螺栓联接的强度计算

螺栓联接的强度计算，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。

1.松螺栓联接

松螺栓联接在装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷之前螺栓并不受力，所以螺栓所受到的工作拉力就是工作载荷F，故

螺栓危险截面拉伸强度条件为：

设计公式：

——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/，

许用应力及安全系数见表3-4-1。

2.紧螺栓联接

紧螺栓联接有预紧力F′，按所受工作载荷的方向分为两种情况：

（1）受横向工作载荷的紧螺栓联接

(a)普通螺栓联接:左图为通螺栓联接，被联接件承受垂直于轴线的横向载荷。因螺栓杆与螺栓孔间有间隙，故螺纹不直接承受横向载荷，而是预先拧紧螺栓，使被联接零件表面间产生压力，从而使被联接件接合面间产生的摩擦力来承受横向载荷。如摩擦力之总和大于或等于横向载荷，被联接件间不会相互滑移，故可达到联接的目的。

（b)铰制孔用螺栓:承受横向载荷时，不仅可采用普通螺栓联接，也可采用铰制孔用螺栓联接。此时，螺栓孔为铰制孔，与螺栓杆（直径处）之间为过渡配合，螺栓杆直接承受剪切，如上图所示。在受横向载荷的铰制孔螺栓联接中，载荷是靠螺杆的剪切以及螺杆和被联接件间的挤压来传递的。这种联接的失效形式有两种：①螺杆受剪面的塑性变形或剪断；②螺杆与被联接件中较弱者的挤压面被压溃。故需同时验算其挤压强度和剪切强度条件:

剪切强度条件:

挤压强度条件:

(2)受轴向工作载荷的紧螺栓联接

现实生活中，螺栓所受外载荷与螺栓轴线平行的情况很多，如左图所示的汽缸盖螺栓联接，即为承受轴向外载荷的联接。右图其受力分析图，在工作载荷作用前，螺栓只受预紧力

，接合面受压力；工作时，在轴向工作载荷作用下，接合面有分离趋势，该处压

力由减为，称为残余预紧力，同时也作用于螺栓，因此，螺栓所受总拉力应

为轴向工作载荷与残余预紧力之和，即: = + .

所以螺栓的强度校核与设计计算式分别为：

注意：当轴向工作载荷在0～F之间变化时，螺栓所受的总拉力将在~之间变化。

对于受轴向变载荷螺栓的粗略计算可按总拉力进行，其强度条件仍为上式。

3.螺栓与被联接件的受力与变形关系