联接的设计
设计步骤： 1． 螺栓组结构设计 2． 螺栓受力分析 3． 确定螺栓直径 4． 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5． 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫 圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装 置等全面考虑后定出。
图:受倾覆力矩的螺栓组联接 联接接合面材料的许用挤压应力[σ]p,可查下表。 表:联接接合面材料的许用挤压应力[σ]p
注： l）σs为材料屈服权限，MPa; σB为材料强度极限,MPa。
2）当联接接合面的材料不同时，应按强度较弱者选取。 3）联接承受载荷时，[σ]p应取表中较大值；承受变载荷时，则应取较 小值
作剪力，则得
【5－26】 根据作用在底板上的力矩平衡的条件得 即
.
【5－27】
联解式（5－26）及（5－27），可求得受力最大的螺栓的工作剪力为
【5－28】 图所示的凸缘联轴器，是承受转矩的螺栓组联接的典型部件。各螺栓的 受力根据
计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时，首先由预紧力Qp、最大工作载 荷Fmax确定受力最大的螺栓的总拉力Q,由式（5－18）得
【5－38】 然后接式（5－19）进行强度计算。 确定螺栓直径
首先选择螺栓材料，确定其性能等级，查出其材料的屈服极限，并 查出安全系数，计算出螺栓材料的许用应力[σ]= σs/S。
时可近似地认为，在横向总载荷F∑的作用下，各螺栓所承担的工作载
荷是均等的。因此，对于铰制孔用螺栓联接，每个螺栓所受的横向工作 剪力为
（5-23） 式中z为螺栓联接数目。 对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力 必须大于或等于横向载荷。
假设各螺栓所需要的预紧力均为Qp，螺栓数目为z，则其平衡条件为
4)．受倾覆力矩的螺栓组联接 下图a为一受倾覆力矩的底板螺栓组联接。倾覆力矩M作用在通过x
－x轴并垂直于联接接合面的对称平面内。底板承受倾覆力矩前，由于 螺栓已拧紧，螺栓受预紧力Qp，有均匀的伸长；地基在各螺栓的Qp作用 下．有均匀的压缩，如图b所示。当底板受到倾覆力矩作用后，它绕轴 线O—O倾转一个角度，假定仍保持为平面。此时，在轴线O－O左侧，地 基被放松，螺栓被进一步拉伸，在右侧，螺栓被放松，地基被进一步压 缩。底板的受力情况如图c所示。
螺栓联接
铸铁： Sp=2.0~2.5
铸铁：Sp=2.5
3． 承受工作剪力的紧螺栓联接 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为
螺栓杆的剪切强度条件为
式中：F ——螺栓所受的工作剪力，N；
d0 ——螺栓剪切面的直径（可取为螺栓孔的直径），mm； Lmin ——螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，mm，设计时应使Lmin 1.25d0；
根据以下公式计算螺纹小径d1：
最后按螺纹标准，选用螺纹公称直径。 螺纹联接件的材料
适合制造螺纹联接件的材料品种很多，常用材料有低碳钢Q215、10 号钢和中碳钢Q235、35、45号钢。对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹 联接件，可采用低合金钢、合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnsi等。对于 特殊用途（如防锈蚀、防磁、导电或耐高温等）的螺纹联接件，可采用 特种钢或铜合金、铝合金等。 表：螺栓的性能等级（摘自 GB 3098.1-82）
160~220
120~150
Q215
170~220
120~160
来自百度文库
35
220~300
170~220
45
250~340
190~250
40Cr
320~440
240~340
螺纹联接的安全系数 S
受载类型
静载荷
变载荷
松螺栓联接
1.2~1.7
紧 受的 不的
M6~M16 M16~M30 M30~M60
螺 轴普 考简 碳钢 5~4 4~2.5 2.5~2
的连线（即力臂r。）相垂直（图b）。为了求得各螺栓的工作剪力的大
小，计算时假定底板为刚体，受载后接合面仍保持为平面。则各螺栓的 剪切变形量与各该螺栓轴线到螺栓组对称中心O的距离成正比。即距螺
栓组对称中心O越远，螺栓的剪切变形量越大。如果各螺栓的剪切刚度 相同，则螺栓的剪切变形量越大时，其所受的工作剪力也越大。如图b
接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置 3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及 螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决 定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性
