第三章 螺纹联接（含螺
旋传动）
3-1基础知识
、螺纹的主要参数
现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几 何参数，见图
3-1，主要有：
1） 大径d ――螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重 合的假想圆柱
面的直径，在标准中定为公称直径。
2） 小径d i ――螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相
重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危 险截面的计算
直径。
3） 中径d 2——通过螺纹轴向界面牙型上的沟槽和
突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的
1
平均直径，d 2沁（d d 1）。中径是确定螺纹几何参数 2
和配合性质的直径。 4）线数n ――螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故
多用单线螺纹；传
动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用
线数
n W4。
5） 螺距P ――螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。
6） 导程S ――螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向
距离。 单线螺纹S =
P ，多线螺纹S = nP 。
7）螺纹升角 一一螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹
角。
径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径
d 2处计算，即
8） 牙型角 一一螺纹轴向截面，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线 的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角
=/2。 arcta
n d 2 arcta n
nP d 2 (3-1 ) 在螺纹的不同直 图3-1
9）螺纹接触高度h ——外螺纹旋合后的接触面的径向高度。、螺纹联接的类型
螺纹联接的主要类型有:
1、螺栓联接
常见的普通螺栓联接如图 3-2a 所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓 杆间留有间隙。图3-2b 是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置， 并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。
比双头螺柱联接简单、紧凑。 4、紧定螺钉联接
b)
图3-2
2、双头螺柱联接
如图3-3a 所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一 太厚不宜制成
通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。
a ） 图3-3
3、螺钉联接
这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被联接件的螺纹孔中,
TH —
紧定螺钉联接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面(图3-4a )或
钉入相应的凹坑中(图3-4b)，以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。
b)
图3-4
三、标准螺纹联接件
螺纹联接件的类型很多，在机械制造中常见的螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺
母和垫圈等。这类零件的结构型式和尺寸都已标准化，设计时可以根据有关标准选用。
四、螺纹联接的预紧和防松
1、螺纹联接的预紧
在实用上，绝大多数螺纹联接在装配时都必须拧紧，使联接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。为了保证联接所需要的预紧力，又不使
螺纹联接件过载，对重要的螺纹联接，在装配时要控制预紧力。
通常规定，拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限S的80%。对于
一般联接用的钢制螺栓联接的预紧力F o，推荐按下列关系确定：
碳素钢螺栓F o (0.6 : 0.7) S A i (3-2)合金钢螺栓F。(0.5 : 0.6) sA (3-3 )
式中：s――螺栓材料的屈服极限；
2
A i――螺栓危险截面的面积，A d i /4。
控制预紧力的方法很多，通常是借助侧力矩扳手(图3-5 )或定力矩扳手(3-6 ),利用
控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。
图3-6定力矩扳手
如图3 -7所示，由于拧紧力矩T ( T FL )的作用，使螺栓和被联接件之间产生预紧
力F o。对于M10：M64粗牙普通螺纹的钢制螺栓，螺纹升角 1 42 : 3 2 ;螺纹中径
d2 0.9d ；螺旋副的当量摩擦角V arcta n1.155f ( f为摩擦系数，无润滑时
f 0.1: 0.2)；螺栓孔直径d o 1.1d ；螺母环形支承面的外径D o 1.5d ；螺母与支承面间的摩擦系数f C 0.15，可推导出
T 0.2F0d (3 -4)对于一定公称直径d的螺栓，当所要求的预紧力F0已知时，即可按式(3 -4 )确定扳
手的拧紧力矩T0。
图3-7螺旋副的拧紧力矩
2、螺纹联接的防松
摩擦角（V 6.5 : 10.5 ）。因此，联接螺纹都能满足自锁条件（V）。
螺纹联接一旦出现松脱，轻者会影响机器的正常运转，重者会造成严重事故。因此，为了防止联接松脱，保证联接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施。
防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。防松的方法，按工作原理可分
为摩擦防松、机械防松以及铆冲防松等。一般说，摩擦防松简单、方便，但没有机械防松可靠。对于重要联接，特别是机械部不易检查的联接，应采用机械防松。常用的防松方法见下
