螺栓连接

螺栓连接结构螺栓连接结构是一种常见的机械连接方式，它通过螺纹配合实现两个或多个零部件的固定连接。

螺栓连接具有结构简单、拆卸方便、重复使用等优点，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。

一、螺栓连接的基本原理螺栓连接是利用螺纹的摩擦力和压力来实现零部件的固定连接。

螺栓连接由螺栓、螺母和垫圈组成。

螺栓通过螺纹与螺纹孔配合，通过螺母的拧紧使螺栓受到拉力，产生摩擦力和压力，使连接紧固。

二、螺栓连接的优点1. 结构简单：螺栓连接结构相对简单，易于制造和使用。

2. 拆卸方便：螺栓连接可以通过拧紧和松开螺母来实现零部件的拆卸和更换。

3. 重复使用：螺栓连接可以反复拆卸和使用，减少了资源的浪费。

4. 负载能力强：螺栓连接可以承受较大的负载，适用于需要承受较大力的场合。

5. 耐久性好：螺栓连接具有较好的耐久性，能够保持连接的稳定性和可靠性。

三、螺栓连接的应用领域螺栓连接广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用场景：1. 机械设备：螺栓连接在机械设备中起到固定和连接零部件的作用，如机床、起重机械等。

2. 汽车工业：螺栓连接在汽车制造中广泛应用，用于固定车身、发动机和底盘等零部件。

3. 航空航天：螺栓连接在航空航天领域中承担重要的连接任务，确保航空器的安全和可靠性。

4. 建筑工程：螺栓连接在建筑工程中用于连接钢结构、桥梁和建筑物等重要部位。

5. 家具制造：螺栓连接在家具制造中常用于连接木材和金属零部件，增加家具的稳定性和强度。

四、螺栓连接的注意事项1. 螺栓连接时要根据实际需求选择合适的螺纹规格和材料，确保连接的稳定性和可靠性。

2. 螺栓连接时要注意螺纹的正确配合，不可过紧或过松，以免影响连接效果。

3. 螺栓连接中应使用合适的垫圈，以增加连接面积，减少压力集中，防止松动和变形。

4. 螺栓连接要定期检查和维护，确保连接的紧固力和安全性。

螺栓连接结构是一种非常常见且重要的机械连接方式。

它具有结构简单、拆卸方便、重复使用、负载能力强和耐久性好等优点，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。

螺栓连接计算公式总结螺栓连接是机械设计中常见的一种连接方式，其主要计算公式可以总结如下：1.螺栓直径与被连接件孔径的配合关系设计有预紧力的螺栓连接，如需要拆卸，则螺栓直径应与被连接件的孔径有一定配合关系。

一般可按下列公式计算：d ≤ D -（1~1. 5）S其中 d为螺栓直径；D为被连接件的孔径；S为配合安全系数，轻型为1.0~1.1，重型为1.1~1.2。

2.螺栓承载能力的计算螺栓的承载能力应按下式计算：N ≤ Ψ·Σmiu·d²/4×[σ]其中 N为螺栓所受的剪切力及拉力之和（N）；Ψ为接头系数，由试验方法确定，一般可取0.6~0.7；Σmiu为各被连接件（钢板）的抗剪面积（对粗制螺栓取miu=mi+0.175mi，其中mi为被连接件（钢板）的重量（kg），对精制螺栓则取miu=mi；d为螺栓直径（m）；[σ]为螺栓材料的许用应力（MPa）。

3.拧紧螺栓所需的轴向力的计算拧紧螺栓所需要施加的轴向力可按下式计算：Fj=π·d·Σmp·d/4×[σ]其中 Fj为拧紧螺栓所需要施加的轴向力（N）；d为螺栓直径（m）；Σmp为各被连接件接触部位的预紧面上的正应力的合力（N/㎡），一般可取Σmp=(0.7~1.0)σs；[σ]为螺栓材料的许用应力（MPa）。

4.装配时的顶紧力的计算装配时的顶紧力可按下式计算：Fk=π·d·(Pmax-Pmin)/[d×(2~3)×(σs-σb)]其中 Fk为装配时的顶紧力（N）；d为螺栓直径（m）；Pmax为预紧时所需的最小顶紧力（N）；Pmin为预紧时所需的最大顶紧力（N）；σs为螺栓材料的屈服极限（MPa）；σb为螺栓材料的强度极限（MPa）。

