螺纹连接受力分析
螺纹连接受力分析
一、 螺纹强度校核
把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数：
轴向力F ，旋合螺纹圈数z （因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而z 不宜大于10）； 螺纹牙底宽度b ，螺纹工作高度h ，每圈螺纹牙的平均受力为F z ，作用在中径上。 螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为D 、2D 、1D 。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d 、2d 、1d 。
1. 挤压强度
螺母一圈挤压面面积为2D h π，螺杆一圈挤压面积为2d h π。 螺母挤压强度2[]p p F F z A D h πσ=
=≤σ 螺杆挤压强度2[]p p F F z A d h
σσπ=
=≤ p σ为挤压应力， []p σ 为许用挤压应力。 2. 剪切强度
螺母剪切面面积为Db π，螺杆剪切面面积1d b π。 螺母，剪切强度[]F F z A Db
ττπ=
=≤
螺母的一圈沿大径展开
螺杆的一圈沿小径展开
螺杆，剪切强度1[]F F z A d b
ττπ=
=≤ []0.6[]τσ=，[]s
n
σσ=
为材料许用拉应力，s σ为材料屈服应力。
安全系数，一般取3～5。
3. 弯曲强度
危险截面螺纹牙根部，A -A 。 螺母，弯曲强度23[]b b M Fh W Db z
σσπ=
=≤ 螺杆，弯曲强度213[]b b M Fh W d b z
σσπ=
=≤ 其中，L ：弯曲力臂，螺母22D D L -=
，螺杆2
2
d d L -= M ：弯矩，螺母22D D F M F L z -=?=
?，螺杆2
2
d d F M F L z -=?=? W ：抗弯模量，螺母2
6
Db W π=
，螺杆2
16
d b W π=
[]b σ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，[]1~1.2[]b σσ=
4. 自锁性能
自锁条件v ψψ≤， 其中，螺旋升角22
arctan
arctan S np d d ψππ==，螺距、导程、线数之间关系：S =np ； 当量摩擦角arctan arctan
cos v v f
f ψβ
==， 当量摩擦系数cos v f f β=
f 为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取0.13～0.17；
β为牙侧角，为牙型角α的一半，2βα=
5. 螺杆强度
1、 实心
螺杆[]21F F =A d 4
σσπ=≤ 2、 空心
按实际情况计算 3、 普通螺纹
[]22c 1F F F =
A H d d -446σσππ==≤??
???
c d ：普通螺纹螺栓拉断截面，是一个经验值，其经验计算公式为c 1H
d d 6
=-
其中，[]σ为材料的许用拉应力，[]s
n
σσ=
，s σ为屈服应力，为安全系数，一般取3～5。
二、 螺栓连接强度
6. 预紧力计算：
一般，螺栓预紧应力可达到材料屈服应力的50%~70%。
T ：预紧力矩，0T K F d =??，K 为拧紧力系数， d 为螺纹公称直径，
0F ：预紧力，00s F A σ=?
0σ：预紧应力，00.5~0.7s σσ=，s σ为材料屈服应力
s A ：螺纹部分危险剖面的面积，2s s A d π=?
s d ：螺纹部分危险剖面的计算直径，()23s d d d =+，316d d H =-，
7. 松螺栓连接
松螺栓连接，工作载荷F ，螺栓危险截面强度[]21F F
=
A d 4
σσπ=≤ 8. 紧螺栓连接
紧螺栓连接，无工作载荷时。
螺栓危险截面拉伸应力0
21F =
d 4
σπ，危险截面扭转切应力
()020232
111tan 2tan tan 20.5161tan tan 4
V V V F d F d d d d ψψψψτσπψψπ+?+==??≈-? 根据第四强度理论，螺栓预紧状态下，螺栓危险截面计算应力
2
11.31.3[]4
ca F d σσσπ==≈=
≤ 紧螺栓连接，有轴向工作载荷。
螺栓受力4个量，预紧力0F ，工作载荷F ，残余预紧力1F ，受载时螺栓总拉力2F 。 螺栓和被连接件的受力与变形关系，如图。
（1） 受载前，螺栓仅受预紧力0F 即为螺栓拉力，被连接件压力为0F 。
仅受预紧力时，螺栓伸长量为b λ，被连接件压缩量为m λ。 其中，螺栓刚度0
tan b b b
F C θλ=
=，被连接件刚度0
tan m m m
F C θλ=
=。
（2） 受载后，被连接件压力为1F ，螺栓总拉力210F F F F F =+=+?。
螺栓继续伸长λ? ，总伸长量为b λλ+?。
被连接件因螺栓伸长而放松，压缩量减小λ?，总压缩量为m λλ-?。 工作载荷F 继续增大，被连接件的压缩变形完全消失时0m λ=，被连接件压力10F =，螺栓总拉力达到max F ，为保证连接的紧密性，防止被连接件
F
O b
间产生缝隙，故要求10F >。
（3） 预紧系数001f F K F F =
-，螺栓的相对刚度b
K b m
C C C C =+。
由几何关系求得，
螺栓拉力增量K F C F ?=?，
螺栓预紧力()()0111K F F F F F C F =+-?=+- 螺栓总拉力200K F F F F C F =+?=+?
（4） 设计步骤：根据连接的受载情况，求螺栓工作拉力F ；根据连接的工作要
求，选取1F 值；计算螺栓的总拉力21F F F =+；螺栓强度计算及校核。
三、 普通螺纹相关参数
螺距P ，内螺纹大径D ，外螺纹大径d
理论高度0.86602
H P P =
= 牙底宽度3
0.754
b P P =
=
工作高度150.541328D D h H P P -=
===
内螺纹小径12 1.0825D D h D P D P =-==-
内螺纹大径230.32485D D h D P D P =-
==- 四、
螺栓组受力分析与计算..
