螺纹连接计算(附Excel计算)

螺纹连接计算
目录
起重机设计规（箱形梁计算） (2)
附1：螺栓的承载力 (2)
㈠连接螺栓的抗剪承载力 (2)
㈡螺栓连接的抗拉承载力 (4)
㈢剪力和拉力共同作用下螺栓的承载力 (4)
附2：螺栓群计算 (5)
㈠螺栓群轴心受剪 (5)
㈡螺栓群偏心受剪 (5)
㈢螺栓群在弯矩作用下受拉 (5)
㈣螺栓群偏心受拉 (5)
㈤螺栓群受拉力、弯矩和剪力共同作用 (5)
㈥螺栓连接计算公式 (5)
附3：螺旋螺纹连接（支撑） (6)
㈠三角螺纹 (6)
㈡梯形螺纹 (14)
㈢螺旋调节压杆稳定性 (15)
附4 螺纹连接计算表格.xls (16)
附5 PSB、螺栓(杆)、销联接.xlsx (16)
起重机设计规（箱形梁计算）
强度计算
对于7.0/s ≥b σσ的高强度钢材，基本许用应力[]σ计算：[]n
b s 35.05.0σσσ+= （28）
剪应力许用应力[]τ计算：[][]3
στ= （29） 端面承压许用应力[]d c σ计算：
[][]σσ4.1c =d
（30）
局部压应力
[]σσ≤=tc
P m （31）
复合应力
[]στσσσσ≤+-+2223m m （32）
两个方向的正应力
[]στσσσσ≤+-+222x 3xy y x y （33）
验算焊缝复合应力
[]h 222x 2στσσσσ≤+-+xy y x y （37）
稳定性计算
受弯构件的整体稳定性 H 型钢或焊接工字钢
⑴、载荷作用在受压翼缘上时，729.10345
2351323513s
==≤σb
l ；
⑵、载荷作用在受拉翼缘上时，506.16345
2350223502s
==≤σb
l ；
⑶、跨中受压翼缘右侧向支承时，205.13345
2351623516s
==≤σb
l 。

附1：螺栓的承载力
㈠连接螺栓的抗剪承载力
⒈普通螺栓的抗剪承载力 ⑴按抗剪
—螺栓的许用剪应力
—][—螺栓杆直径；
—；
2，双剪单剪1—剪切面数，单剪—））
27-2-2（]
[4
][j j 2
ττπd n n n d n N v v v v
v ===
螺杆n
σ..SP
80～60][j =τ，被连接构件][81][σσ.c =
⑵按承压
]
[81][—孔壁的许用应力，—][—螺栓杆直径；
—度；—承压构件的较小总厚
—））28-2-2（][][c c c σσσσ.=⋅=∑∑c d t t d N
⒉摩擦型高强螺栓的抗剪承载力
22
1、341、481n ，安全系数、、—安全系数，载荷组合—n —螺栓的有效截面
——屈服点，—70预拉力—单个螺栓的预紧力，—；0.55)Q345(0.35～，0.45)Q235(0.30～—摩擦系数，——传力的摩擦面数；
—））
29-2-2（][][sl sl m j m ...C B A A ;A .P P Z n
P
Z N l l v =⋅==
σσμτμ
表 3-2-8 摩擦系数μ值
连接处构件接触面的处理方法 构件材料
Q235 Q345及以上
喷砂（喷砂后生赤锈） 0.45 0.55 喷砂（或酸洗）后涂无机富锌漆 0.35 0.40 钢丝刷清理浮锈或未处理的干净轧制表面
0.30
0.35
表 3-2-9 单个高强螺栓的预拉力P
螺栓 等级
抗拉
强度 σb (N/mm 2
)
屈服点 σsl (N/mm 2
) 螺栓有效截面积A1(mm 2)
157 192 245 303 353 459 561 694 817 976 螺栓公称直径(mm) M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 单个高强螺栓的预拉力P （kN ）
8.8S
≥800
≥600
70
86
110
158
205
250
310
366
437
10.9S ≥1000
≥900
99 120 155 190 223 290 354 437 515 615 12.9S
≥1200 ≥1080
110
145
185
229
267
347
424
525
618
738
取各档中的最小值。

，其中70表中预拉力值sl sl σσl A .P ⋅=
㈡螺栓连接的抗拉承载力
⒈普通螺栓的抗拉承载力
—螺栓的许用剪力—][—螺纹内径；—）30-2-2（][4
][l l 2
1t σσπd d N =
⒉摩擦型高强度螺栓的抗拉承载力
;
330）570-170（时，3当;150）260-260（时，3当有关：
和螺栓直径与连接板总厚度—载荷分配系数，——安全系数；
—n —螺栓有效截面积；
—服点；
—高强度螺栓钢材的屈—）
13-2-2（100020][1sl 1sl t .d L/..L/d .d L/..L/d d L A n A .N +=<+=≥≤
ββββσβ
σ ㈢剪力和拉力共同作用下螺栓的承载力
⒈普通螺栓的抗拉承载力
拉许用载荷力。

