不同等级强度螺纹旋合长度(计算)
螺纹连接强度计算
F 0FF '' FF '
b b
Qp Qp
m
'm
F
Q'p
Q'p
Qp Qp
Q'p Q'p
变形协调条件： 凸缘→压力减量
栓杆→拉力增量 变形协调条件——
F'F'' 变形缩小Δ δ２
F0 F' 变形放大Δδ１
δ12
∴由图可知，螺栓刚度：
C 1tg 1F 1' 1 F 0C 1F'
被联接件刚度：
12
3
4
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成 摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零， 从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失 效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故
2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运 动的难度。
3、防松办法及措施
1）摩擦防松
双螺母、弹簧垫圈、尼 龙垫圈、自锁螺母等
螺螺
上上螺螺母母
栓栓
下下螺螺母母
弹簧垫圈
自锁螺母——螺母一端做成非圆形 收口或开峰后径面收口，螺母拧紧 后收口涨开，利用收口的弹力使旋 合螺纹间压紧
2）机械防松： 开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用
带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等
5）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线 上的对应两点间的轴向距离
6）线 数 n ——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
7）螺旋升角ψ——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋
8）牙型角α ——螺线a纹r轴c轴t线g向L的平平/面面d内的2螺夹纹角a牙rc型tg两侧ndP 边2的夹角
螺纹的配合等级
螺纹的配合等级二、螺纹配合等级：螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。
（一）、对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：1B、2B和3B级，全部都是间隙配合。
等级数字越高，配合越紧。
在英制螺纹中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。
等级数目越大公差越小，如图所示：1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。
2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。
3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。
4、对外螺纹来说，1A和2A级有一个配合公差，3A级没有。
1A级公差比2A级公差大50%，比 3A级大75%，对内螺纹来说，2B级公差比2A公差大30%。
1B级比2B级大50%，比3B级大75%。
（二）、公制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、6 H、7H。
（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常状况下为II级）在公制螺纹中，H和h 的基本偏差为零。
G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为负值。
如图所示：1、 H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用极薄的磷化层。
G位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀层，一般很少用。
2、g常用来镀6-9um的薄镀层，如产品图纸要求是6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的公差带。
3、螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h，对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹，标准推荐采用6H/6g的配合。
（三）、螺纹标记螺纹的种类和标注（2006-03-13 16:32:20 ）1 螺纹的种类螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹两类。
常用标准螺纹的种类及用途可参看表1。
2 螺纹联接的画法如图2在剖视图中，内、外螺纹结合部分按外螺纹画，其余部分仍用各自的画法表示。
螺钉强度计算和选型
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参数M3Biblioteka 钉FW ( m3) 1609 .6N
M4螺钉
FW (m4) 2809 .6N D(m4) 4mm
b(m4) 0.87 p 0.609mm
k z ( m 4) 5 p d 0.875
M3螺钉的预紧力F=（0.5～0.6）σs· As =0.5×640×5.03=1609.6N
M4螺钉的预紧力F=（0.5～0.6）σs· As =0.5×640×8.78=2809.6N
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螺钉拧紧力矩计算
周振 2016.5.16
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拧紧螺钉时所需的力矩T用于克服螺纹副的螺纹阻力矩T1和被联接件间的 端面摩擦力矩T2；（来源：机械设计手册第2卷5-70） T=T1+T2=K · F· d 式中F——螺钉预紧力（N） d——螺纹公称直径（m） K——拧紧力矩系数（无量纲） K值 有润滑 0.10 0.13～0.15 0.20 0.18 —— 0.12 0.18～0.21 0.24 0.22 0.26～0.30 无润滑
z( m3) H （H旋合深度） p
1、二极管固定螺钉校核：
z ( m 3) H p 7.62取整 二极管（含铜鼻子）