螺栓组受力分析与计算 一．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。 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。 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。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 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。
螺纹连接受力分析
螺纹连接受力分析 螺纹强度校核 把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数： 轴向力 F ，旋合螺纹圈数 z （因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而 z 不宜大于 10）； 螺纹牙底宽度 b ，螺纹工作高度 h ，每圈螺纹牙的平均受力为 螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为 D 、 D 2、D 1。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为 d 、d 2、 d 1。 1. 挤压强度 螺母 螺母挤压强度 螺杆挤压强度 p 为挤压应力， 2. 剪切强度 螺母剪切面面积为 螺母，剪切强度 D 2h ，螺杆一圈挤压面积为 F Fz [ p ] A D 2h F Fz [ p ] A d 2h p ] 为许用挤压应力。 Db ，螺杆剪切面面积 d 1b 。 F Fz [] A Db p p [ d 2 h 。 F z ，作用在中径上。 螺母的一圈沿大径展开 螺杆的一圈沿小径展开
螺杆，剪切强度Fz d1b [] 3. 4. 5. [ ] 0.6[ ] ，[ 安全系数，一般取 弯曲强度 为材料许用拉应力， n s 为材料屈服应力。 3～5。 危险截面螺纹牙根部， 螺母， 螺杆， 其中， 弯曲强度 弯曲强度 A - A 。 L ：弯曲力臂，螺母 M ：弯矩，螺母M W ：抗弯模量，螺母 3Fh Db2z 3Fh d1b2z L D D2，螺杆 2 FDD L z2 D 6 b 2，螺杆 6 [ b] ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材， 自锁性能 自锁条件 其中，螺旋升角 当量摩擦角 d d2 2 2，螺杆M F b] S np arctan arctan ，螺距、 d2 d2 arctan f v arctan cos F d d2 z2 d1b2 1 ~ 1.2[ 导程、线数之间关系：S= np ； ，当量摩擦系数f v cos f 为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取 为牙侧角，为牙型角的一半， 螺杆强度 1、实心 0.13～0.17；
标准紧固件概述
标准紧固件概述 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
紧固件指能够起紧固作用的零件。 螺纹紧固件是指带有螺纹的紧固件，是根据一定的尺寸制造的，它通过外螺纹和内螺纹的相互配合来发挥其基本功能，我们正是利用螺纹紧固件具备的这种功能，使螺纹紧固件在物体与物体的连接和紧固上，以及物体的移动等方面起到很大作用。 紧固件不仅包括螺纹紧固件，还有垫圈、铆钉、销等。 1、螺纹的分类 根据用途可把螺纹分成四类 ①紧固螺纹,包括普通螺纹；过渡配合螺纹；过盈配合螺纹；小螺纹；MJ螺纹 ②传动螺纹，包括梯形螺纹；锯齿形螺纹；方形螺纹。 ③管螺纹，55°牙型角的管螺纹；60°牙型角的管螺纹；米制锥螺纹；干密封管螺纹。 ④专用螺纹，包括光学仪器用螺纹；锻钢阀门用短牙梯形螺纹；机床梯形螺纹丝杠；石油螺纹；气瓶螺纹等等。 2、螺纹的加工方法：滚压、磨削、切削三种方式。 3、螺纹的标注方法： 例如：M 10×1 LH –7H-L M表示普通螺纹特征代号；10×1表示公称直径×螺距，粗牙不注螺距；LH表示左旋螺纹代号，右旋螺纹不注出旋向代号；7H表示公差带代号；L表示旋合长度组别代号。中等长度不注出组别代号，特殊需要时注出具体长度值。 一、紧固件的种类 紧固件一般包括： 螺钉、螺栓、螺母等螺纹紧固件 垫圈、铆钉、销等非螺纹紧固件 1、编号规则
标准件的编号应依照标准CACBW-7，主要有以下7个部分组成。 1汽车标准件的代号 2类别代号、组别代号 3尺寸规格代号 4材料、机械性能等级和热处理代号 5覆盖层代号 6全螺纹代号 7涂胶代号 具体内容如下： 1、汽车标准件的代号。标准件特征代号有Q或CQ、T三种形式 2、类别代号、组别代号。 第一位数字： 1—螺栓类 2—螺钉类 3—螺母类 4—垫圈、挡圈、铆钉 5—开口销、销、键 6—螺塞、管接件、环箍夹片 7—润滑件、密封件、连接件 8—空号 9—其他。 第二位数字为标准件的组别代号。 第三位数字为标准件的分组号，对于螺纹件其偶数表示粗牙，奇数表示细牙；管螺纹例外。 3、尺寸规格代号。 螺栓、螺钉、铆钉、销及销钉等以“螺纹直径”或“杆径”和“长度”表示。直径为一位时，应在左边加“0”定位，长度是几位就写几位。 螺母以螺纹直径表示，并以两位数定位，若螺纹直径为一位数字时，应在左边加“0”定位。 垫圈、挡圈等均以相应联接的螺纹或轴孔直径表示，当直径为一位数字时在左边加“0”定位。两位以上照实书写。
螺纹连接受力分析(优质严制)