一般情况下取预紧应力的中间值。

要求装配后获得准确预紧力，最好使顶紧力小于或等于设计计算值。

根据顶紧力乘以相应的保险系数即为需要的拧紧力。

3.6 螺栓连接的构造螺栓的排列应考虑以下要求： （1） 受力要求（2） 构造要求螺栓间距不能太大，避免压不紧潮气进入导致腐蚀 （3） 施工要求螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装 螺栓或铆钉的最大、最小容许距离见P52，表3.4~3.73.7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓按加工精度可分为：1. 粗制螺栓（C 级） 优点：安装简单，便于拆装缺点：螺杆与钢板孔壁不够紧密，传递剪力时，连接变形较大。

宜用于承受拉力的连接中，或用于次要结构和可拆卸结构的受剪连接及安装时的临时固定。

2. 精制螺栓（ A 、B 级） 优点：受力性能好缺点：安装费时费工，且费用较高。

目前建筑结构中已较少使用。

剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓杆垂直于力线 按受力情况分为 拉力螺栓（抗拉螺栓）： 螺栓杆平行于力线 既受剪又受拉的螺栓 抗剪连接——板件之间有相互错动的趋势 抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势 一、 普通螺栓的抗剪连接（1）单个螺栓的受剪工作性能 1）弹性阶段（0～1）：板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力； 2）滑移阶段（1～2）：摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓杆与孔壁相接触， 滑移量取决于栓杆与孔的间距； 3）栓杆直接传力的弹性阶段（2～3）：螺栓杆既受剪又受弯，孔壁受到挤压； 4）弹塑性阶段（3～ 4）：连接的剪切变形迅速增大，直至破坏。

（2）受剪螺栓的破坏形式 1）栓杆被剪断2）钢板被挤压破坏（螺栓承压破坏） 3）钢板被拉断 4）钢板被剪坏5）杆身弯曲破坏（3）针对以上破坏形式，应采取以下措施 1）通过计算保证螺栓抗剪 2）通过计算保证螺栓抗挤压3）通过计算保证板件有足够的拉压强度4）螺栓端距≥ 2d 。

——避免钢板被拉豁级、级8.4)6.0,/400(6.40.3~5.120=≥+=u y u f f mm N f mmd d —螺杆直径——螺孔直径—d d 0级、级6.5)8.0,/800(8.85.0~3.02=≥+=u y u f f mm N f mmd d2. 抗剪连接的计算（1）单个普通螺栓的抗剪承载力在普通螺栓受剪的连接中，单个普通螺栓的承载力设计值应取抗剪承载力和承压承载力设计值中的较小值。

