螺纹紧固件残余预紧力计算

承受轴向拉伸工作载荷F后，由于螺栓和被联接件的弹性变形，螺栓所受的总拉力F2并不等于预紧力F0和工作拉力F之和（即F2工FO+F）。根据理论分析，螺栓的总拉力F2除了与预紧力F0、工作拉力F有关外，还受到螺栓刚度Cb及被联接件刚度Cm等因素的影响。

看图哈。。。。

图1）表示螺母刚好拧到与被联接件接触，但尚未拧紧。此时螺栓与被联接件都不受力。

图2）表示螺母已拧紧，但尚未承受工作载荷。此时螺栓承受预紧力F0,其伸长量为入b。同时，被

联接件的压缩量为入m

图3）表示已承受工作载荷F。此时，螺栓因拉力由F0增至F2而继续伸长，其伸长增量为△入，其总伸长量为入b+ △入。

根据变形协调条件，此时被联接件压缩变形的减小量也为△入，总压缩量为入m'=入m- △入。同时被联接件的压缩力由F0减至F1。F1称为残余预紧力。

螺钉联接扭力与预紧力的关系

1、引言 家用电器厂在生产某型产品时，经常出现批头、电批套筒或风批套筒被打断的现象。原因是一些重要零部件如发热管、R型弹簧等的固定都需要用很大的扭力矩来旋紧螺钉，而批头、电批套筒或风批套筒的极限扭力矩不能达到螺钉拧紧的拧紧力矩要求，致使其超过能够承受的最大拧紧力矩而折断。但是，螺钉的拧紧力矩到底需要多大？目前尚没有一个确切的或者令人信服的标准来衡量。 那么，有没有办法给定螺钉比较准确的标准值呢？答案是肯定的。 下面以某产品弹性元件固定螺钉PM5×10为例，来计算它的拧紧力矩。 2、螺纹联接的拧紧力矩 我们知道，在螺栓联接中，只有适当的预紧力才能保证螺栓可靠联接。而预紧力则是通过控制施加于螺钉的拧紧力矩或转角来间接实现的。但是，螺栓轴力与拧紧力矩之间的对应关系严重地受到摩擦条件的影响。摩擦一方面是螺纹自锁防松的必要条件，另一方面摩擦消耗大量拧紧力矩（能量）从而影响螺栓轴力。 拧紧时，扳手或电批（风批）力矩T用于克服螺纹副的螺纹阻力矩T1及螺母与被联接件（或垫圈）支承面间的端面摩擦力矩T2。即 T= T1+ T2=KF0 d （N·mm） d——螺纹公称直径（mm） F0——预紧力（N） K——拧紧力矩系数（无量纲） 其中，K值与螺纹中径、螺纹升角、螺纹当量摩擦系数、螺母与被联接件支承面间的摩擦系数有关。而这些参数的取值都比较复杂。要准确地计算出K值，就要通过针对性的试验，同时测得预紧力和紧固扭矩才能间接获得拧紧力矩系数K值。一般情况下，在各种条件下的K值，可参考下表中的数据。

铝合金的硬度较低，摩擦力较大。故按干燥加工表面无润滑取值，则K值的取值范围是0.26～0.30，取最小值K=0.26。 螺纹联接的预紧力 螺纹联接预紧力的大小，要根据螺钉组受力和联接的工作要求决定。设计时首先要保证所需的预紧力，又不应使联接的结构尺寸过大。一般规定拧紧后螺纹联接件的预紧力不得大于其材料屈服强度σs的80%。对于一般联接用的钢制螺栓，推荐的预紧力限值如下：碳素钢螺钉F0 =（0.6~0.7）σs As (N) 合金钢螺钉F0 =（0.5~0.6）σs As(N) 式中σs ——螺钉材料的屈服强度（MPa） 弹性元件固定螺钉是PM5×10，材料是SWRCH18A，类似于国产20#优质碳素结构钢，性能等级若按4.8级取值，其公称屈服强度σs =320Mpa As ——螺纹公称应力截面积mm2 式中d2 ——外螺纹中径mm d3 ——螺纹的计算直径，d =d -H/6 ，其中H为螺纹原始三角形高度mm。 d1 ——外螺纹小径mm 查GB196-81《普通螺纹基本尺寸》，PM5×10螺钉的外螺纹小径d1 =4.134mm，中径d2 =4.480mm，螺距p=0.8mm，螺纹原始三角形高度H=0.866025404p=0.6928203232mm， 所以，d =d1 -H/6=4.134-0.6928203232/6=4.01852994613mm。 由此，螺纹的公称应力截面积As 为 F0 =（0.6~0.7）σs As = （0.6~0.7）×320×14.174=2721.408～3174.976（N），取最小值F0 =2721.408（N） PM5×10螺纹的拧紧力矩： T=KF0 d =0.26×2721.408×5