螺纹连接受力分析 一、 螺纹强度校核 把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数： 轴向力F ，旋合螺纹圈数z （因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而z 不宜大于10）； 螺纹牙底宽度b ，螺纹工作高度h ，每圈螺纹牙的平均受力为F z ，作用在中径上。 螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为D 、2D 、1D 。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d 、2d 、1d 。 F/z A πD πD 2πD 1 A b 螺母的一圈沿大径展开F/z A πd 1 πd 2 πd A 螺杆的一圈沿小径展开 1. 挤压强度 螺母一圈挤压面面积为2D h π，螺杆一圈挤压面积为2d h π。 螺母挤压强度2[]p p F F z A D h πσ= =≤σ 螺杆挤压强度2[]p p F F z A d h σσπ= =≤ p σ为挤压应力， []p σ 为许用挤压应力。 2. 剪切强度 螺母剪切面面积为Db π，螺杆剪切面面积1d b π。 螺母，剪切强度[]F F z A Db ττπ= =≤
螺杆，剪切强度1[]F F z A d b ττπ= =≤ []0.6[]τσ=，[]s n σσ= 为材料许用拉应力，s σ为材料屈服应力。 安全系数，一般取3～5。 3. 弯曲强度 危险截面螺纹牙根部，A-A 。 螺母，弯曲强度23[]b b M Fh W Db z σσπ= =≤ 螺杆，弯曲强度213[]b b M Fh W d b z σσπ= =≤ 其中，L ：弯曲力臂，螺母22D D L -= ，螺杆2 2 d d L -= M ：弯矩，螺母22D D F M F L z -=?= ?，螺杆2 2 d d F M F L z -=?=? W ：抗弯模量，螺母2 6 Db W π= ，螺杆2 16 d b W π= []b σ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，[]1~1.2[]b σσ= 4. 自锁性能 自锁条件v ψψ≤， 其中，螺旋升角22 arctan arctan S np d d ψππ==，螺距、导程、线数之间关系：S =np ； 当量摩擦角arctan arctan cos v v f f ψβ ==， 当量摩擦系数cos v f f β= f 为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取0.13～0.17； β为牙侧角，为牙型角α的一半，2βα=
螺纹紧固扭矩-拉关系实验方法
作者：张德利 文章来源：网络 ６－３－１３９：３３：５１ 螺纹紧固件扭－拉关系试验方法标准 在螺纹紧固件的使用中应用的较广泛的是螺栓－螺母连接副的形式，应用的较多的是有预紧力的连接方式，预紧力的连接可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力及螺栓的疲劳强度，并且能增强螺纹连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件的连接使用中，没有预紧力或预紧力不够时，起不到真正的连接作用，一般称之为欠拧；但过高的预紧力或者不可避免的超拧也会导致螺纹连接的失败。众所周知，螺纹连接的可靠性是由预紧力来设计和判断的，但是，除在实验室可以测量外，在装配现场一般是不易直观的测量。螺纹紧固件的预紧力则多是采用力矩或转角的手段来达到的。因此，当设计确定了预紧力之后，安装时采用何种控制方法？如何规定拧紧力矩的指标？则成为关键重要问题，这就提出来了螺纹紧固件扭（矩）－拉（力）关系的研究课题。 螺纹紧固件扭－拉关系，不仅涉及到扭矩系数、摩擦系数（含螺纹摩擦系数和支撑面摩擦系数）、屈服紧固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力等以一系列螺纹连接副的紧固特性的测试及计算方法，还涉及到螺纹紧固件的应力截面积和承载面积的计算方法等基础的术语、符号的规定。并且也还必须给出螺纹紧固件紧固的基本规则、主要关系式以及典型的拧紧方法。目前，这些内容 ＩＳＯ／ＴＣ２尚无相应的标准，德国工程师协会早在七十年代就发表了ＤＶＩ２２３０《高强度螺栓连接的系统计算》技术准则。日本也于１９８７和１９９０年发布了三项国家标准，尚未查到其他国家的标准。国内尚未发现相应的行业标准，仅少数企业制定了企业标准。尤其是随着引进技术的国产化不断的拓展和螺纹紧固件技术发展的需要，这一需求日趋迫切。这也就是制定此项标准的初衷。 日本国家标准ＪＩＳＢ１０８２－１９８７《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》、ＪＩＳＢ１０８３－１９９０《螺纹紧固件紧固通则》及ＪＩＳＢ１０８４－１９９０《螺纹紧固件拧紧试验方法》三个标准，概括了国际上有关螺纹紧固件扭－拉关系的研究成果和应用经验，根据标准验证，对我国也是适用的。因此，在制定标准时，在充分消化、分析日本标准的基础上，提出了等效采用的意见。 因此，本系列标准也包括了下列三个国家标准： １、ＧＢ／Ｔ１６８２３．１－１９９７《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》； ２、ＧＢ／Ｔ１６８２３．２－１９９７《螺纹紧固件紧固通则》； ３、ＧＢ／Ｔ１６８２３．３－１９９７《螺纹紧固件拧紧试验方法》 一、ＧＢ／Ｔ１６８２３．１－１９９７《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》
螺纹紧固胶使用规范