要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。
螺栓间距t0
扳手空间尺寸
注:规定性能等级的螺栓、螺母在图纸中只标出性能等级，不应标出材 料牌号。
表:螺母的性能等级（摘自GB 3098.2-82）
4.校核螺栓组联接接合面的工作能力，是根据实际情况，对螺栓进行 强度校核。 5.校核螺栓所需的预紧力。采用公式为： 碳素钢 螺栓 合金钢 螺栓 式中：
σs——螺栓材料的屈服极限； A1——螺栓危险截面的面积。
0．10-0.16 0．06-0．10
轧制表面，钢丝刷清理 0．30-0．35
钢结构
浮锈 涂富锌漆
0．35-0．40
喷砂处理
0．45-0．55
钢铁对砖料，混凝土或
干燥表面
0．40-0．45
木材
2)．受转矩的螺栓组联 接 如下图所示，转矩T作用在联接接合面内，在转拒T的作用下，底板将绕 通过螺栓组对称中心O并与接合面相垂直的轴线转动。为了防止底板转 动，可以采用普通螺栓联接，也可以采用铰制孔用螺栓联接。其传力方 式和受横向载荷的螺栓组联接相同。
0．2～0.3
皮革垫片
0．7
铜皮石棉垫片
0．8
橡胶垫片
0．9
②疲劳强度计算 对于受轴向变载荷的重要联接，应对螺栓的疲劳强度作精确校核，计算 其最大应力计算安全系数：
式中：
σ σ -1tc ——螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限，MPa ，
-1tc 值
见表
——试件的材料特性，即循环应力中平均应力的折算系数，对于碳素 钢，
图1 凸台与沉头座的应用 用
图2 斜面垫圈的应
2. 螺栓组联接的受力分析 1)．受横向载荷的螺栓组联接 2)．受转矩的螺栓组联接 3).受轴向载荷的螺栓组联接 4)．受倾覆力矩的螺栓组联接
进行螺栓组联接受力分析的目的是，根据联接的结构和受载情况， 求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。
【5－25】
式中：f——接合面的摩擦系数，见表； ri——第i个螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的距离；
z ——螺栓数目；
Ks ——防滑系数，同前。
由上式求得预紧力Qp，然后按式（5－14）校核螺栓的强度。
采用铰制孔用螺栓时，在转矩T的作用下，各螺栓受到剪切和挤压 作用，各螺栓所受的横向工作剪力和各该螺栓轴线到螺栓组对称中心O
图： 受转矩的螺栓组联接 采用普通螺栓时，靠联接领紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗 转矩T。假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为Qp，则各 螺栓联接处产生的摩擦力均相等，并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心 处。为阻止接合面发生相对转动，各摩擦力应与各该螺栓的轴线到
由上式可得各螺栓所需的预紧力为
注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周 上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相 同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏 心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并 与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应 制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫 圈（下图2）等。
或
（5-24）
图:受横向载荷的螺栓组联接
式中：
f——接合面间的摩擦系数，见下表；
i——接合面数（图中，i=2）；
Ks——防滑系数，Ks=1.1～1.3。
由式（5-24）求得预紧力Qp，然后按式（5-14）校核螺栓的强度。
联接接合面间的摩擦系数
被联接件
接合面的表面状态
摩擦系数f
钢或铸铁零件
干燥的加工表面 有油的加工表面
联接接合面材料的许用挤压 应力
材料
钢
铸 铁 混 凝 土 砖（水泥浆缝）
2.0-3.0
1.5-2.0
螺栓的性能等级（摘自GB 3098.1--82）
性能等级（标记） 3.6 4.6 4.8 5.6 5.86.8 8.8 9.8
式(5-14) 松螺纹联接强度计算 拉伸强度条件为：
【5－14】
式中：F--螺栓工作载荷，N；
d1--螺栓危险截面的直径，mm；
[σ]--螺栓材料的许用拉应力，MPa.
