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螺纹连接强度计算
来源: | 作者:irholfluid | 发布时间: 2019-09-05 | 3774 次浏览 | 分享到:
螺栓通常与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件，这种连接形式称为螺栓连接，螺栓连接是机械设备中非常重要的连接手段。螺栓连接部位通常都会承受很大的极限载荷和疲劳载荷。对于重要的应用场合，需要采用相对准确的计算方法以保证安全性。

首先了解一下单个螺栓的受力和强度计算。

根据螺栓连接的工况，可以分为松螺栓连接和紧螺栓连接。松螺栓连接，即连接中螺栓没有施加预紧力，螺栓仅承受工作载荷，此连接中螺栓不能承受疲劳载荷（稍后会解释为什么不能承受疲劳载荷）。紧螺栓连接，即连接中螺栓需要施加预紧力矩，被连接件结合面处会产生摩擦力，摩擦力可以承受外载荷。

紧螺栓连接计算（螺栓本身仅受预紧力）

F0=单个螺栓的预紧力
F=摩擦面承受的外载荷（极限）
μ=连接结合面的摩擦系数
H=螺栓牙型原始三角形高度
P=螺距
d=外螺纹基本大径
d1=外螺纹基本小径
d2=外螺纹基本中径
As=螺栓螺纹有效截面积
λm=材料安全系数(一般极限载荷安全系数取1.1，作为吊具使用时，需按照吊具规范取值)
σb=螺栓内最大拉伸应力
Re=螺栓材料的屈服强度
Ma=拧紧螺栓的扭矩
μk=螺母与被连接件间的摩擦系数
μg=螺母与螺栓螺纹处摩擦系数
DKm=螺母与被连接件接触圆环的中心直径
Wp=螺栓截面极惯性矩
Mg=螺母与被连接件之间的摩擦扭矩


τmax=螺栓承受的扭剪应力
σres=螺栓承受的组合应力

B1.当用拉伸法施加螺栓预紧力时，


则需满足


示例：
一个单螺栓紧螺栓连接结构中，螺栓仅受预紧力作用，被连接件受横向力10KN，被连接件结合面摩擦系数为0.2，试选合适的螺栓.
紧连接螺栓一般都选高强度螺栓，先试8.8级螺栓




根据GBT196,选M12螺栓合适。


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B2.当如果螺栓的预紧力是通过力矩扭紧法施加的，情况就比较复杂了。






则螺栓承受的扭转应力和组合应力分别为：


说明：整个计算过程假设被连接件强度足够高，不会出现被连接件失效的现象.



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