特种钢（如不锈钢）、铜合金、
二、螺纹连接件的许用应力：
连接的受载情况
许用应力
受轴向载荷、横向载 荷的普通螺栓连接
s
S
铰制孔用螺栓 受横向载荷
s
S
p
s
SP
被联接件为钢
p
B
SP
被联接件为铸铁
安全系数S见P87表5-10
例
题
例1：一钢制液压缸有关尺寸如图 示，油压 32，为保证 密封性要求，螺栓间距L不得 大于4.5倍螺栓公称直径，试 设计该双头螺柱连接（确定 螺柱直径、个数及分布圆直径D0）。
4. 分布在同一圆周上的螺栓数目应取偶数; 5.避免螺栓偏心承载，而产生附加弯曲载荷;
6.同一螺栓组紧固件形状、尺寸、材料应尽 量一致。
螺栓组连接设计计算的一般步骤：
螺栓组受力分析
找出受力最大的螺栓,及其力的大小
；
单个螺栓受力和失效分析
单个螺栓强度计算；
确二定.螺螺栓栓组的连尺接寸的（受直力径分、析长：度）。
简单形式的不同组合，但不论受力多复杂，都可以 将
复杂状态简化成以上四中简单的受力状况，先分别 求
螺栓的工作载荷，然后向量迭加，就可求出螺栓所 受
的总工作载荷；
横向荷载+轴向载荷+翻转力矩 横向载荷+旋转力矩
2.虽然前面讲了螺栓组的四种不同外载（横向载 荷、旋转力矩、轴向载荷、翻转力矩），但对单 个螺栓而言，受力只有两种：
Tr max
z
ri2
挤压强度：p
Fmax d0Lm in
p
i1
剪切强度计算：
Fm ax
id02 / 4
3.受轴向载荷的螺栓组连接
单个螺栓的受力：
预紧力F0、T1；
工作载荷F: F F
F0
z
F2F0FF0CbC bCmF;
F1F0CbCmCmF0
对于有紧密性要求的连接， F 11 .5~ 1 .8 F
剪切强度计算：
F
id02
/
4
2. 受旋转力矩的螺栓组连接： 1）普通螺栓连接
ri
fF0 fF0
不滑动 F 0f1r 条 F 0f2r 件 F 0 ： fzrK sT
F0
KsT f(r1r2rz)
K sT
z
f ri
i1
ca 1 d .3 1 2 F 0 /4 或d 14 1 .3 F 0 d
f 接合面间的摩擦P7系 6表数 5， 5； i接合面数目； Ks 可靠性系数1.， 1～1取 .3
ca 1 d .3 1 2 F 0 /4 或d 14 1 .3 F 0 d
2）铰制孔用螺栓连接 螺栓组受力 F
单个螺栓受力 F F z
挤压强度：p
F d0Lm in
p
p m p i螺 n , p 栓 孔壁
ca 1 d .3 1 2 F /2 4 或d 14 1 .3 F 2 d
4.受翻转力矩的螺栓组连接
假定: 1)底板为刚体； 2)翻转力矩作用在螺栓组连接
的形心； 3)受载后绕转动仍保持平面。
在M的作用下： 左侧：螺栓拉力增大； 右侧：螺栓拉力减小而地面压力增大
失效分析： 1.螺栓拉断； 2.底板左侧出现间隙； 3.底板右侧压溃。
2）铰制孔用螺栓连接
变形量越大，则所受工作剪力越大
Fi Fmax ri rmax
Fi
Fmax rmax
ri
ri rm ax Fmax
Fi
力矩T 平 F 1r1衡 F 2r2 ： F zrz
即T ： F rm ma a(x r x 1 2r2 2rz2)
受力最大 Fma螺 xr12栓 rT 22 m ： raxrz2
§ 5-5 螺栓组连接的设计
一.螺栓组连接的结构设计:
1.被连接件结合面形状应简单对称： 便于加工，便于螺栓对称布置，使螺
栓组的对称中心与结合面形心重合.
2.螺栓的布置应使螺栓受力合理： 受横向剪力的螺栓组受力方向不栓应留有合理的间距、边距，方便 装配: 扳手空间尺寸，查标准压力容器螺栓间距， P73表5-4
螺栓所受的工作拉力
Fmax F i
螺栓所受的 工作拉力与距 离成正比
Li
Lm a x
变形条 F1F 件 2： FzFmax
L1 L2
Lz Lmax
Fi
Fmax Lmax
Li
力矩 M 平 F 1 L 1 衡 F 2L 2 ： F zL z
受力最大力 螺F ： m 栓 axL1 2 的 M L2 2 工 L m ax L 作 2 zM 拉 zL L m 2 i ax
为了简化计算，假设：
1）所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； 2）螺栓组的几何中心与连接结合面的形心重合； 3）受载后连接结合面仍保持为平面。
1. 承受横向载荷作用的螺栓组连接
普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接
两种情况的工作原理不同！
1）普通螺栓组连接
螺栓组受力 F 单个螺栓受力 F0、T1
受力平 fF 0 衡 z iK 条 sF 件 或F ： 0K sfF z i
pmi npp0
右侧不压溃：
F2 m
pma xpp[]p许用挤压应力，P79表5-6
p
zF0 A
p
M W
Cm Cb Cm
M W
pminzAF0 W M0
C2
F1m Fm
B2
B1
F
C1
F2
pmax zAF0W M[]p
F2m
F1
w——接合面的有效抗弯截面系数
小结： 1.在实际工作中，螺栓所受的工作载荷往往是以上四 中
受力最大螺栓 ：F的 2F总 0C 拉 bC bC 力 mFmax i1
ca 1 d .3 1 2 F /2 4 或d 14 1 .3 F 2 d
校核接合面的强度计算：
底板受力分析
受翻转力矩前，接合面挤压应力分布图
F0
在翻转力矩作用下，接合面挤压应力分布图
F2
F2 m
F2 左侧不出现间隙：
拉力、剪力（轴向载荷、横向载荷）；
3.为了保证落栓连接的可靠性，还要考虑综合条 件：不出现间隙、不压溃等。
§ 5-7 螺纹连接件的材料和许用应力
一、螺纹连接件的常用材料：
碳素钢： Q215、Q235、10、35、 45等
合金钢： 15、40、30等
特殊用途（防蚀、防磁、导电、耐 高P86温表5）-8、：9 螺栓连接的性能等级： 3.6 ~ 12.9
解：1、求螺柱总拉力
F
1D2p6
4
02N88
显然，F 不变，螺柱直径大则数目Z小；反之Z大则螺柱直径小。 因此Z取值不同本题可有多解。考虑到油缸是压力容器，有紧密性要求， 故Z应适当大些。另外，数目Z最好是偶数，而且要便于分度。综上：取 12
螺柱工作拉力为： FF Z50N 24 取 F1 1.8F