ANSYS计算有预紧力的螺栓连接

/ti t le, 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

dk,1,ux dk,12,ux dk,1,uz sload,1,9,,force,100,1,2 /ti t le,Sample application of PSMESH - preload only solve !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !Finally, we construct the actual solution of interest. We want to !know what happens to the preload in the bolt, and the stress field around !it, when the assembly temperature rises to 150° F. !Both the preload and the stresses increase because, for a uniform !temperature rise, there is greater thermal expansion in the aluminum plates !than in the steel bolt. Any method for applying preload that did not !allow the load to change would be unable to predict this result. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! /post1 plnsol,s,z /solu antype,,restart tunif,150 /ti t le,Sample application of PSMESH - uniform 150° solve /post1 plnsol,s,z GUI操作流程： 1. Set the Analysis Title (1) Choose Utility Menu> File> Change Title (2) Enter the text, “Sample Application of PSMESH” and click OK. 2004-8-17 11:27 #3

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=

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

螺纹拧紧力矩计算

螺纹联接的拧紧力矩计算 M t＝K×P0×d×10－3 N.m K:拧紧力系数d：螺纹公称直径 P0：预紧力 P0＝σ0×A s A s也可由下面表查出 A s＝π×d s2/4 d s:螺纹部分危险剖面的计算直径 d s＝（d2＋d3）/2 d3= d1－H/6 H：螺纹牙的公称工作高度 σ0＝（0.5～0.7）σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2（与强度等级相关，材质决定）K值查表：(K值计算公式略) K值 摩擦表面状况 有润滑无润滑 精加工表面0.10 0.12 一般加工表面0.13~0.15 0.18~0.21 表面氧化0.20 0.24 镀锌0.18 0.22 干燥的粗加工表面 0.26~0.3 σs查表： 螺纹性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.88.89.810.912.9 σs 或σ0.2N/mm21802403203004004806407209001080 As查表： 螺纹公称直径d/mm3 3.545678101214161820222427303336公称应力截面积As/mm2 5.036.788.7814.220.128.936.65884.3115157192245303353459561694817通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示：

表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m） 性能 等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.88.89.810.912.9 螺纹 直径 d/mm min max min max min max min max min max min max min max min max min max min max 30.330.460.430.610.580.810.540.760.72 1.010.87 1.22 1.16 1.62 1.30 1.83 1.63 2.28 1.96 2.74 3.50.510.720.680.960.91 1.280.85 1.20 1.14 1.59 1.37 1.91 1.82 2.55 2.05 2.87 2.56 3.59 3.08 4.31 40.76 1.06 1.01 1.42 1.35 1.89 1.26 1.77 1.69 2.36 2.02 2.83 2.70 3.78 3.03 4.25 3.79 5.31 4.55 6.37 5 1.53 2.15 2.04 2.8 6 2.73 3.82 2.56 3.58 3.41 4.7 7 4.09 5.73 5.457.63 6.138.597.6710.749.2012.88 6 2.60 3.65 3.4 7 4.86 4.63 6.4 8 4.34 6.08 5.798.10 6.959.739.2612.9710.4214.5913.0218.2315.6321.88 7 4.37 6.12 5.838.167.7710.887.2810.209.7113.5911.6516.3115.5421.7517.4824.4721.8530.5926.2236.71 8 6.328.858.4311.8111.2415.7410.5414.7614.0519.6816.8723.6122.4931.4825.3035.4231.6244.2737.9553.13 1012.5317.5416.7023.3922.2731.1820.8829.2327.8438.9833.4146.7744.5462.3650.1170.1662.6487.7075.17105.24 1221.8530.5929.1340.7938.8554.3836.4250.9848.5667.9858.2781.5877.69108.7787.40122.36109.25152.95131.10183.54 1434.7848.6946.3764.9261.8286.5557.9681.1477.28108.1992.74129.83123.65173.11139.10194.75173.88243.43208.66292.12 1654.2675.9672.35101.2896.46135.0590.43126.60120.58168.81144.69202.57192.92270.09217.04303.85271.30379.81325.56455.78 1874.65104.5199.53139.35132.71185.79124.42174.18165.89232.24199.07278.69265.42371.59298.60418.04373.25522.55447.90627.06 20105.84148.18141.12197.57188.16263.42176.40246.96235.20329.28282.24395.14376.32526.85423.36592.70529.20740.88635.04889.06 22143.99201.58191.98268.77255.97358.36239.98335.97319.97447.96383.96537.55511.95716.73575.94806.32719.931007.90863.911209.48 24183.00256.19243.99341.59325.32455.45304.99426.99406.66569.32487.99683.18650.65910.91731.981024.77914.981280.971097.971537.16 27267.69374.76356.92499.69475.89666.25446.15624.61594.86832.81713.84999.37951.781332.501070.761499.061338.441873.821606.132248.59 30363.53508.94484.70678.59646.27904.78605.88848.23807.841130.98969.411357.171292.541809.561454.112035.761817.642544.702181.173053.64 33494.68692.56659.58923.41879.441231.21824.471154.261099.301539.011319.161846.821758.872462.421978.732770.232473.423462.782968.104155.34 36635.30889.42847.071185.891129.421581.191058.831482.361411.781976.491694.132371.782258.843162.382541.203557.683176.504447.093811.805336.51