1. 适用范围 本规范规定了三种常用螺纹紧固胶的适用范围和建议的表面预处理、涂覆、粘接、验证、拆卸、清洗、再装配等操作程序，具体作业程序见相应的作业文件。 本标准适用于机电设备工程所产品的螺纹锁固。 2.常用螺纹紧固胶分类及应用 可拆卸锁固胶 222螺纹紧固胶，厌氧胶类，（图1） 适用于直径小于1/4" （6mm）的螺纹紧固。一般适用于所有需要涂覆厌氧胶的作业面使用，推荐用于可拆卸的地面仪器及井下仪器骨架无螺母固定的紧固件。可以用手持工具将工件拆卸。 不可拆卸锁固胶 272螺纹紧固胶，厌氧胶类，（图2） 适用于直径小于36mm的螺纹紧固，能经受住450 °F（约为230℃）的高温。一般适用于高温、高强度、重载的紧固件因震动、振颤及热压力而造成的松动，用于永久或长时不拆卸的作业面，如与外界直接接触的作业面 双组分胶粘剂，俗称AB胶，分别存放在两个容器内，（图3） A、B两个组分混合后，温度越高，干透时间越短。可以粘结塑料与塑料、塑料与 金属、金属与金属，粘结后剥离需要刀具或热熔分离。塑料与塑料粘结效果极好，几乎等同ABS合成树脂的强度。 双组分胶粘剂粘接强度较高，拆卸困难，一般在地面面板中做粘合剂使用，不应替代螺纹紧固剂使用。 由于AB胶粘接而影响更换密封圈的场合不得使用AB胶
图1 图2 图3 3. 操作步骤 技术准备 仔细阅读螺纹紧固胶使用说明书 粘接材料要符合说明的适用场合。 粘接前应检查螺纹紧固胶是否过期 各种螺纹、紧固件的公差应符合《紧固件公差螺栓、螺钉和螺母》（GB/）的规定。 表面处理 涂覆厌氧胶的零件表面在清除了油漆涂层和其他残余物后，可用金属清洗剂，三氯乙烯，三氯乙烷或丙酮中任意一种溶剂清洗，以清除油污、油脂和防锈剂等其他 杂质。 、涂覆厌氧胶的零件表面应无毛刺以及磕碰和划伤等引起的凸起痕迹。 厌氧胶涂覆及粘接 普通螺纹：在螺纹紧固件的外螺纹或内螺纹上（盲孔）涂覆适量的厌氧胶液，螺纹的开始两扣处不要涂覆厌氧胶液（图4），然后拧人螺纹并拧至设计转矩。粘接 完成后用棉签清除多余的锁固胶（图5），粘接24小时后方可使用管螺纹（通常以NPT、PT为后缀或G开头，如1/4-28NPT、G18等）：在管螺纹的外部上涂覆厌氧胶液，螺纹的开始两扣不要涂覆胶液，以免进到管口里，然后拧紧。 当需调整管路角度时，应在30分钟内进行。粘接完成后清除多余的锁固胶，粘 接24小时后方可使用
第6章螺纹联接讨论重点内容受力分析、强度计算。难点受翻转力矩
第6章 螺纹联接 讨论 重点内容：受力分析、强度计算 。 难点：受翻转力矩的螺栓组联接。 附加内容：螺纹的分类和参数 1．螺纹的分类 2. 螺纹参数 （1） 螺纹大径d （2）螺纹小径d 1 （3）螺纹中径d 2 （4）螺距p （5）线数n （6）导程S （7）螺纹升角ψ （8）牙型角α 6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度 6.1.1螺纹联接的主要类型 松联接 根据装配时是否拧紧分 图6.1 紧联接 螺栓联接 螺钉联接 按紧固件不同分 双头螺柱联接 紧定螺钉联接 受拉螺栓联接 按螺栓受力状况分 受剪螺栓联接 6.1.2螺纹紧固件的性能等级和材料 性能等级：十个等级 B σ=点前数字 ×100 ； S σ=10×点前数字×点后数字。 材料：按性能等级来选。 例如：螺栓的精度等级6.8级 6.2 螺纹联接的拧紧与防松 ???外螺纹内螺纹? ??左旋螺纹 右旋螺纹 ?? ?多线螺纹单线螺纹?? ? ??锯齿形螺纹梯形螺纹三角螺纹?? ?传动螺纹 联接螺纹?? ?圆锥螺纹圆柱螺纹
6.2.1螺纹联接的拧紧 拧紧的目的: 拧紧力矩: 21T T T += 431T T T += T 1螺纹力矩: ()V t d F d F T ρψ+?=? =tan 2 22'21 T 2螺母支承面摩擦力矩：r F T ?=' 2μ 2 213 3 131d D d D r --?= 将6410~M M 的相关参数（2d ，ψ ，1D ，0d ） 代入且取 15.0arctan =V ρ得：d F d F k T T T t ' '212.0≈=+= 标准扳手的长度 L=15d d F Fd FL T '2.015===∴ （图 6.2……） F F 75' = 要求拧紧的螺栓联接应严格控制其拧紧力矩，且不宜用小于1612~M M 的螺栓。 测力矩扳手或定力矩扳手 控制拧紧力矩的方法： 用液压拉力或加热使螺栓伸长到所需的变形量 6.2.2 螺纹联接的防松 为何要防松？ 自锁条件：ψ 螺纹紧固工艺规范 1适用范围 本规范适用于我公司各种产品常见螺纹连接的装配。 本规范可作为工艺人员编制工艺文件、生产现场进行工艺控制以及生产部门准备螺纹连接工具的依据；同时可作为产品螺纹连接可靠性检验以及进行工具申购和发放的参考。 说明： 功率器件的安装要求应按照DMBM0.054.121G《功率器件安装通用工艺规范》及 DMBM0.072.001G《IGBT和SCR器件装配通用工艺规范》执行。 2引用标准、规范、参考书目及试验报告 本规范的制订主要依赖于一系列的试验结果、实践验证和理论计算，同时参考了国内外一些电子厂家的螺钉紧固数据。所使用的资料如下： 2.1试验报告 略。 2.2标准规范 GB944.1-85 螺钉用十字槽 JISB1012-97 Cross Recesses for Screws GB4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全 GB5267-85 螺纹紧固件电镀层 GB5779.1-86 紧固件表面缺陷-螺栓、螺钉和螺柱-一般要求 GB90-85 紧固件验收检查，标志和包装 Q/EFIOS.005-98 超艺螺丝工业有限公司标准——十字槽自攻螺钉 GB3098.5-86 紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.2-2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹 MECHANICAL FASTENING WORKMANSHIP STANDARD MDST-7472-005 2.3书目 《机械设计手册》第3卷机械工业出版社汪恺主编 《机械设计手册》第2卷机械工业出版社徐灏主编 《紧固件连接设计手册》国防工业出版社 《无线电整机装配工艺基础》天津科学技术出版社 3术语与约定 3.1说明 对本规范中的部分术语加以解释。 由于不同厂商、不同地区对一些相同的事物有不同的称谓，并可能已经应用在各种文件中，为避免产生歧义和误解，在本文中对一些称谓进行约定，在工作中应以本约定统一称谓。 