表。
表3-1螺纹联接常用的防松方法
螺纹联接件一般采用单线普通螺纹。螺纹升角（ 1 42 : 3 2 ）小于螺旋副的当量防松方法结构型式特点和应用
弹簧垫圈
自锁螺母两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用。工作载荷有变动时，该摩擦力仍然存在。旋合螺纹间的接触情况如图所示，下螺母螺纹牙受力较小，其高度可小些，但为了防止装错，两螺母的高度取成相等为宜。结构简单，适用于平稳、低速和重载的固定装置上的联接。螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口尖端抵住螺母与被联接件的支撑面也有防松作用。
结构简单、使用方便，但由于垫圈的弹力不均在冲击、振动的工作条件下，其防松效果较差，一般用于不甚重要的联接螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后, 收口胀开，禾U用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。
结构简单，防松可靠，可多次装拆而不降低防松性能
等。 此外，还可以采用铆冲方法防松。螺母拧紧后把螺栓末端伸出部分铆死， 或利用冲头在 螺栓末端与螺母的旋合缝处打冲， 利用冲点防松。这种防松方法可靠，但拆卸后联接件不能 重复使用。
五、螺纹联接的强度计算
螺纹联接包括螺栓联接、双头螺柱联接和螺钉联接等类型。 下面以螺栓联接为代表讨论
螺纹联接的强度计算方法。所讨论的方法对双头螺柱联接和螺钉联接也同样适用。
对构成整个联接的螺栓组而言，所受的载荷可能包括轴向载荷、
横向载荷、弯矩和转矩 等。但对其中每一个具体的螺栓而言， 其受载的形式不外乎是受轴向力或横向力。
对于受拉 螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂， 因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲
劳拉伸强度；对于受剪螺栓其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被 剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，
其中联接的挤压强度对联接的
可靠性起决定性作用。机
械
防
松 开口 销与 六角 开槽
螺母 六角开槽螺母拧紧后，将开口 销穿入螺栓尾部小孔和螺母的 槽，并将开口销尾部掰开与螺 母侧面紧贴。也可用普通螺母 代替六角开槽螺母，但需拧紧 螺母后再配钻销孔。
适用于较大冲击、振动的高速 机械
中运动部件的联接
螺母拧紧后，将单耳或双耳止 动垫
圈分别向螺母和被联接件 的侧面
折弯贴紧，即可将螺母 锁住。若两
个螺栓需要双连锁 紧时，可采用双
联止动垫圈， 使两个螺母互相制
动。
结构简单，使用方便，防松可 靠。
串联
钢丝 用低碳钢丝穿入各螺钉头部的 孔，将各螺钉串联起来，使其 相互制动。使
用时必须注意钢 丝的穿入方向（上图
正确，下 图错误）
适用于螺钉组联接， 防松可靠, 但装
拆不便。
还有一些特殊的防松方法， 例如在旋合螺纹间涂以液体胶粘剂或在螺母末端镶嵌尼龙环
0.5 (3-9 )
螺栓联接的强度计算，首先是根据联接的类型、联接的装配情况（预紧或不预紧）
、载 荷状态等条件，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。螺栓的其它部分（螺纹牙、螺栓头、光杆）和螺母、垫圈的结构尺寸, 是根据等强度条件及使用经验规定的，
通常都不需要进行强度计算，可按螺栓螺纹的公称直 径在标准中选定。
1、松螺栓联接强度计算
[]――螺栓材料的许用拉应力，单位为
MPa 2、紧螺栓联接强度计算
1）仅承受预紧力的紧螺栓联接
紧螺栓联接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩作用下，螺栓除受预紧力 产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转切应力，使螺栓处于拉伸与扭转的
复合应力状态下。因此，进行仅承受预紧力的紧螺栓强度计算时, 转切应力的作
用。
螺栓危险截面的拉伸应力为: (3-7 )
螺栓危险截面的扭转切应力为:
tan 0.05，由此可得:件为
F [] (3-5) 或
d '4F ]
(3-6 ) 式中：
F -
工作拉力，单位为 N d 1 - 螺栓危险截面的直径，单位为 mm
F 0的拉伸而 应综合考虑拉伸应力和扭
F o tan(
V ) d i 2 tan tan V 2d 2 F o 16d 1 tan tan v d i (3-8 )
对于M 10 : M64普通螺纹的钢制螺栓，可取
4d tan v 1.04 : 1.08 ,
松螺栓联接装配时，螺母不需要拧紧。在承受工作载荷之前，螺 栓不受力。
如图3-8所示，当联接承受工作载荷 F 时，螺栓所受的工作拉力 为F ,则螺栓
危险截面[一般为螺纹牙根圆柱的横截面 ]的拉伸强度条 fF
图3-8
F o
由于螺栓材料是塑性的，故可根据第四强度理论，求出螺栓预紧状态下的计算应力为
ca 厂―3一2 / 2 3(0.5 )2 1.3 当普通螺栓联接承受横向载荷时， 由于预紧力的作用，将在接合面间产生摩擦力来抵抗 工作载荷（图3-9 ）。这时，螺栓仅承受预紧力的作用，而且预紧力不受工作载荷的影响， 在联接承受工作载荷后仍保持不变。预紧力 F 0的大小根据接合面部产生滑移的条件确定。
图3-9 承受横向载荷的普通螺栓联接
螺栓危险截面的拉伸强度条件根据式（3
-7 ）及（3 -10 ）可写为
式中：F o 为螺栓所受的预紧力，单位为N;其余符号意义及单位同前。
2）承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接
这种受力形式在紧螺栓联接中比较常见， 因而也是最重要的一种。 这种紧螺栓联接承受
轴向拉伸工作载荷后， 由于螺栓和被联接件的弹性变形，
螺栓所受的总拉力并不等于预紧力 和工作拉力之和。根据理论分析，螺栓的总拉力除和预紧力
F o 、工作拉力F 有关外，还受 关系入手，找出螺栓总拉力的大小。
图3 -10表示单个螺栓联接在承受轴向拉伸载荷前后的受力及变形情况。
图3 -10a ）是螺母刚好拧到和被联接件相接触，但尚未拧紧，
此时，螺栓和被联接件都 不受力，因而也不产生变形。
图3 -10b ）是螺母已拧紧，但尚未承受工作载荷，此时，螺栓受预紧力 其伸长量为 b 。相反，被联接件则在 F 。的压缩作用下，其压缩量为