螺栓连接是一种常用的连接方式，可以将两个或更多零部件紧密固定在一起。

以下是几种常见的螺栓连接类型：
(1) 全螺纹连接：该类型的螺栓连接在整个长度上都有螺纹，可提供均匀的负载分布和较好的拉伸性能。

它们通常用于承受较大的载荷或需要更可靠的连接。

(2) 部分螺纹连接：这种类型的螺栓连接只有部分长度有螺纹，其余部分为光滑。

这种连接方式既可以提供良好的刚性，又可以提供一定的弹性变形，通常用于连接较小的部件。

(3) 锚固螺栓连接：这种连接方式用于连接混凝土和钢结构，在混凝土中预埋一个金属壳体，并将螺栓套进壳体内，使其与混凝土形成坚固的连接。

(4) 榫卯螺栓连接：这种连接方式通常用于连接木结构，在连接部位预留几个孔，并嵌入螺栓来固定木材。

(5) 组合式螺栓连接：将不同类型的螺栓进行组合，以满足具体的应用需求。

(6) 焊接螺栓连接：焊接螺栓可通过焊接或锚定固定在结构中，从而实现高强度连接。

它们通常用于要求承受高载荷的结构中。

(7) 挂钩螺栓连接：挂钩螺栓是一种特殊的螺栓连接，其头部的形状为半圆钩状，可用于连接铰链、角柱和拉杆等结构。

(8) 环型螺栓连接：这种连接方式适用于需要经常拆卸和重新连接的应用场景，如维护和修理等。

(9) 高温螺栓连接：高温螺栓连接通常用于高温环境下，在高温条件下保持良好的连接性能。

(10) 平头螺栓连接：平头螺栓连接的主要特点是其平头，可用于连接表面易受损的结构和需要表面光滑的场合。

此外，还有许多其他类型的螺栓连接，如锁紧螺栓连接、梅花头螺栓连接等。

检验螺栓
连接时，需要根据不同类型和应用场景，选择相应的规范标准和检验方法。

螺纹连接的基本形式
螺纹连接的基本形式包括以下几种：
1. 螺栓连接：螺栓连接是将螺栓穿过被连接件的孔，然后拧紧螺母，将被连接件连接起来。

根据螺栓的类型和被连接件的情况，可以分为普通螺栓连接和配合螺栓连接。

普通螺栓连接的螺栓杆与孔壁之间留有间隙，而配合螺栓连接的螺栓杆与孔壁之间没有间隙，常采用基孔制过渡配合。

2. 双头螺柱连接：双头螺柱连接是将双头螺柱的一端旋紧在被连接件之一的螺纹孔中，另一端则穿过其余被连接件的通孔，然后拧紧螺母，将被连接件连接起来。

这种连接方式适用于被连接件之一太厚，不能采用螺栓连接或希望连接结构较紧凑，且需经常装拆的场合。

3. 螺钉连接：螺钉连接是将螺钉穿过一被连接件的通孔，然后旋入另一被连接件的螺纹孔中。

这种连接方式不用螺母，有光整的外露表面。

它适用于被连接件之一太厚且不经常装拆的场合。

4. 紧定螺钉连接：紧定螺钉连接是将紧定螺钉旋入被连接件之一的螺纹孔中，并以其末端顶住另一被连接件的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相互位置。

这种连接方式多用于轴与轴上零件的连接，并可传递不大的载荷。

以上是螺纹连接的几种基本形式。

每种形式都有其特定的应用场合和特点，需要根据实际情况选择合适的连接方式。

同
时，螺纹连接件也有多种类型，如螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈、防松零件等，需要根据需要进行选择。

螺栓连接方式1. 引言螺栓连接是一种常见的连接方式，广泛应用于工程领域。

它通过螺纹的转动和摩擦力来实现零件的紧固，具有结构简单、拆卸方便、可重复使用等特点。

本文将全面、详细、完整地探讨螺栓连接方式的原理、分类、设计要点以及常见问题等内容。

2. 原理螺栓连接是利用螺纹的力学原理来实现零件的紧固。

通过给定的预紧力，使螺栓受到拉力，从而达到紧固效果。

其原理主要包括以下几个方面：2.1 螺纹力学原理螺纹连接的紧固力主要是由于螺纹摩擦力和剪切力之间的相互作用。

当螺纹受到外力作用时，螺纹的摩擦力会产生一个抵抗力矩，使得零件之间产生压紧力，从而实现紧固效果。

2.2 摩擦系数螺纹连接的紧固力大小与摩擦系数有关。

摩擦系数的大小会直接影响紧固力的大小。

在设计螺栓连接时，需要考虑材料的表面粗糙度以及润滑剂的使用，以获得合适的摩擦系数。

2.3 预紧力预紧力是螺栓连接中一个重要的参数。

通过对螺栓进行预紧力的施加，可以使螺纹间产生压力，从而增加紧固力并提高连接的可靠性。

合理选择预紧力的大小，是螺栓连接设计中需要考虑的重要因素之一。

3. 分类螺栓连接方式根据不同的特点和应用场景，可以分为以下几类：3.1 螺纹连接螺纹连接是最常见的一种螺栓连接方式。

它包括内螺纹连接和外螺纹连接两种形式。

内螺纹连接主要用于连接螺纹孔，外螺纹连接主要用于连接螺纹柱。

3.2 键连接键连接是一种将两个零件通过键和键槽相互连接的方式。

它可以提供较大的刚性和承载能力，常用于承受大功率和高转速的传动轴。

3.3 弹性连接弹性连接是指通过弹性元件将两个零件连接起来的方式。

其优点是具有一定的缓冲和减震能力，可以在两个零件之间起到阻尼的作用。

3.4 焊接连接焊接连接是指通过焊接工艺将两个零件连接起来的方式。

它具有高强度和永久性连接的特点，常用于承受较大载荷和振动的结构部件。

4. 设计要点在进行螺栓连接的设计时，需要考虑以下几个要点：4.1 螺纹尺寸合理选择螺纹的尺寸和螺距，可以根据连接的要求和零件的材料性能，来确定螺纹的尺寸，以保证连接的可靠性和承载能力。