螺栓紧固面的预紧分析 命令流： /prep7 /title, Sample application of PSMESH et,1,92 mp,ex,1,1e7 mp,alpx,1,1.3e-5 mp,prxy,1,0.30 mp,ex,2,3e7 mp,alpx,2,8.4e-6 mp,prxy,2,0.30 tref,70 /foc,,-.09,.34,.42 /dist,,.99 /ang,,-55.8 /view,,.39,-.87,.31 /pnum,volu,1 /num,1 cylind,0.5,, -0.25,0, 0,180 cylind,0.5,, 1,1.25, 0,180 cylind,0.25,, 0,1, 0,180 wpoff,.05 cylind,0.35,1, 0,0.75, 0,180 wpoff,-.1 cylind,0.35,1, 0.75,1, 0,180 wpstyle,,,,,,,,0 vglue,all numc,all vplot mat,1 smrt,off vmesh,4,5 mat,2 vmesh,1,3 /pnum,mat,1 eplot psmesh,,example,,volu,1,0,z,0.5,,,,elems CM,lines,LINE /dist,,1.1 cmplot /solu eqslve,pcg,1e-8 asel,s,loc,y da,all,symm asel,all dk,1,ux dk,12,ux dk,1,uz sload,1,9,,force,100,1,2 /title,Sample application of PSMESH - preload only Solve 图一.应力云图 图二.应变云图 拟 制 李健 02.06.08 审 核 李立华 艾默生网络能源有限公司 版权所有：侵犯必究 电子文件名：0054264G 螺纹紧固工艺规范 1适用范围 本规范适用于我公司各种产品常见螺纹连接的装配。可作为工艺人员制作工艺文件、现场工艺控制以及生产螺纹连接工具准备的依据；同时也可以作为螺钉入厂检验，产品螺纹连接可靠性检验以及工具库进行工具申购和发放的参考。 注意： 对于功率器件的安装扭矩按照《功率器件安装通用工艺规范》DMBM0.054.121G 执行。 2引用标准、规范、参考书目及试验报告 本规范的制订主要依赖于一系列的试验结果、实践验证和理论计算，同时参考了国内外一些电子厂家的螺钉紧固数据。所使用的资料如下： 2.1试验报告 《螺纹振动、金相试验分析报告》 《样件4、5金相试验报告》 《样件2金相试验报告》 《紧固扭矩对接触热阻的影响计算》 《紧固扭矩对螺钉防锈性能影响试验报告》 《螺纹连接扭矩理论计算值》 《自攻螺钉扭力分析》 《塑胶件风扇紧固方式》 以上各报告见本规范附件 2.2标准规范 GB944.1-85 螺钉用十字槽 JISB1012-97 Cross Recesses for Screws GB4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全 GB5267-85 螺纹紧固件电镀层 GB5779.1-86 紧固件表面缺陷-螺栓、螺钉和螺柱-一般要求 GB90-85 紧固件验收检查，标志和包装 Q/EFIOS.005-98 超艺螺丝工业有限公司标准——十字槽自攻螺钉 GB3098.5-86 紧固件机械性能 自攻螺钉 结构造型设计中心紧固件技术规范 2.3书目 《机械设计手册》 第3卷 机械工业出版社 汪恺主编 《机械设计手册》 第2卷 机械工业出版社 徐灏主编 《紧固件连接设计手册》 国防工业出版社 《无线电整机装配工艺基础》 天津科学技术出版社 螺纹联接副受力分析 图1 a ）、b ）、c ）示出了螺栓的三种线弹性受力状态。P Q 和b λ是预紧力及时应的螺 栓变形伸长量，m λ为P Q 下的垫板压缩量，F 为ＭＴＳ轴向试验载荷。当施加F 后，螺栓的受力从原来的P Q 增至Q ，对应的变形增量为Δλ，于是螺栓受拉时，原来被压缩的垫板， 因螺栓伸长而被放松，其压缩变形量也随之减小到m λ'，此时垫板压缩力由P Q 减至P Q '， P Q '为残余预紧力。根据材料力学的变形协调条件，垫板压缩变形的减小量m λ-m λ'应等于Δλ， 因而在残余预紧力P Q '下垫板的压缩总量m λ'=m λ-Δλ。显然螺栓的受力Q =P Q '+F 。 为直观地表达上述分析，图2以几何方式示出了螺栓与垫板的受力和变形协调关系。螺栓拉伸变形由坐标原点b Ο向右量起，垫板压缩变形由坐标原点m Ο向左量起。螺栓刚度 b b tg θC =，垫板刚度m m θtg C =。由图可见下面四个等式成立： P Q /b λ=b C （1） P Q /m λ=m C （2） P Q =P Q '+（F -ΔF ） （3） F C C C ΔF m b b += （4） 将（4）式代入（3）式可得螺栓的预紧力为： F C C C Q Q m b m P P ++ '= （5） 由图可知Q =P Q +ΔF ，再由（4）式可得螺栓总拉力为： F C C C Q Q m b b P ++= （6） 上式中m b b C C C +称为螺栓的相对刚度。 4 讨论 应力幅是影响预紧螺栓联接副疲劳性能的主要因素之一，试验结果表明，受轴向模拟载荷的预紧螺栓联接副，在最小应力不变的条件下，应力幅越小，则联接副越不易发生疲劳破坏。当联接副所受的试验载荷在0～F 之间变化时，则螺栓的总拉力将在P Q ～Q 之间变化。由（6）式可知，在保持预紧力P Q 不变的条件下，减小螺栓刚度C b 或增大垫板刚度C m 均可达到减小总拉力Q 的变化范围的目的。另外，试验结果表明，适当选用较大的预紧力对螺栓联接副疲劳性能是有利的。由（5）式可知，当P Q 较大时，可以保证联接副有足够的残余预紧力P Q '。 图3、图4及图5分别示出了单独降低螺栓刚度C b ，单独增大垫板刚度C m 及同时降低 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。 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。 