(3-10
)
ca 1.3F o (3-11 )
到螺栓刚度C b 及被联接件刚度C m 等因素的影响。
因此，应从分析螺栓联接的受力和变形的
F 0的拉伸作用,
图3 -10 单个紧螺栓联接受力变形图
图3-10C是承受工作载荷时的情况。此时若螺栓和被联接件的材料在弹性变形围，则两者的受力与变形的关系符合拉（压）虎克定律。当螺栓承受工作载荷后，因所受的拉力由F o
增至F2而继续伸长，其伸长量增加V，总伸长量为b V。与此同时，原来被压缩的被联接件，因螺栓伸长而被放松，其压缩量也随着减小。根据联接的变形协调条件，被联接件压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量V。因而，总压缩量为m m。而
被联接件的压缩力由F。减至F,，F,称为残余预紧力。
显然，联接受载后，由于预紧力的变化，螺栓的总拉力F2并不等于预紧力F0与工作拉
力F之和，而等于残余预紧力Fi与工作拉力F之和。
如图3-11所示，图a）、b）分别表示螺栓和被联接件的受力与变形的关系。为分析上的方便，可将图3 -11a ）和b）合并成图3 -11c ）。
总拉力F 2等于残余预紧力 R 与工作拉力F 之和，即
F 2 Fl F
为了保证联接的紧密性，以防止联接受载后接合面间产生缝隙，应使 Fi 0。
相对刚度，其大小与螺栓和被联接件的结构尺寸、
材料以及垫片、工作载荷的作用位置等因
素有关，其值在0-1之间变动。若被联接件的刚度很大，而螺栓的刚度很小（如细长或中 空螺栓），则螺栓的相对刚度趋于零。此时，工作载荷作用后，使螺栓所受的总拉力增加很 少。反过来，当螺栓的相对刚度较大时， 则工作载荷作用后， 将使螺栓所受的总拉力有较大
5 值可通过计算或实验确定。一般设计时，可根据垫片材料不同，选用数据。 C b C m
设计时，可先根据联接的受载情况，求出螺栓的工作拉力
如图3-11C ）所示当联接承受工作载荷
F 时，螺栓的总拉力为
F 2，相应的总伸长量为
V ；被联接件的压缩力等于残余预紧力
F ,，相应的总压缩量为
。螺栓的
(3-12)
螺栓的预紧力F o 与残余预紧力
Fi 、总拉力F 2的关系, 可由图3-11C 中的几何关系推出
F o F i
(1 CC 「)F C b C m F 1
C^F C b C m
(3-13)
F 2 F o
C b C b C m
(3-14)
式中C b 、C m 分别表示螺栓和被联接件的刚度, 均为定值；其中 称为螺栓的
C b C m
的增加。为了降低螺栓的受力，提高螺栓联接的承载能力，应使
C b C b C m
值尽量小些。
F ,再根据联接的工作要求
力
图3 -11
单个紧螺栓联接受力变形线图
选取F i 值，然后按式（3-12 ）计算螺栓的总拉力 F 2。于是螺栓危险截面的拉伸强度条件为
(3-15)
3）承受工作剪力的紧螺栓联接
如图3-12所示，这种联接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷
F 的。螺栓杆与孔壁
之间无间隙，接触表面受挤压；在联接接合面处，螺栓杆则受剪切。因此，应分别按挤压及 剪切强度条件计算。
螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为
螺栓杆的剪切强度条件为
F do
4
式中：F ――螺栓所受的工作剪切力•单位为
N ；
d 0 螺栓剪切面的直径（可取为螺栓孔的直径） ，单位为mm
[p ]――螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，单位为 MPa []――螺栓材料的许用切应力，单位为 MPa
图3-12 承受工作剪力的紧螺栓联接
ca
d i
4 1.3F 2
(3-16)
d o L min
p
]
(3-17 )
(3-18 )
L min ――螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为
mm 设计时应使
L min
1.25d 。;
六、螺栓组联接设计计算
根据联接的结构和受载情况，进行螺栓组联接受力分析，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。
1、受横向载荷的螺栓组联接
图3-13所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时（图3-13a），靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横
向载荷；当采用铰制孔用螺栓联接时（图3-13b），靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。
在横向总载荷F的作用下，各螺栓所承担的工作载荷是均等的。因此，对于铰制孔用螺栓
联接，每个螺栓所受的横向工作剪力为
F
F （3-19）
z
式中z为螺栓数目。
求得F后，按式（3-17 ）与式（3-18 ）校核螺栓联接的挤压强度与剪切强度。
对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。
假设各螺栓所需要的预紧力均为F0，螺栓数目为z，则其平衡条件为
(3-20)
式中：1
i 『接合面的摩擦系数；
――接合面数（图3-13中，i=2）;
K s ――防滑系数，K=1.1〜1.3。fF o zi K S F或匚
K s F
F o
fzi
图3-13 受横向载荷的螺栓组联接
由式（3-20 ）求得预紧力F o ，然后按式（3-11 ）校核螺栓（联接件）的强度。 2、受转矩的螺栓组联接
如图3-14所示，转矩T 作用在联接接合面，在转矩 T 的作用下，底板将绕通过螺栓组 对称中心O 并与接合面相垂直的轴线转动。
a}
b ）
u}
图3-14
受转矩的螺栓组联接
采用普通螺栓时，靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩（图 3-
23a ）。
假设各螺栓的预紧程度相同，即各螺栓的预紧力均为 F o ，则各螺栓联接处产生的摩擦力均
相等，并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心处。 为阻止接合面发生相对转动，各摩擦力应与
该螺栓的轴线到螺栓组对称中心 O 的连线（即力臂r i ）相垂直。根据作用在底板上的力矩平
衡及联接强度的条件，应有
fFo” fFoR
fFo* K S T
由上式可得各螺栓所需的预紧力为
式中：
1 『 结合面的摩擦系数;