螺纹连接计算

《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 b A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。b A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。C A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。A A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。A A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。B A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。A A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。B A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。D A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。A A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。B A双头螺柱联接B螺栓联接C螺钉联接D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。C A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接 13、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装时，往往采用__________。B A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。B A0.105 B 0.115 C 0.1115 D 0.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。C

机械设计螺纹计算题答案

1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O 点的吊环受拉力F Q =20000N ，设剩余预紧力F ″=0.6F, F 为螺栓所受的轴向工作载荷。试求： （1）螺栓所受的总拉力F 。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级）。（2）如因制造误差，吊环由O 点移到O ′点，且 OO ′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F 。，并校核（1）中确定的螺栓的强度。 解题要点： （1）吊环中心在O 点时： 此螺栓的受力属于既受预紧力F ′作用又受轴向 工作载荷F 作用的情况。根据题给条件，可求出 螺栓的总拉力： F 0=F ″+F=0.6F+F=1.6F 而轴向工作载荷F 是由轴向载荷F Q 引起的，故有： 题15—7图 N N F F Q 50004 20000 4 == = ∴N N F F 800050006.16.10=?== 螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时，MPa s 480=σ ，查表11—5a 取S=3，则 σσ=][s /S=480/3MPa=160MPa ,故 [] mm mm F d 097.9160 8000 3.143.140 1=???= ?≥ πσπ 查GB196-81，取M 12（d 1=10.106mm ＞9.097mm ）。 （2）吊环中心移至O′点时： 首先将载荷F Q 向O 点简化，得一轴向载荷F Q 和一翻转力矩M 。M 使盖板有绕螺栓1和3中心连线翻转的趋势。 mm N mm N O O M F Q ?=??='?= 4.1414212520000 显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为 N N r M F F F F Q M Q 550010010024.14142142000024 4 22=??? ? ??++=+ = += ∴ N N F F 880055006.16.10=?== ∴ []MPa MPa MPa d F e 1606.1424 /106.108800 3.14 /3.12210 =<=??= = σππσ 故吊环中心偏移至O ′点后，螺栓强度仍足够。 分析与思考： （1）紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的？试画出其受力变形图，并加以说明。 答：总拉力F F F C C C F F +''=++ '=2 11 ，受力变形图见主教材图11-16。

螺纹连接受力分析

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 、 2 D 、1 D 。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d 、 2 d 、1 d 。 1. 挤压强度 螺母一圈挤压面面积为2 D h π，螺杆一圈挤压面 积为2 d h π。 螺母挤压强度2[]p p F F z A D h πσ = =≤σ 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 b 螺杆的一圈沿小径展开

[] b σ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材， []1~1.2[]b σσ= 2. 自锁性能 自锁条件v ψψ≤， 其中，螺旋升角2 2 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 ψ β ==， 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= 3. 螺杆强度 1、 实心 螺杆[] 2 1F 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，

螺纹连接的拧紧力矩计算

螺纹联接的拧紧力矩计算 M t ＝K ×P 0×d ×10－3 N.m K:拧紧力系数 d ：螺纹公称直径 P 0：预紧力 P 0＝σ0×A s A s 也可由下面表查出 A s ＝π×d s 2/4 d s :螺纹部分危险剖面的计算直径 d s ＝（d 2＋d 3）/2 d 3= d 1－H/6 H ：螺纹牙的公称工作高度 σ0 ＝（0.5～0.7）σs σs ――――螺栓材料的屈服极限N/mm 2 （与强度等级相 关，材质决定） K 值查表：(K 值计算公式略) σs 查表：

As查表： 通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示： 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。 螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级 性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可

表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）

螺栓预紧力计算

螺栓预紧力 ！ 螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力相关。 . .目的 预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。 计算方法 预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.m K:拧紧力系数d：螺纹公称直径 P0：预紧力 P0=σ0×As As也可由下面表查出 As=π×ds×ds/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径

ds=（d2+d3）/2 d3= d1-H/6 H：螺纹牙的公称工作高度 σ0 =（0.5～0.7）σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 （与强度等级相关，材质决定） K值查表：(K值计算公式略) σs查表：