普通螺栓常用的连接方法一、螺纹连接法螺纹连接法是普通螺栓常用的连接方法之一。

螺纹连接法通过将螺栓螺纹与螺母螺纹相互咬合，实现连接的目的。

在螺纹连接中，螺纹的类型和尺寸是非常重要的。

常见的螺纹类型有M、UNC、UNF 等，而螺纹的尺寸则根据连接的需要进行选择。

螺纹连接法的优点是连接牢固、拆卸方便，适用于各种机械设备和结构的连接。

然而，螺纹连接也存在一些缺点，如连接部位容易产生应力集中、易松动等问题。

因此，在应用螺纹连接时，需要根据实际情况选择合适的螺纹类型和尺寸，以确保连接的可靠性和安全性。

二、键连接法键连接法是普通螺栓常用的连接方法之二。

键连接法通过在连接部位设置键槽，在螺栓和连接件之间插入键来实现连接。

键连接法的优点是连接牢固、传递扭矩可靠，适用于承受大扭矩或振动的场合。

在键连接法中，键的类型有平键、半圆键、楔形键等，而键的尺寸则根据连接的需要进行选择。

在安装键连接时，需要注意键的安装方向和尺寸，以确保键能够充分咬合连接件，避免键断裂或失效。

三、销连接法销连接法是普通螺栓常用的连接方法之三。

销连接法通过在连接部位设置销槽，在螺栓和连接件之间插入销来实现连接。

销连接法的优点是连接简单、拆卸方便，适用于需要频繁拆卸和更换的场合。

在销连接法中，销的类型有圆销、方销、内六角销等，而销的尺寸则根据连接的需要进行选择。

在安装销连接时，需要注意销的安装方向和尺寸，以确保销能够充分咬合连接件，避免销断裂或失效。

四、焊接连接法焊接连接法是普通螺栓常用的连接方法之四。

焊接连接法通过在连接部位进行熔接，将螺栓和连接件固定在一起。

焊接连接法的优点是连接牢固、传递扭矩可靠，适用于承受大扭矩或振动的场合。

在焊接连接时，需要注意焊接材料的选择和焊接工艺的控制，以确保焊接接头的质量和可靠性。

同时，在焊接连接法中，由于焊接接头较难拆卸，因此需要在设计和安装时充分考虑后期维护和更换的需求。

五、胀销连接法胀销连接法是普通螺栓常用的连接方法之五。

7.1.1 螺栓连接螺栓连接的示意图如图7-1所示，典型工艺过程如图7-2所示。

图7-1 螺栓连接零件夹紧确定孔位制 孔备 件倒角倒圆制 窝安 装定 力防 松涂 漆图7-2 螺栓连接的典型工艺过程7.1.2 托板螺母连接(如图7-3所示）典型工艺过程与螺栓连接的区别在于在制孔和制窝之间增加铆接托板螺母工序，而无定力和防松工序。

工作步骤如下：在固定构件上制螺栓孔铆接托板螺母将活动构件定位安装在固定构件上在活动构件上制螺栓孔固定活动构件图7-3 托板螺母连接7.1.3 高锁螺栓连接（如图7-4所示）典型工艺过程与螺栓连接的区别在于无定力和防松工序，对于双六角型高锁螺母安装后按需要再次拧紧定力。