r ――第i 各螺栓到螺栓组对称中心 O 的距离; z ――螺栓数目； K S ――防滑系数，同前
由式（3-21 ）求得预紧力F o ，然后按式（3-11 ）校核螺栓的强度。
3-23b 所示。用r i 、r max 分别表示第i 个螺栓和受力最大螺
栓的轴线到螺栓组对称中心
O 的距离；F i 、F max 分别表示第i 个螺栓和受力最大螺栓的工
作剪力，可求得受力最大的螺栓的工作剪力为
K S T
f(n 「2
r z )
K S T
z
f r i
i 1
(3-21)
采用铰制孔用螺栓时，如图
F max z max (3-22 )
2
r
i 1
然后按式（3-17 ）与式（3-18 ）校核螺栓联接的挤压强度与剪切强度。
图3-14C ）所示的凸缘联轴器，是承受转矩的螺栓组联接的典型部件。各螺栓的受力根
据A r z的关系以及螺栓联接的类型，分别代人式（3-21 ）或（3-22 ）即可求得。
3、受轴向载荷的螺栓组联接
图3-15为一受轴向总载荷F的汽缸盖螺栓组联接。每个螺栓的轴向工作载荷为
(3-23 )
图3-15 受轴向载荷的螺栓组联接
各螺栓除承受轴向工作载荷F夕卜，还受有预紧力F0的作用。故由式（3-23 ）求得F后,
即应按式（3-14 ）算出螺栓的总拉力F2，并按式（3-15 ）计算螺栓的强度。
4、受倾覆力矩的螺栓组联接
图3-16a ）为一受倾覆力矩的螺栓组联接。底座在各螺栓的F0作用下，有均匀的压缩,
如图3-16b ）。当底板受到倾覆力矩M作用后，它绕轴线0 0倾转一个角度，假定仍保持
为平面。此时，在轴线0 0左侧，底座被放松，螺栓被进一步拉伸；在右侧，螺栓被放松, 底座被进一步压缩。底板的受力情况如图3-16C ）所示。
图3-16 受倾覆力矩的螺栓组联接
为简便起见，底座与底板的互相作用力以作用在各螺栓中心的集中力代表。
由受力平衡
可推出
(3-32)
上产生的附加挤压应力的最大值。
大的螺栓的总拉力
F 2，由式（3-14 ）得
式中：
F max
最大的工作载何；
F max
ML max
z
L 2
i 1
(3-24 )
z ——
-总的螺栓个数；
L i — -各螺栓轴线到底板轴线
O O 的距离；
L
max L i
中最大的值。
应该检查受载后底座接合面
为了防止接合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙, 压应力
的最大值不超过允许值，最小值不小于零，即有
Pmax
p Pmax
[p ]
P min
p
Pmax
(3- 33)
这里P
zF o A
代表底座接合面在受载前由于预紧力而产生的挤压应力; A 为接合面
的有效面积； p 为底座接合面的许用挤压应力;
Pmax 代表由于加载而在底座接合面
计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时，首先由须紧力
F Q 、最大工作载荷F max 确定受力最
然后按式（3-15 ）进行强度计算。
七、提高螺纹联接强度的措施
影响螺栓强度的因素很多，主要涉及到螺纹牙的载荷分配、应力变化幅度、应力集中、 附加应力、材料的机械性能和制造工艺等几个方面。 下面分析各种因素对螺栓强度的影响以
及提高强度的相应措施。
1、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅
受轴向变载荷的紧螺栓联接，在最小应力不变的条件下，应力幅越小则螺栓越不容易发 生疲劳破坏，联接的可靠性越高。 当螺栓所受的工作拉力在 0: F 之间变化时，则螺栓的总
下，若减小螺栓的刚度 C b 或增大被联接件的刚度 C m ，都可以达到减小总拉力
F 2的变动围
（即减小应力幅）的目的。但式（3-13 ）可知，在F o 给定的条件下，减小螺栓刚度 C b 或增
大被联接件的刚度，都将引起残余预紧力
F ,减小，从而降低了联接的紧密性。因此，若在
减小C b 和增大C m 的同时，适当增加预紧力
F o ，就可以使F l 不致减小太多或保持不变。
F 2
F o
C b C b C m
IX
(3-38)
拉力将在F 0 : F 2之间变动。由式F 2
F o
C b C b C m
F 可知，在保持预紧力 F o 不变的条件
“降社艰桩的削度仃兀弋即的町也
小同时黒用三科肃厲（瑶＞ %久《仇LJ 图3-17 提高螺栓联接变应力强度的措施
图3-17a ）、b ）、c ）分别表示单独降低螺栓刚度、单独增大被联接件刚度和把这两种措 施与增大预紧力同时并用时，螺栓联接的载荷变化情况。
为了减小螺栓的刚度， 可适当增加螺栓的长度，
或采用腰状杆螺栓和空心螺栓、
安装弹
性元件等。
为了增大被联接件的刚度，可以不用垫片或采用刚度较大的垫片。 2、改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 由于螺栓和螺母的刚度及变形性质不同，
即使制造和装配都很精确，各圈螺纹牙上的受
力也是不同的。如图 3-18所示，当联接受载时，螺栓受拉伸，外螺纹的螺距增大；而螺母 受压缩，螺纹的螺距减小。由图可知，螺纹螺距的变化差以旋合的第一圈处为最大，以后各 圈递减。旋合螺纹间的载荷分布，如图 3-19所示。实验证明，约有I / 3的载荷集中在第一
圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。 能提
高联接的强度。
因此，采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母， 并不
图3-18
旋合螺纹的变形示意图
b ）埔大钛取接曲的刚度£略,（?由•卽買八日」
图3-19 旋合螺纹间的载荷分布
螺栓剪切强度计算一、基本公式 m m M1螺栓的应力截面积：0.462 m m M2螺栓的应力截面积：2.072 m m M3螺栓的应力截面积：5.032 m m M4螺栓的应力截面积：8.782 m m M5螺栓的应力截面积：14.22 m m M6螺栓的应力截面积：20.12 m m M8螺栓的应力截面积：36.62 m m M10螺栓的应力截面积：582 m m M12螺栓的应力截面积：84.32 m m M14螺栓的应力截面积：1152