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。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 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。 图1 凸台与沉头座的应用 图2 斜面垫圈的应 用 螺纹联接件应力分析 美国ANSYS股份有限公司 上海代表处 R ?在工程、机械结构中螺栓--螺母联接是一种常用的紧固方式。零件很小，但受力情况比较复杂。为了能得到比较实用的结果，先 按如下过程分二步进行应力分析。 ?一、整体分析 ?包含对螺栓、螺母、夹板及相互之间的接触分析。模型规模较大，为了减少计算工作量，不考虑工件各处的圆角，另外略去螺母两端的过度圈，加载时先让其产生预紧拉力，再拧动螺栓，使其与实际受力，相对位移情况相同。 ?具体计算条件如下： ? 1. 螺纹直径5mm,螺距0.5mm，三角形螺纹。 ? 2. 紧固板厚4mm。 ? 3. 有效接触圈数7圈。 ? 4. 紧固扭距720N-mm。 ? 5. 所有接触面间摩擦系数0.15. ?具体模型的螺栓应力\位移,接触面间的压力,螺母,中间板的应力见图2～图6. ?由于单元划分较粗,螺纹底部的应力集中没有反映出来,因此应力数值偏低 R ?二、细节分析 –取出螺栓的一个径向切面进行细节分析，根据整体分析得到的螺栓中的拉应力和接触面压力来确定径向切片点上的压力。在螺纹底部 ，若不考虑圆角，则在相同的载荷情况下，应力与单元划分的大小 密切相关。从弹性力学的观点看，该点是一个应力奇点。理论应力 无限大，实际情况并否如此。因总有刀具圆角存在，圆角的大小决 定了该点的应力集中系数。先取刀具圆角为0.01mm 进行计算，为了 得到比较可靠的结果，对圆角圆弧线分别以２,4,6,8,10,12等分， 再划分单元，图７，图８表示单元划分情况，图９表示圆弧中点应 力随等分数的变化，可看到在１０等分、１２等分时最大应力结果 以基本不变，最后以１２等分时的结果为准。 ?具体计算时再分二种情况 –１. 螺母厚度４mm、有效螺牙７圈， –计算结果见图１０,１１,１２； – 2. 螺母厚度３mm。有效螺牙５圈， –计算结果见图１３，１４。 R 图1 螺栓几何模型 R 螺纹连接受力分析 螺母挤压强度 F z ■: 螺纹连接受力分析 螺纹强度校核 把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺 纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数： 轴向力F ,旋合螺纹圈数z （因为旋合的各圈 螺纹牙受力不均，因而z 不宜大于10）； 螺纹牙底宽度b ，螺纹工作高度h ，每圈螺纹牙 的平均受力为F z ，作用在中径上。 螺母一一内螺纹，大径、中径、小径分别为D 、 1. 挤压强度 螺母一圈挤压面面积为"D 2 h ，螺杆一圈挤压面 积 为「ah o 螺杆一一外螺纹，大径、 中径、小径分别为d 、 螺母的一圈沿大径展开 d 2 、 d i o F/z ~A n D 螺杆的一圈沿小径展开 6为挤压应力， ⑺]为许用挤压应力。 2. 剪切强度 螺母剪切面面积为：:Db ，螺杆剪切面面积-：di b 螺母，剪切强度.拓二栏^[] A n Db []".6[二],[二]s 为材料许用拉应力，6为材料屈 7 n 7 服应力。 安全系数，一般取3?5。 3. 弯曲强度 危险截面螺纹牙根部，A-A 。 螺母，弯曲强度“存瞿十 螺杆，弯曲强度"加好十b] 7 W Jid 1b 2z 其中，L ：弯曲力臂，螺母L=￥，螺杆1.=号 M ：弯矩，螺母M=F L#乎，螺杆 螺杆挤压强度 F z 二 螺杆，剪切强度? F F z A 二 2 ■ : W :抗弯模量，螺母W二晋，螺杆心半 ⑺］:螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，［6］ =1~1.2［叮 4.自锁性能 自锁条件I ＜匕, 其中，螺旋升角屮=arctan—=arcta，螺距、导程、 nd2兀d2 线数之间关系：S=np ； 当量摩擦角==arctan人=arctan—J，当量摩擦系数 cos P 7 cos - f为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取0.13?0.17; '为牙侧角，为牙型角：的一半，，2 5.螺杆强度 1、实心 螺杆;:=^ = -F2 4W A nd1『4 2、空心 按实际情况计算 3、普通螺纹 目次 1 总则 1.1 范围 1.2 引用标准 2 计算方法 2.1 一般要求 2.2 计算步骤 附录A法兰螺栓紧固力矩的计算实例 附录B常用的法兰螺栓紧固力矩 1 总则 1.1 范围 1.1.1本标准规定了法兰螺栓紧固力矩的计算方法。 1.1.2本标准适用于设计压力不大于35 MPa、钢材的使用温度在允许范围之内的法兰螺栓紧固力矩的计算。 1.2引用标准 使用本标准时。应使用下列标准最新版本。 GB 150 《钢制压力容器》。 GB/T 196 《普通螺纹基本尺寸（直径1～600 mm）》。 2 计算方法 2.1 一般要求 2.1.1 本标准考虑了流体静压力及垫片压紧力的作用，未考虑外力、外力矩的作用。 2.1.2 法兰螺栓紧固力矩是指为避免操作状态下法兰泄漏，在法兰安装时扭紧螺栓所需的扭力矩。该扭力矩在避免法兰泄漏的同时, 不致造成垫片损坏、法兰永久变形和螺栓屈服。由于理论计算模型不可能与实际情况完全吻合，因此本标准的法兰螺栓紧固力矩数值只作为施工中的参考，在操作状态仍需考虑进行热紧。 2.2 计算步骤 2.2.1 垫片基本密封宽度b0 根据垫片型式及尺寸，按表2.2.1确定垫片基本密封宽度b0（mm）。 2.2.2 垫片有效密封宽度b 垫片有效密封宽度b（mm）按以下规定计算： a) 当b0≤6.4 mm时，b＝b0； b) 当b0＞6.4 mm时，b＝2.53 b。 