（a）(b)图7-4 高锁螺栓连接7.1.4 锥型螺栓连接（如图7-5所示）典型工艺过程与螺栓连接的区别在于无定力工序，制孔与制窝同时进行。

（a）(b)图7-5 锥型螺栓连接7.2 零件的定位及夹紧7.2.1 螺栓连接（见表7-1）7.2.2 孔位的技术要求确定螺栓孔位螺栓孔边距、间距和排距的极限偏差螺栓孔的最小边距7.3.1 孔的技术要求常见螺栓孔的技术要求见表7-2高锁螺栓孔的技术要求与普通螺栓孔的技术要求相同锥形螺栓孔的技术要求孔应垂直于工件表面孔锥度极限偏差孔表面粗糙度孔与锥形螺栓光杆接触的面积孔表面允许的轻微划伤、孔的外观质量7.3.2 孔加工方法的选择孔的公差等级选择孔加工方法时主要考虑孔直径孔的深度被加工的材料结构的开敞性各种孔加工方法见表7-3 钻孔用扩孔钻扩孔手铰风钻铰孔拉孔自动进给钻制孔自动铆机制孔7.4.1 制孔前的准备工作明确加工孔的孔径和公差检查工件间隙、孔边矩检查要用的钻机、刀具和量具等是否合格及适用在试件上进行试加工7.4.2 钻孔和扩孔的技术要点注意孔的垂直度（见图7-6）手工钻制初孔的直径确定钻孔工具的工作转速选用带前导杆的扩孔钻用自动进给钻钻孔时的过程自动进给钻的轴转速恒定不变的情况下，钻头反复进入孔和完全撤离孔固定在钻模上(如图7-7所示)建议使用润滑剂7.4.2 钻孔和扩孔的技术要点图7-6 保证钻孔垂直度的方法(a)按垂直钻套钻孔(b)按直角尺钻孔(c)按钻模钻孔图7－7 自动进给钻钻孔示意图用带前、后引导的扩孔钻扩孔(如图7-8所示)由相同材料组成时，从较厚面进刀由不同材料组成时,从较硬面进刀图7－8 空心零件的扩孔7.4.3 手工铰孔方法及操作要点手工铰孔操作过程将铰刀沾上润滑液后插入初孔用角度尺检查铰刀是否垂直于工件表面(如图7-9所示)用大拇指轻推铰刀尾部，旋转铰杠或棘轮扳手铰深孔时，要常退刀排屑检查孔的精度、粗糙度和孔的垂直度手工铰孔操作要点工件装配夹紧要正确手铰过程中，两手用力要平衡注意变换铰刀每次停歇的位置旋转铰杠进刀时，不要猛力压铰杠图7-9 用90°角尺检查铰刀垂直度7.4.3 手工铰孔方法及操作要点手工铰孔操作要点若铰刀被卡住，应将铰刀取出，清除切屑铰刀绝不可倒转当使用风钻铰孔时，一定要掌握好进刀方向根据所加工材料，合理选择转速和进给量7.4.4锥形孔的加工(a)扩孔钻(b)铰刀图7-10 沉头锥形螺栓孔用的加工刀具以螺纹直径为锥形螺栓的基本直径选择专用锥形铰刀（见图7-10）光整孔壁取出铰刀清除切屑扩孔钻初孔7.4.5 可调铰刀的使用在刀体上开有六条斜底直槽，具有同样斜度的刀条嵌在槽里利用前后两只螺母压紧刀条的两端，调节两端的螺母可使刀条沿斜槽移动，即能改变铰刀的直径7.4.6 切削用量的选择扩孔切削用量（见表7-4）手铰和风钻铰孔在铰孔过程中的切屑用量（见表7-5）7.4.7 扩、铰孔过程中切削液的选择（见表7-6）7.4.8 铰孔中常见的缺陷和解决措施（见表7-7）7.5.1 锪窝锪窝包括锪沉头螺栓的沉头窝和端面窝(见图7-12)正锪和反锪(如图7-13或图7-14所示)锪窝操作要点图7-12 沉头窝和端面窝(a)沉头螺栓的沉头窝(b)六角头或圆柱头螺栓的沉头窝(c)螺栓端面窝(a)正锪(b)反锪图7-14 锪端面窝锪窝速度锪钻装夹牢固加机油润滑留余量带球面导杆锪窝钻（见图7-15）锪钻应先接触被锪面并拉紧风钻，再开动扳机锪窝限定器（见图7-17）图7-15带球面形导杆的窝锪钻带阶梯的导杆锪窝钻(如图7-16所示)图7-16 带台阶导杆的窝锪钻图7-17 用锪窝深度限制衬套锪窝涂防腐保护层7.5.2 倒角与倒圆技术要求倒角与倒圆的工艺方法孔与沉头窝交接处的倒角形状（见图7-19）安装凸头锥形螺栓的孔，在靠锥形螺栓头的一侧应倒角安装沉头锥形螺栓用的孔在与沉头窝的交接处(简称沉头窝底)制倒角倒角与倒圆形状（见图7-18），尺寸（见表7-8）图7-18 倒角与倒圆(a)倒角(b)倒圆图7-19 孔与沉头窝交接处的倒角倒圆一般采用倒圆锪钻倒圆。