m m M16螺栓的应力截面积：1572 m m M18螺栓的应力截面积：1922 m m M20螺栓的应力截面积：2452 m m M22螺栓的应力截面积：3032 m m M24螺栓的应力截面积：3532 m m M27螺栓的应力截面积：4592 m m M30螺栓的应力截面积：5612 m m M33螺栓的应力截面积：6942 m m M36螺栓的应力截面积：8172 m m M39螺栓的应力截面积：9762 二、螺栓代号含义 8.8级螺栓的含义是螺栓强度等级标记代号由“?”隔开的两部分数字组成。标记代号中“?”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.5 1 、螺栓材质公称抗拉强度达800MPa级；（第一个8） 2、螺栓材质的屈强比值为0.8；（第二个8就是0.8） 3、螺栓材质的公称屈服强度达800×0.8=640MPa级 三、剪应力和拉引力关系 实验证明，对于一般钢材，材料的许用剪应力与许用拉应力有如下关系： 塑性材料[t]=0.6-0.8[b]；脆性材料[t]=0.8-1.0[b] 四、零件应力取值 机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时，这个零件或构件在运转中是安全的，否则就是不安全的。许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据。在实际应用中，许用应力值一般由国家工程主管部门根据安全和经济的原则，按材料的强度、载荷、环境情况、加工质量、计算精确度和零件或构件的重要性等加以规定。许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料的失效应力（静强度设计中用屈服极限yield limit或强度极限strength limit疲劳强度设计中用疲劳极限fatigue limit）除以安全系数。塑性材料（大多数结构钢和铝合金）以屈服极限为基准,除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σs/n（n=1.5~2.5）;脆性材料（铸铁和高强钢）以强度极限为基准，除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σb/n(n=2~5)。(n为安全系数)
第三章 螺纹联接（含螺 旋传动） 3-1基础知识 、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几 何参数，见图 3-1，主要有： 1） 大径d ――螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重 合的假想圆柱 面的直径，在标准中定为公称直径。 2） 小径d i ――螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相 重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危 险截面的计算 直径。 3） 中径d 2——通过螺纹轴向界面牙型上的沟槽和 突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的 1 平均直径，d 2沁（d d 1）。中径是确定螺纹几何参数 2 和配合性质的直径。 4）线数n ――螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故 多用单线螺纹；传 动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用 线数 n W4。 5） 螺距P ――螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 6） 导程S ――螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向 距离。 单线螺纹S = P ，多线螺纹S = nP 。 7）螺纹升角 一一螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹 角。 径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径 d 2处计算，即 8） 牙型角 一一螺纹轴向截面，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线 的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角 =/2。 arcta n d 2 arcta n nP d 2 (3-1 ) 在螺纹的不同直 图3-1
9）螺纹接触高度h ——外螺纹旋合后的接触面的径向高度。、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有:
1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图 3-2a 所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓 杆间留有间隙。图3-2b 是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置， 并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 比双头螺柱联接简单、紧凑。 4、紧定螺钉联接 b) 图3-2 2、双头螺柱联接 如图3-3a 所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一 太厚不宜制成 通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。 a ） 图3-3 3、螺钉联接 这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被联接件的螺纹孔中, TH —
联接螺栓的强度计算方法
一．连接螺栓的选用及预紧力： 1、已知条件： 螺栓的s＝730MPa 螺栓的拧紧力矩T=49N.m 2、拧紧力矩： 为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。 其拧紧扳手力矩T用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩 擦力矩T2。装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式：T=T1+T2=K* F* d 拧紧扳手力矩T=49N.m 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态K值 有润滑无润滑 精加工表面0.10.12 一般工表面0.13-0.150.18-0.21 表面氧化0.20.24 镀锌0.180.22 粗加工表面-0.26-0.3 取K＝0.28，则预紧力 F＝T/0.28*10*10-3＝17500N 3、承受预紧力螺栓的强度计算： 螺栓公称应力截面面积As（mm）=58mm2 外螺纹小径d1=8.38mm