As查表：

法兰连接中螺栓预紧力及垫片密封性的研究对压力管道法兰连接中螺栓的受力、预紧力的计算方法进行了分析,研究了垫片的密封性能,包括基本密封特性、压力-回弹特性、垫片的厚度和宽度效应。得出了法兰连接时,连接点的泄漏与螺栓预紧力、密封面状态、使用工况、垫片等有关的结论。 螺栓预紧力检测 采用电阻应变计测量应力的方法，目前主要有测力螺栓和环形垫圈两种形式的测量方式，测力螺栓是直接替换现有螺栓，直接将螺栓预紧力测量出来的传感器，能准确的测量螺栓的预紧力的大小,可以精确到公斤。尤其更适合大型压力容器气密试验前的螺栓的预紧力的检测。

控制螺纹联接预紧力的重要性

控制螺纹联接预紧力的重要性 1 前言 工业生产中，螺纹联接质量的重要性已引起广泛的重视。螺纹联接的质量是保证设备质量及设备正常运转的基础。绝大多数螺纹在联接时都要预紧，目的在于增强联接的刚性、紧密性、防松及防滑。预紧力的适当控制又是确保螺纹联接质量的关键。因为螺纹联接的预紧力将对螺纹的总载荷、联接的临界载荷、抵抗横向载荷的能力和接合面密封能力等产生影响。过大或过小的预紧力均是有害的，所以预紧力的大小、准确度都十分重要。从而使预紧力的控制成为螺纹联接的重要问题之一。常用的方法有力矩法、螺母转角法、螺栓预伸长法、特殊垫圈法等，这4种控制预紧力的方法，都是施加力矩拧紧螺栓联接的，所以始终会遇到一个或几个难以（有的几乎不可能）预知的控制因素。如果改变拧紧方法，给螺栓施加拉力，使之伸长，然后轻轻旋紧螺母，待撤去拉力后，由于螺栓收缩就可在联接中产生和拉力相等的预紧力。 2什么叫预紧力及其作用 所谓预紧力就是在安装螺栓时预先作用在螺栓上的一个力(压强),其作用是使螺栓受力变形,把紧固件结合在一起,同时可以

防止在受到冲击载荷时螺栓断裂。预紧力的作用，主要是消除因加工误差产生间隙，保证螺纹配合的接触面积。再有就是当螺栓受剪力时，螺栓孔一般情况下与螺栓有间隙，为了保证受剪力时连接可靠，要保证连接零件之间的摩擦力 3 预紧力不适当带来的后果 不适当的预紧力可引起一系列不良后果： （1）螺纹联接零件的静力破坏 若螺纹紧固件拧得过紧，即预紧力过大，则螺栓可能被拧断，联接件被压碎、咬粘、扭曲或断裂，也可能螺纹牙被剪断而脱扣。 （2）被联接件滑移、分离或紧固件松脱 对于承受横向载荷的普通螺栓联接，预紧力使被联接件间产生正压力，依靠摩擦力抵抗外载荷，因此，预紧力的大小决定了它的承受能力。若预紧力不足，被联接件将出现滑移，从而导致被联接件错位、歪斜、折皱，甚至紧固件被剪断。 对于受轴向载荷的螺栓联接，预紧力使接合面上产生压紧力，受外载荷作用后的剩余预紧力是接合面上工作时的压紧力。预紧力不足将会导致接合面泄漏，如压力管道漏水、发动机漏气，甚

螺纹连接习题解答资料

螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上， 如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点： （1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f

1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算T max，然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力

螺纹连接强度计算

新产品最新动态技术文章企业目录资料下载视频/样本反馈/论坛 技术应用 | 基础知识 | 外刊文摘 | 业内专家 | 文章点评投稿发表科技文章 螺纹联接设计：单个螺栓联接的强度计算 newmaker 螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不同：受静载荷螺栓的失效 多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓 的疲劳断裂；对于受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象。 螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径（大径）d，以及螺母和垫圈等联接零件的尺寸。 1. 受拉松螺栓联接强度计算

图15.3 松螺栓联接装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重（自重一般很小，强度计算时可略去。）外，联接并不受力。图1所示吊钩尾部的联接是其应用实例。当螺栓承受轴向工作载荷(N)时，其强度条件为 或 式中：d1--螺纹小径，mm； σ1--松联接螺栓的许用拉应力，Mpa。 2. 受拉紧螺栓联接的强度计算 根据所受拉力不同，紧螺栓联接可分为只受预紧力、受预紧力和静工作拉力及受预紧力和变工作拉力三类。 ①只受预紧力的紧螺栓联接 图为靠摩擦传递横向力F的受拉螺栓联接，拧紧螺母后，这时螺栓杆除受预紧力F`引起的拉应力σ=4F`/πd12外，还受到螺纹力矩T1引起的扭转剪应力： 对于M10～M68的普通螺纹，取d1、d2和λ的平均值，并取ρ`=arctan0.15，得τ≈0.5σ。由于螺栓材料是塑性材料，按照第四强度理论，当量应力σe为