2.2.3 垫片压紧力作用中心圆直径D G 2.2. 3.1 对于活套法兰，垫片压紧力作用中心圆直径D G （mm ）即为法兰与翻边接触面的平均直径。 2.2. 3.2 对于其他型式的法兰，按下述规定计算D G （mm ）： a) 当b 0≤6.4 mm 时，D G 等于垫片接触面的平均直径； b) 当b 0＞6.4 mm 时，D G 等于垫片接触面外直径减2b 。 2.2.4 操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力按式（2.2.4）计算： （2.2.4） 式中： F ——操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力，N ； P ——设计压力，MPa 。 2.2.5 操作状态下需要的最小垫片压紧力按式（2.2.5）计算： F P ＝2π?D G ?b ?m ?P （2.2.5） 式中： F P ——操作状态下需要的最小垫片压紧力，N ； m ——垫片系数，由表2.2.5查得。 压紧面形状（简图） 垫片基本密封宽度b 0 Ⅰ Ⅱ 1a 1b 1c ω＜N （最大） （最大） 1d ω≤N 2 ω＜N /2 3 ω＜N /2 4① 5① 6 2N 2N 2 g δω＋2 g δω＋4N ＋ω4N ＋ω4N ＋ω83N ＋ω4N 83N 8 3N 4N 83N 167N 8 ωP D F ??= 2 G 4 π 1．一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。 已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96MPa，钢板[σ]P=320MPa，铸铁[σ]P1=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f =1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。 托架螺栓组联接 （1）试比较哪种螺栓布置方案合理？ （2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。 解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。解题时，首先要将作用于钢板上的外载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷FΣ和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被 连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。 解题要点： 1．螺栓组连接受力分析 （1）将载荷简化 将载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心O点简化，得一横向载荷FΣ=12000N和一旋转力矩T=F 6N·mm（图解一）。 Σl=12000×400=4.8×10 （2）确定各个螺栓所受的横向载荷 在横向力FΣ作用下，各个螺栓所受的横向载荷F s1大小相同，与FΣ同向。 F s1=FΣ/4=12000/4=3000 N 而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心O点距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷F S2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心与形心O的连线（图解二）。 紧固件指能够起紧固作用的零件。 螺纹紧固件是指带有螺纹的紧固件，是根据一定的尺寸制造的，它通过外螺纹和内螺纹的相互配合来发挥其基本功能，我们正是利用螺纹紧固件具备的这种功能，使螺纹紧固件在物体与物体的连接和紧固上，以及物体的移动等方面起到很大作用。 紧固件不仅包括螺纹紧固件，还有垫圈、铆钉、销等。 1、螺纹的分类 根据用途可把螺纹分成四类 ①紧固螺纹,包括普通螺纹；过渡配合螺纹；过盈配合螺纹；小螺纹；MJ螺纹 ②传动螺纹，包括梯形螺纹；锯齿形螺纹；方形螺纹。 ③管螺纹，55°牙型角的管螺纹；60°牙型角的管螺纹；米制锥螺纹；干密封管螺纹。 ④专用螺纹，包括光学仪器用螺纹；锻钢阀门用短牙梯形螺纹；机床梯形螺纹丝杠；石油螺纹；气瓶螺纹等等。 2、螺纹的加工方法：滚压、磨削、切削三种方式。 3、螺纹的标注方法： 例如：M 10×1 LH –7H-L M表示普通螺纹特征代号；10×1表示公称直径×螺距，粗牙不注螺距；LH表示左旋螺纹代号，右旋螺纹不注出旋向代号；7H表示公差带代号；L表示旋合长度组别代号。中等长度不注出组别代号，特殊需要时注出具体长度值。 一、紧固件的种类 紧固件一般包括： 螺钉、螺栓、螺母等螺纹紧固件 垫圈、铆钉、销等非螺纹紧固件 1、编号规则 标准件的编号应依照标准CACBW-7，主要有以下7个部分组成。 1汽车标准件的代号2类别代号、组别代号 3尺寸规格代号4材料、机械性能等级和热处理代号 5覆盖层代号6全螺纹代号 7涂胶代号 具体内容如下： 1、汽车标准件的代号。标准件特征代号有Q或CQ、T三种形式 2、类别代号、组别代号。 第一位数字：1—螺栓类2—螺钉类3—螺母类4—垫圈、挡圈、铆钉 5—开口销、销、键6—螺塞、管接件、环箍夹片 7—润滑件、密封件、连接件8—空号9—其他。 第二位数字为标准件的组别代号。 第三位数字为标准件的分组号，对于螺纹件其偶数表示粗牙，奇数表示细牙；管螺纹例外。 3、尺寸规格代号。 螺栓、螺钉、铆钉、销及销钉等以“螺纹直径”或“杆径”和“长度”表示。直径为一位时，应在左边加“0”定位，长度是几位就写几位。 对螺纹联接预紧力控制方法 现代机械和各种工程结构中广泛采用螺纹联接，螺纹联接轴向预紧力的大小直接影响着螺纹联接的质量。在螺纹联接理论基础上，介绍并分析了5种抽向预紧力的控制方法及其特点，供相关技术人员有选择地使用。 