外螺纹中径d2=9.03mm 计算直径d3＝8.16mm 螺纹原始三角形高度h=1.29mm 螺纹原始三角形根部厚度b=1.12mm 紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。 螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。 1s F A σ= =17500N/58*10-6m 2=302MPa 剪切应力： =0.51σ=151 MPa 根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力: =1.3*302=392.6 MPa 强度条件： =392.6≤730*0.8=584 预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限s σ的80%。 4、 倾覆力矩 倾覆力矩 M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓 () 2031 tan 2 16 v T d F T W d ϕρτπ += = 1.31ca σσ≈[] 02 11.34F ca d σσ π =≤
螺栓强度计算 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。 3.4.1 普通螺栓联接的强度计算 1.松螺栓联接松螺栓联接 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受横向 工作载荷的紧螺栓联接 普通螺栓联接 铰制孔用螺栓 (a)普通螺栓联接普通螺栓联接:左图为通螺栓联接，被联接件承受垂直于轴线的横 向载荷。因螺栓普通螺栓联接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铰制孔用螺栓栓联接。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：螺杆受剪面的塑性变形或剪断；① 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 力由减为；工作时，在轴向工作载荷作用下，接合面有分离趋势，该处压力应为
第三章 螺纹联接（含螺旋传动） 3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几 何参数，见图3-1，主要有： 1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重 合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。 2）小径1d ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相 重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危 险截面的计算直径。 3）中径2d ——通过螺纹轴向界面内牙型上的沟槽 和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹 的平均直径，2d ≈ 11()2 d d +。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。 ４）线数n ——螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用线数n ≤４。 ５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 ６）导程S ——螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹S ＝P ，多线螺纹S ＝nP 。 ７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径2d 处计算，即 22 arctan arctan S nP d d λππ== （3-1） 8）牙型角α——螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β＝α/2。 9）螺纹接触高度h ——内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。 二、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有： 图3-1
1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图3-2a所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙。图3-2b是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 图3-2 2、双头螺柱联接 如图3-3a所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。 图3-3 3、螺钉联接 这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被联接件的螺纹孔中，不用螺母，在结构上
螺栓强度计算公式 记代号中“•”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.5 8.8级螺栓的前一个8的含义是每平方毫米的抗拉强度是800牛也就是80公斤的拉力，后一个八的意思是8.8级产品的屈服点为6400N/mm² 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。强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa 8.8公称抗拉强度800N/mm²公称屈服强度640N/mm² 一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）如4.8级：则此螺栓的抗拉强度为：400MPa，屈服强度为：400*8/10=320MPa 另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释 强度是单位面积的承载力，承载力=强度X面积 螺栓有螺纹，M24螺栓横截面面积不是24直径的圆面积，而是353平方毫米，称之为有效面积。普通螺栓C级（4.6和4.8级）抗拉强度是170N/平方毫米。那么承载力就是：170x353＝60010N。换算一下，1吨相当于1000KG，相当于10000N，那么M24螺栓也就是可以承受约6吨的拉力。螺栓有效面积可以从五金手册或钢结构手册查，强度指标可以从相关钢结构手册或规范查。当然这些也可以从网上查。 如果是8.8级螺栓公称抗拉强度800MPa，最大断裂拉力=800*817 N = 653600 N 折合重量65.36吨，公称屈服强度640MPa，最大屈服拉力=640*817 N = 522880 N 折合重量52.288吨。公称抗拉强度1000MPa，最大断裂拉力=1000*817 N 折合重量 81.7吨 公称屈服强度900MPa,最大屈服拉力=900*817 N 折合重量 73.53吨
