5.1.4 螺纹连接的强度计算
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1
一、螺栓的材料
（1）常用材料：Q215、35、45等碳素钢；
（2）冲击振动场合用：40Cr、30CrMnSi等合 金钢； （3）普通垫圈：Q235、15、35； （4）弹圈：65Mn；
（5）特殊用途(防磁、导电): 特殊钢、铜合 金、铝合金等。
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（7）--相对刚度系数
相对刚度系数：
Cb Cb C m
橡胶 0.9
金属垫片或无垫片 皮革 铜皮石棉 垫片类型 相对刚度系数 0.2-0.3 0.7 0.8
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2
二、螺纹联接件的许用应力
1.性能等级（1）--定义
（1）螺纹联接件是按其性能等级选用的，一 定性能等级对应一定的强度极限； （2）性能等级分为10级； （3）等级代号小数点前面数字=材料抗拉强度 的百分之一（σ B/100）后面数字=10Xσ s/σ B。
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3
二、螺纹联接件的许用应力
1.性能等级（2）--螺栓的等级
P220表5-3
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4
二、螺纹联接件的许用应力
1.性能等级（3）--螺母的等级
P220表5-4
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5
二、螺纹联接件的许用应力
1.性能等级（4）--选用
（1）一般用途通常选用4.8级左右的螺栓；
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四、螺纹联接的强度计算
3. 紧螺栓横向载荷（1）--模型
F
F0
F
F0
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四、螺纹联接的强度计算
3. 紧螺栓横向载荷（2）--公式
校核 1.3Fo [ ] 设计 2 d 公式 公式 1 /4
d1 4 X 1.3Fo ห้องสมุดไป่ตู้[ ]
考虑摩擦力矩T1产生的剪切应 力，按第四强度理论将应力合成 式中: F0----预紧力 N；
12
三、螺纹联接的失效形式
2.受剪螺栓（1）--失效形式
螺栓杆和被联接件中弱者的结合面被 压溃或螺栓杆被剪断
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13
三、螺纹联接的失效形式
2.受剪螺栓（2）--设计准则
保证挤压强度和螺栓杆（或被联接件） 的剪切强度
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四、螺纹联接的强度计算
（2）在联接中，组成螺纹副的螺母的性能等级
不能低于螺栓的性能等级；
（3）重要场合要选用高的性能等级（如在压力
容器中常采用8.8级的螺栓）。
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6
二、螺纹联接件的许用应力
2.许用应力（1）--考虑的因素
螺纹联接件许用应力与载荷性质(静、 变载荷)、装配情况(松、紧联接)、材料、 结构尺寸有关。
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四、螺纹联接的强度计算
2.受拉松螺栓（2）--公式
校核 公式

F
d / 4
2 1
[ ]
设计 公式
d1
4F
[ ]
式中: d1----螺纹小径 mm ； F----轴向载荷 N； [σ]----许用应力 MPa；
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（1）--模型
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（2）--受力分析
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（3）--计算公式 设计 公式
4 X 1.3F2 [ ]
d1
P223中部文字
工况 有密封要求 稳定载荷 不稳定载荷 地脚螺栓
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F1= （1.5-1.8）F （0.2-0.6）F （0.6-1.0）F ≥F
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（6）--总拉力F2公式2
Cb F2 F0 F Cb Cm Cb 相对刚度系数 Cb C m
校核 公式
1.3F2 2 [ ] d1 / 4
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（4）--总拉力F2公式1
F2 F1 F
F1 为残余预紧力
F
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为轴向外载荷
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四、螺纹联接的强度计算
4.紧螺栓轴向载荷（5）--残余预紧力的确定
1.工作内容
（1）螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部尺 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。 （2）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d及螺 距P等。
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四、螺纹联接的强度计算
2.受拉松螺栓（1）--模型
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四、螺纹联接的强度计算
3. 紧螺栓横向载荷（3）--不足
（1）当承受横向工作载荷
F F0 F F0
时， 预紧力F0导致接合面 所产生的摩擦力应大于横 向载荷F；
（2）由于摩擦系数f的关系，预紧力F0很大。
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四、螺纹联接的强度计算
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二、螺纹联接件的许用应力
2.许用应力（2）--公式
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8
二、螺纹联接件的许用应力
2.许用应力（3）--屈服极限
P220表5-3
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二、螺纹联接件的许用应力
2.许用应力（4）--安全系数
P221表5-5
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三、螺纹联接的失效形式
1.受拉螺栓（1）--失效形式
15% 20% 65%
螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂
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三、螺纹联接的失效形式
1.受拉螺栓（2）--设计准则
保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度
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3. 紧螺栓横向载荷（4）--改进1
采用键、套筒、销承担横向工作载荷。
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四、螺纹联接的强度计算
3. 紧螺栓横向载荷（4）--改进2
校核 F [ ] p p d 0 Lmin 公式

F
2 d0

4
采用铰制孔螺栓。
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