1 引言 螺纹联接可以获得很大的联接力，并且装拆方便可靠。螺纹联接制造方便，标准化程度高，品种多，能适应各种不同的工作条件，因此，在机械和各种工程结构中广泛采用螺纹联接。绝大多数螺纹联接在安装时都必须拧紧，使被联接件受到压缩，同时螺栓受到拉伸，这种在螺栓承受工作载荷之前受到的力称为预紧力。预紧的目的是为了提高联接的可靠性、紧密封和防松能力。对于承受轴向拉力的螺纹联接，还能提高螺纹的疲劳强度。对于承受横向载荷的普通螺纹联接，可以增大联接中接合面间的摩擦力。预紧力的适当控制又是确保螺纹联接质量的关键。预紧力过小，将导致联接松动而失效，预紧力过大，将导致装配时或偶然过载时螺栓过度屈服而产生早期断裂。在许多产品的装配中，控制预紧力的方法是凭工人的经验和感觉。实践表明，一个技术熟练的工人凭感觉拧紧螺栓，其预紧力误差可能高达士40%。所以必须有一套控制和测量预紧力的方法。 2 预紧力的控制方法 (1) 力矩法 预紧力与拧紧力矩的关系:预紧力的大小，由施加的扳手力矩大小来控制。以螺栓联接为例，螺栓联接的拧紧力矩指达到要求预紧力时的扳手力矩。拧紧螺母时，加在扳手上的力矩T，用来克服螺纹牙间的阻力矩T;和螺母支承面上的摩擦阻力矩兀， 即T= T ,+几。 对于 M1 0一M68的粗牙普通螺纹，无润滑时有如下近似关系 T= 0 . 2F d式中 F—预紧力，N; d—螺纹大径，nim0 预紧力的大小根据螺栓组受力和联接的工况要求决定。一般规定螺 纹联接件的预紧力不得大于其材料屈服极限的80% ，推荐预紧力为其材料屈服极限的50% 一70%.力矩控制法就是根据轴向预紧力F 与拧紧力矩T的关系，确定拧紧力矩。用力矩扳手控制拧紧力矩时，可以借助测力矩扳手或定力矩扳手。这种方法是目前国内应用最广 泛的一种控制方法。但根据多种资料及试验结果显示，这种方法可 能会产生土25%的预紧力误差。由于联结螺纹不可避免地存在制造误差，使批量生产中的螺纹尺寸、形状存在差异;有时甚至存在铁屑、沙粒、碰伤等缺陷;批量装配中涂敷润滑剂的多少及拧紧速度、温度不相同等因素，摩擦阻力不能保持恒定，所以使联接力的精度仅为20%一30%。该方法仅可在对轴向预紧力精度要求不高的场合采用。 (2) 螺母转角法 螺纹副多数要承受交变应力，因此螺纹联接件的疲劳强度很重要。 当前先进的螺纹拧紧工艺，推荐螺栓应拧紧到屈服极限或塑性变形区，这一措施将会大幅度提高螺栓副的疲劳强度。然而“扭矩法” 控制难以做到使螺栓副预紧到屈服极限或塑性变形区。 具体做法是，先将螺母拧紧到与被联接件贴紧后，然后再用扳手旋 紧规定的角度p。在初步拧紧时，消除了螺母和被联接件之间的间隙，在最后拧紧时用角度中来保证螺栓的伸长变形量S，从而保证 预期的预紧力。lp的大小和螺栓、螺母及被联接件的材料、尺寸有关，同时还要考虑螺栓的弹性变形以及初步拧紧时的紧度。该法获 得的轴向预紧力除受联接系统刚度影响外，几乎不受联接件制造误 螺纹连接受力分析公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N] 螺纹连接受力分析 一、 螺纹强度校核 把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数： 轴向力F ，旋合螺纹圈数z （因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而z 不宜大于10）； 螺纹牙底宽度b ，螺纹工作高度h ，每圈螺纹牙的平均受力为F z ，作用在中径上。 螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为D 、2D 、1D 。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d 、2d 、1d 。 1. 挤压强度 螺母一圈挤压面面积为2D h π，螺杆一圈挤压面积为2d h π。 螺母挤压强度2[]p p F F z A D h πσ= =≤σ 螺杆挤压强度2[]p p F F z A d h σσπ= =≤ p σ为挤压应力， []p σ 为许用挤压应力。 2. 剪切强度 螺母剪切面面积为Db π，螺杆剪切面面积1d b π。 螺母，剪切强度[]F F z A Db ττπ= =≤ 螺母的一圈沿大径展开螺杆的一圈沿小径展开 螺杆，剪切强度1[]F F z A d b ττπ= =≤ []0.6[]τσ=，[]s n σσ= 为材料许用拉应力，s σ为材料屈服应力。 安全系数，一般取3～5。 3. 弯曲强度 危险截面螺纹牙根部，A-A 。 螺母，弯曲强度23[]b b M Fh W Db z σσπ= =≤ 螺杆，弯曲强度213[]b b M Fh W d b z σσπ= =≤ 其中，L ：弯曲力臂，螺母22D D L -= ，螺杆2 2 d d L -= M ：弯矩，螺母22D D F M F L z -=?= ?，螺杆2 2 d d F M F L z -=?=? W ：抗弯模量，螺母2 6 Db W π= ，螺杆2 16 d b W π= []b σ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，[]1~1.2[]b σσ= 4. 自锁性能 自锁条件v ψψ≤， 其中，螺旋升角22 arctan arctan S np d d ψππ==，螺距、导程、线数之间关系：S =np ； 当量摩擦角arctan arctan cos v v f f ψβ ==， 当量摩擦系数cos v f f β= f 为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取～； β为牙侧角，为牙型角α的一半，2βα=螺纹紧固力工艺规范
ansys螺栓预紧力分析
螺纹紧固工艺规范
螺纹联接副受力分析
螺栓组受力分析与计算..
螺纹连接件应力分析
螺纹连接受力分析
螺栓紧固力矩规范标准
螺纹连接20题
标准紧固件概述
对螺纹联接预紧力控制方法
螺纹连接受力分析