—单个螺栓的抗剪和抗—][、][和拉力；
—单个螺栓承受的剪力—、）
32-2-2（1][][v 2
2
v t t v t t v N N N N N N N N =⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ （2-2-32）
孔壁承压的计算公式：
载力—螺栓孔壁承压许用承—][，][c c N N N v ≤ （2-2-33）
⒉摩擦型高强度螺栓的抗拉承载力 n
N P Z N v t
m 251-（][.μ=
（2-2-34）
同时要求外拉力N t 不应大于0.7P 。

附2：螺栓群计算
㈠螺栓群轴心受剪
⒈短接头，当连接长度l 1≤15d 0时为短接头 螺栓数：]
[v z N N
n =
（2-2-35） ⒉长接头，当连接长度l1>5d0时为长接头 螺栓数：]
[v z N N
n η=
（2-2-36）
折减系数：70150-
110
1
..≥=d l η （2-2-37） ㈡螺栓群偏心受剪
螺栓强度：()]
[v 2
1y 1211N N N N F T Tx ≤++=N （2-2-41） y 1≥3x 1时,取x 1=0，N 1Tx =0：][v 22
211N n F y y T i ≤⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛⋅=∑N （2-2-42）
计算式对普通螺栓和高强度螺栓都适用。

㈢螺栓群在弯矩作用下受拉 ㈣螺栓群偏心受拉
㈤螺栓群受拉力、弯矩和剪力共同作用 ㈥螺栓连接计算公式
附3：螺旋螺纹连接（支撑）
㈠ 三角螺纹
螺纹三角形高度H ，2
cos α
P H =
中径d 2，H d d 8
322⨯-= 小径d 1，H d d 8
521⨯-= 螺纹高h ，H h 8
5=
1、受轴向载荷松螺栓强度校核与设计
214
][d Fc π
σ=
外螺旋2
14
d Fc
π
σ=
外螺旋()
2
12
1、大0大-4
d d Fc
π
σ=
][4
1σπ
Fc
d ≥
7
1～21][..n n
s
==
σσ～
2、受横向载荷铰制螺栓强度校核与设计
][0'p A
p d F σδ
σ≤=
][4
2
'τπ
τ≤=
d m F A
]
[0p c
F d σδ≥=
][4
0p Fc
d σπ
≥
3、受横向载荷紧螺栓强度校核与设计
mf
F K F A f p =
][4
312
1σπ
σ≤=
d F .p
][4
1σπ
p
F d ≥
4、受横向载荷紧螺栓连接（静载荷）强度校核与设计
5、受横向载荷紧螺栓连接（动载荷）强度校核与设计
㈡ 梯形螺纹
1、梯形螺纹活塞杆尺寸及加工公差
活塞宽度135mm 为活塞直径360mm 的0.375倍，活塞外径的配合采用f9（062
.0202.0360--φ），端面与轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm ，外表面的圆度和圆柱度不大于0.07mm,表面粗糙度R a 为0.16。

2、梯形螺纹活塞杆 ⑴、梯形螺纹的几何尺寸
外螺纹大径d ，螺距p ，牙顶间隙a c ，螺母高度H ， 旋合圈数p
H
n =
， 基本牙型高度H 1=0.5p ，牙顶高Z=0.25 p ， 外螺纹牙高h 3=0.5 p +a c ，螺纹牙高H 4=0.5 p +a c ， 外螺纹中径d 2=d-2Z ，螺纹中径D 2=d-0.5 p ， 外螺纹小径d 3=d- 2h 3，螺纹小径D 1=d-2H 1， 螺纹大径D 4=d+2a c ，牙根部宽度b=0.74 p 。

⑵、螺杆强度 许用应力：
[][][]στσσσ70，a
bp .===n s
当量应力σca
2
3
32
2232
3
32
2232.03)200(4)
90(的偏心5%2上下顶升支点如有2.03)200(4⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
d M d F mm d M d F t ca t ca πσπσ
σca ＜［σ］= (MPa )
⑶、螺纹强度 螺杆剪切强度 bn
d F 3πτ=
τ＜［τ］ = (MPa ) 螺杆弯曲强度n
b d FH b 2
31
3πσ=
σb ＜［σ］=270 MPa
螺杆和螺母材料均为45Cr ，只需校核螺杆螺纹强度
㈢ 螺旋调节压杆稳定性
压杆稳定性（）()
2
2l EI P n
min lj μπ= μ——长度系数，与杆端支承有关 一端固定一端自由μ=2； 两端铰支细长杆μ=1； 一端固定一端铰支μ=0.7； 两端固定细长杆μ=0.5.
临界应力：()()()222222222λ
πμπμπμπσE
l E A I l E A l EI A P n min n min lj lj =⋅⋅=⋅===i
[]p lj E
σλ
πσ≤=22， 22
λπσE lj =
惯性半径：A
I
i =
压杆长细比（柔度）：i
l
μλ=
圆管：
()
4
2
2d
D
A
-
=
π,()
64
4
4d
D
I
-
=
π
附4 螺纹连接计算表格.xls
螺纹连接计算表格.
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附5 PSB、螺栓(杆)、销联接.xlsx
PSB、螺栓(杆)、
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