u型螺栓强度计算 U型螺栓是一种常见的紧固件，广泛应用于机械、建筑、航空航天等领域。其强度计算是保证螺栓连接的安全性的重要一环。本文将介绍U型螺栓强度计算的方法和相关知识。 一、U型螺栓的结构和用途 U型螺栓是一种形状像字母“U”的螺栓，由螺栓杆、螺母和垫圈组成。它的用途广泛，常用于连接两个或多个零部件，起到固定和紧固的作用。 二、U型螺栓的强度计算要点 1. 螺栓的拉力计算：U型螺栓在使用过程中承受的最大力称为拉力，计算拉力需要考虑受力情况、材料强度和预紧力等因素。 2. 螺栓的剪力计算：U型螺栓在连接时还会承受剪力，剪力的计算需要考虑受力情况、材料强度和连接方式等因素。 3. 螺栓的弯曲计算：当螺栓受到外力作用时，可能会发生弯曲变形，弯曲计算需要考虑受力情况、材料强度和几何形状等因素。 4. 螺栓的扭矩计算：螺栓在紧固时需要施加一定的扭矩，扭矩计算需要考虑受力情况、材料强度和螺栓规格等因素。 三、U型螺栓强度计算的方法 1. 拉力计算方法：根据螺栓所受力的大小和方向，可以采用静力学的方法进行计算。考虑到螺栓的预紧力和材料的抗拉强度，可以得
出拉力的计算结果。 2. 剪力计算方法：根据螺栓所受剪力的大小和方向，可以采用静力学的方法进行计算。考虑到螺栓的预紧力和材料的抗剪强度，可以得出剪力的计算结果。 3. 弯曲计算方法：根据螺栓所受弯曲力的大小和方向，可以采用弹性力学的方法进行计算。考虑到螺栓的几何形状、材料的抗弯强度和弯曲半径等因素，可以得出弯曲的计算结果。 4. 扭矩计算方法：根据螺栓所需的扭矩大小，可以采用力矩平衡的方法进行计算。考虑到螺栓的材料特性和螺栓规格，可以得出扭矩的计算结果。 四、U型螺栓强度计算的注意事项 1. 在计算过程中，需要准确获取螺栓和连接件的相关参数，如螺栓的材料强度、几何尺寸、预紧力等信息。 2. 计算时需按照相关标准和规范进行，确保计算结果的准确性和可靠性。 3. 在实际应用中，还需要考虑螺栓的疲劳寿命、环境腐蚀等因素对螺栓强度的影响。 U型螺栓强度计算是确保螺栓连接安全可靠的重要环节。通过合理的计算方法和准确的参数，可以得出螺栓在受力情况下的强度，并保证连接件的正常工作。在实际应用中，还需要根据具体情况进行合理的设计和选择，确保螺栓连接的可靠性和稳定性。
对拉螺栓力学性能表强度计算公式（穿墙螺丝） 作者：建材租赁来源：穿墙螺丝日期：2011-5-14 14:10:04 人气：1693 导读：对拉螺栓（穿墙螺丝）力学性能表，强度计算公式，力学性能验算。 1.对拉螺栓（穿墙螺丝）力学性能表 螺栓直径(mm螺纹内径(mm净面积(mm2重量(kg/m容许拉力(N M12 M14 M16 9.85 11.55 13.55 76 105 144 0.89 1.21 1.58 12900 17800 24500 M18 M20 M2214.93 16.93 18.93 174 225 282 2.00 2.46 2.98 29600 38200 47900 2．强度验算 已知2[100×50×3.0 冷弯槽钢强度满足要求。
(二挠度验算 验算挠度时，所采用的荷载，查表得知仅采用新浇混凝土侧压力的标准荷载(F。 所以： 已知 钢楞容许挠度按表。 挠度满足要求。 二、主钢楞验算 (一强度验算 1．计算简图 2．荷载计算 P为次钢楞支座最大反力(当次钢楞为连续梁端已含反力为、中跨反力为0.5ql，所以，0.6+0.5。 3．强度验算 强度不够，为此应采取下列措施之一： (1 加大钢楞断面，再进行验算； (2 增加穿墙螺栓，在每个主次钢楞交点处均设穿墙螺栓，则主钢楞可不必再验算。 例3：已知混凝土对模板的侧压力为F=30kN/m2，对拉螺栓间距，纵向、横向均为0.9m，选用M16穿墙螺栓，试验算穿墙螺栓强度是否满足要求。
[解] 满足要求。 对拉螺栓（穿墙螺丝）力学性能表 螺栓直径(mm螺纹内径(mm净面积(mm2重量(kg/m容许拉力(N M12 M14 M16 9.85 11.55 13.55 76 105 144 0.89 1.21 1.58 12900 17800 24500 M18 M20 M2214.93 16.93 18.93 174 225 282 2.00 2.46 2.98 29600 38200 47900
u型螺栓强度计算 U型螺栓是一种常用的连接元件，具有较高的强度和可靠性。在工程设计和制造过程中，经常需要对U型螺栓的强度进行计算和评估，以确保连接的安全和可靠。 U型螺栓的强度计算主要包括两个方面：拉伸强度和剪切强度。 首先是拉伸强度的计算。拉伸强度是指螺栓在受到拉力作用时所能承受的最大力。计算拉伸强度时，需要考虑螺栓材料的强度性能和几何形状参数。螺栓材料的强度性能可以通过材料的抗拉强度来表示，抗拉强度是指材料在拉伸过程中所能承受的最大应力。而螺栓的几何形状参数包括直径、截面积等。根据拉伸强度的计算公式，可以得到螺栓的拉伸强度值。 其次是剪切强度的计算。剪切强度是指螺栓在受到剪切力作用时所能承受的最大力。计算剪切强度时，需要考虑螺栓材料的剪切强度和几何形状参数。螺栓材料的剪切强度是指材料在剪切过程中所能承受的最大应力。剪切强度的计算公式可以根据几何形状参数和材料的剪切强度得出。 在实际工程中，为了确保连接的可靠性，通常会选择螺栓的强度等于或略大于连接件的强度。这样可以避免连接出现失效或损坏的情况。在进行螺栓强度计算时，还需要考虑到螺栓的预紧力。预紧力是指在连接过程中施加在螺栓上的力，其目的是通过预压连接件，
提高连接的刚度和强度。预紧力的大小可以根据实际需求和经验进行确定。 除了拉伸强度和剪切强度的计算，还需要考虑其他因素对螺栓强度的影响。例如，螺栓的表面处理和涂层对强度的影响，螺栓的安装和紧固方式对强度的影响等。这些因素都需要在螺栓强度计算中进行综合考虑，以得到更准确和可靠的结果。 U型螺栓的强度计算是工程设计和制造中重要的一部分。通过合理计算和评估螺栓的强度，可以确保连接的安全可靠，提高工程质量和可靠性。在进行螺栓强度计算时，需要综合考虑拉伸强度、剪切强度、预紧力以及其他因素的影响，以得到准确和可靠的结果。只有这样，才能在实际工程应用中充分发挥螺栓的作用，确保工程的顺利进行。