FW 1609 .6 56.11Mpa k ZDbz 1 3.14 3 0.435 7 3FW h 3 1609 .6 0.271 104.88Mpa 2 k ZDb z 1 3.14 3 0.4352 7
螺纹强度计算
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()2d 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 ＝n P 。
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22arctanarctanSnPd 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3-11、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3-22、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。
螺纹旋合长度
螺纹旋合长度为什么要计算螺纹旋入深度：主要三点：a、连接的可靠性，旋入深度的多少才能保证连接的可靠，最基本的；b、螺纹加工过长，精度就难保证，成本高，尤其在精密零件中，常见的都在6H；c、我感觉是最主要的，在很多情况下，螺纹孔的深度局限性很大，防止和其他面干涉，尤其密封面，穿透的话，漏气漏油等，在保证其连接强度的前提下，应尽可能的短。
补充一下，由于温差形变，及加工误差等，旋入深度过长，反而使螺钉别劲，连接效果反而不好。
螺纹旋入深度的经验公式一般分两种：a、根据螺孔材料不同， 1xd（钢或青铜），1.25~1.5d（铸铁），1.5~2.5d（铝合金）；b、根据螺钉受力递减规律，取8~10p（p为螺距）。
对于螺纹旋合深度一般来说，头三扣将承载80%以上的力。
所以，旋合长度不能少于5扣。
对于方法a，为设计手册上提到的经验公式，其主要考虑的是材料的性能，通俗的说就是考虑到，不同材料的螺纹损坏的难易程度不同，其备用的扣数不同。
对于方法b，是根据螺纹承受轴向力的时候，承受的强度（也就是你说的压力）根据螺纹的大小和螺距而定，深度一般选取8~10个螺距的长度，因为螺纹承受轴向力的时候，第1个螺距承受的力最大，往下依次递减，到第8~10个螺距的时候几乎不受力了，所以螺纹再长也没什么意义。
其笼统的忽略了材料特性的影响，考虑的是螺钉受力分析。
二者举例比较：规格公式钢和青铜铸铁铝合金M8x1.25（粗）a8 10~12 12~20b 10~12.5 10~12.5 10~12.5 M8x0.75（细）a8 10~12 12~20b 6~7.5 6~7.5 6~7.5M16x2 （粗）a 16 20~24 24~40b 16~20 16~20 16~20M16x1 （细）a 16 20~24 24~40b 8~10 8~10 8~10螺纹旋合深度表从表中可以看出，公式a相对b来说，旋入尺寸的跨度比较大，精度低，但灵活性高；a方法未考虑到粗细牙之分，而b方法考虑到。
螺纹强度计算方法
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 d1 ——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。
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σ S 的 80％。对于
一般联接用的钢制螺栓联接的预紧(0.6 ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
螺栓强度计算
二、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。
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
自锁螺母
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，利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
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内，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
５）螺距 ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。
６）导程 ——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 ＝ ，多线螺纹 ＝ 。
７）螺纹升角 ——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 处计算，即
（3-1）
8）牙型角 ——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 ＝ /2。
螺纹参数计算
螺纹直径计算
定义
螺纹直径是指螺纹的最大直径。
计算公式
外螺纹直径 = d + 2 × h，内螺纹直径 = d1 - 2 × h，其中d为外 螺纹大径，d1为内螺纹小径，h为螺距的一半。
应用场景
在车削、铣削、钻孔等加工过程中，需要根据工件材料和加工要求选 择合适的螺纹直径。
螺纹中径计算
01
定义
螺纹中径是指穿过螺纹轴线且与 轴线垂直的平面与螺纹侧面的交 线。
螺纹参数计算
目 录
• 螺纹基础知识 • 螺纹参数计算方法 • 螺纹参数计算实例 • 螺纹参数对性能的影响 • 螺纹参数优化建议
01 螺纹基础知识
螺纹定义与分类
螺纹定义
螺纹是一种在圆柱或圆锥表面上，沿 着螺旋线形成的具有相同剖面的连续 凸起和沟槽。
螺纹分类
根据用途和形状的不同，螺纹可分为 连接螺纹和传动螺纹。连接螺纹主要 用于连接和紧固，而传动螺纹则用于 传递动力和运动。
实例二：管螺纹参数计算
计算公式
螺距=25.4/n，其中n为每英寸的螺纹数。
应用范围
管螺纹主要用于管道连接，如水管、气管等。
参数说明
管螺纹的螺距比普通螺纹大，因此其强度和 密封性能更好。
实例三：梯形螺纹参数计算
计算公式
螺距=P，其中P为梯形螺纹的螺距。
应用范围
梯形螺纹主要用于传动装置，如车床、铣床的主轴和丝杠。
电子产品
微型螺丝和螺母在电子产品中用于固定和连 接各种部件。
建筑行业
螺纹钢、螺丝、螺母等在建筑行业中用于连 接和固定。
医疗器械
螺纹在医疗器械中用于固定和连接各种部件， 如牙科工具、手术器械等。
02 螺纹参数计算方法