紧螺栓联接强度计算
1． 仅承受预紧力的紧螺栓联接 拉伸强度条件为：
Q 式中： p—螺栓所受预紧力，N 。
其余符号意义同前。
2. 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接
①拉伸强度条件为：
式中：Q—螺栓总拉力，N 。
其余符号意义同前。
螺栓总拉力的计算：
Q=Qp+[Cb/(Cb+Cm)]·F
式中：Cb/(Cb+Cm)称为螺栓的相对刚度，一般设计时，可按下表推荐
的数据选取。
螺栓的相对刚度Cb/(Cb+Cm)
被联接钢板间所用垫片类别
Cb/(Cb+Cm)
金属垫片（或无垫片）
r1＝r2＝…＝rz的关系以及螺栓联接的类型，分别代人式（5－25）或
（5－28）即可求得。
3).受轴向载荷的螺栓组联接
下图为一受轴向总载荷FΣ的汽缸盖螺栓组联接。FΣ的作用线与螺 栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心O。计算时，认为各螺栓平均受 载，则每个螺栓所受的轴向工作载荷为
图：受轴向载荷的螺栓组联接
=0.1—0.2，对于合金钢， =0.2—0.3； —
—拉压疲劳强度综合影响系数，如忽略加工方法的影响，则Kσ=kσ/
ε ε σ，Kσ此处为有效应力集中系数，见表
σ 为尺寸系数，见附
表； S ——安全系数。
螺纹联接件常用材料的疲劳极限（摘自GB38-76）
材料
疲劳极限（MPa）
σ−1
σ−1tc
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为了简化计算，在分析螺栓组联接的受力时，假设所有螺栓的材 料，直径，长度和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与联接接合面的形 心重合；受载后联接接合面仍保持为平面。下面针对几种典型的受载情 况，分别加以讨论。
1)．受横向载荷的螺栓组联 接 图所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作 用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁 间留有间隙的普通螺栓联接时（图a）。靠联接预紧后在接合面间产生 的摩擦力来抵抗横向载荷；当采用铰制孔用螺栓联接时（图b），靠螺 栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。虽然两者的传力方式不同，但计算
[σ]p——螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，MPa ； [τ] ——螺栓材料的许用切应力，MPa 。
承受工作剪力的紧螺栓联接
有效应力集中系数
材料的
400
600
800
3.0
3.9
4.8
尺寸系数 部
回顶
直径 d(mm)
16 20 24 28 32 40 48 56 64
1 0.81 0.76 0.71 0.68 0.63 0.60 0.57 0.54
1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形 状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工 和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联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，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于 对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保 证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要 在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布 过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联 接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷 和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载 荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。
栓 向通 虑化
联 及螺 预计
接 横栓 紧算 合金钢 5.7~5 5~3.4 3.4~3
M6~M16 M16~M30 碳钢 12.5~8.5 8.5
合金钢 10~6.8 6.8
向联 力
载接
荷 考力
虑的 预计 紧算
1.2~1.5
1.2~1.5
(Sa=2.5~4)
铰制孔用
钢：Sr=2.5,Sp＝1.25
钢：Sr=3.5~5,S
螺栓组受力分析与计算
1． 螺栓组联接的设计
设计步骤： 1． 螺栓组结构设计 2． 螺栓受力分析 3． 确定螺栓直径 4． 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5． 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫 圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装 置等全面考虑后定出。
图:受倾覆力矩的螺栓组联接 联接接合面材料的许用挤压应力[σ]p,可查下表。 表:联接接合面材料的许用挤压应力[σ]p
注： l）σs为材料屈服权限，MPa; σB为材料强度极限,MPa。
2）当联接接合面的材料不同时，应按强度较弱者选取。 3）联接承受载荷时，[σ]p应取表中较大值；承受变载荷时，则应取较 小值