螺栓剪切强度计算一、基本公式 mm M1螺栓的应力截面积：0.462 mm M2螺栓的应力截面积：2.072 mm M3螺栓的应力截面积：5。032 mm M4螺栓的应力截面积：8。782 mm M5螺栓的应力截面积：14。22 mm M6螺栓的应力截面积：20.12 mm M8螺栓的应力截面积:36。62 mm M10螺栓的应力截面积:582 mm M12螺栓的应力截面积：84。32 mm M14螺栓的应力截面积：1152 mm M16螺栓的应力截面积：1572 mm M18螺栓的应力截面积:1922
mm M20螺栓的应力截面积：2452 mm M22螺栓的应力截面积:3032 mm M24螺栓的应力截面积：3532 mm M27螺栓的应力截面积：4592 mm M30螺栓的应力截面积：5612 mm M33螺栓的应力截面积：6942 mm M36螺栓的应力截面积：8172 mm M39螺栓的应力截面积：9762 二、螺栓代号含义 8.8级螺栓的含义是螺栓强度等级标记代号由“•”隔开的两部分数字组成.标记代号中“•”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢:公制螺栓机械性能等级可分为：3。6、4。6、4。8、5.6、5.8、6。8、8。8、9.8 、13.5 1 、螺栓材质公称抗拉强度达800MPa级; （第一个8) 2、螺栓材质的屈强比值为0。8；（第二个8就是0.8) 3、螺栓材质的公称屈服强度达800×0.8=640MPa级 三、剪应力和拉引力关系 实验证明，对于一般钢材，材料的许用剪应力与许用拉应力有如下关系： 塑性材料[t］=0.6—0.8[b］;脆性材料[t］=0.8—1.0［b] 四、零件应力取值 机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准,这个标准就是许用应力。凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时，这个零件或构件在运转中是安全的，否则就是不安全的。许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据.在实际应用中，许用应力值一般由国家工程主管部门根据安全和经济的原则，按材料的强度、载荷、环境情况、加工质量、计算精确度和零件或构件的重要性等加以规定.许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料的失效应力(静强度设计中用屈服极限yield limit或强度极限strength limit疲劳强度设计中用疲劳极限fatigue limit）除以安全系数。塑性材料（大多数结构钢和铝合金）以屈服极限为基准，除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σs/n(n=1。5～2.5)；脆性材料（铸铁和高强钢）以强度极限为基准,除以安全系数后得许用应力，即[σ］=σb/n(n=2~5）.(n为安全系数）
螺栓强度计算 ”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.5 8.8级螺栓的前一个8的含义是每平方毫米的抗拉强度是800牛也就是80公斤的拉力，后一个八的意思是8.8级产品的屈服点为6400N/mm² 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。强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa 8.8公称抗拉强度800N/mm²公称屈服强度640N/mm² 一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10） 如4.8级：则此螺栓的抗拉强度为：400MPa，屈服强度为：400*8/10=320MPa 另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释 强度是单位面积的承载力，承载力=强度X面积 螺栓有螺纹，M24螺栓横截面面积不是24直径的圆面积，而是353平方毫米，称之为有效面积。普通螺栓C级（4.6和4.8级）抗拉强度是170N/平方毫米。那么承载力就是：170x353＝60010N。换算一下，1吨相当于1000KG，相当于10000N，那么M24螺栓也就是可以承受约6吨的拉力。螺栓有效面积可以从五金手册或钢结构手册查，强度指标可以从相关钢结构手册或规范查。当然这些也可以从网上查。
螺栓剪切强度计算 (三)承受工件剪力的so联接 如图1-8所示,这种联接是利用姣剖孔用螺检抵抗工作 載荷几 假设各廉栓所受的工作栽荷相等，则毎个摞栓所受的剪 力为乩则 螺栓杆与孔筆的挤压强度条件为 J7-(1—19) 標枪的剪切强度条件为 e 召4] (1-20) ffil-8 力的常螺栓联權式中屮——螺栓所受的工作剪力 d n—翅栓受剪面直径｛可取为噪栓孔直狰Amnu H—Ml纹牙的许用剪力・MP氛对于钢[刃=样『此处H 一一安全系数■表1-9: J―螺栓杆与孔壁挤压血的最小髙度,mm.设计时应使 L…^L25rf； i—Sftff受剪面的数目，图1伽!T|图1曲7 螺栓的需用剪切应力一般选用60MP a 2 M1螺栓的应力截面积：0.46 mm 2 M2螺栓的应力截面积：2.07 mm 2 M3螺栓的应力截面积：5.03 mm __ o M4螺栓的应力截面积：8.78 mm __ 2 M5螺栓的应力截面积：14.2 mm 2 M6螺栓的应力截面积：20.1 mm 2 M8螺栓的应力截面积：36.6 m m
M10螺栓的应力截面积：58 mm
M12 螺栓的应力截面积：M14 螺栓的应力截面积：M16 螺栓的应力截面积：M18 螺栓的应力截面积：M20 螺栓的应力截面积：M22 螺栓的应力截面积：M24 螺栓的应力截面积：M27 螺栓的应力截面积：M30 螺栓的应力截面积：M33 螺栓的应力截面积：M36 螺栓的应力截面积：M39 螺栓的应力截面积： 2 84.3mm 2 115mm 157 m m2 2 192 m m 2 245 m m 2 30 3 m m 2 35 3 m m 2 459 m m 2 561 m m 2 694 m m 2 817 m m 2 976 m m