螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：

图1 受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：

校核计算公式：

设计计算公式：

许用应力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――安全系数，取值范围：。

受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷铰制孔螺栓连接

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：

按挤压强度校核计算：

按抗剪强度校核计算：

按挤压强度设计计算：

按抗剪强度设计计算：

式中：――受横向载荷，N；――受剪直径，（＝螺纹小径），mm，查表获得；――受挤压高度，取、中的较小值，mm；m――受剪面个数。

许用应力的计算公式分两组情况，如表1：

表1 许用应力计算公式

强度计算被连接件材料静载荷动载荷

挤压强度钢

铸铁

抗剪强度钢和铸铁

表中：为材料的屈服极限，由螺栓机械性能等级所决定。

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计

受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷紧螺栓连接

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：

（1）预紧力计算公式：

（2）校核计算公式：

（3）设计计算公式：

（4）许用应力计算公式：

式中：――横向载荷，N；――螺栓预紧力，N；――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。钢对钢

时，为0.15 左右；――螺纹小径，从表中获取；――螺栓屈服强度，MPa，由螺栓材料机械性能等级决定；――安全系数，按表1选用。

表1 预紧螺栓连接的安全系数

材料种类

静载荷动载荷

M6~M16 M16~M30 M30~M60 M6~M16 M16~M30 M30~M60

碳钢4~3 3~2 2~1.3 10~6.5 6.5 6.5~10 合金钢5~4 4~2.5 2.5 7.5~5 5 6~7.5

受轴向载荷紧螺栓连接（静载荷）强度校核与设计受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受轴向载荷紧螺栓连接

受轴向载荷紧螺栓连接的基本公式：

强度校核计算公式：

螺栓设计计算公式：

许用应力计算公式：

总载荷计算公式：

预紧力计算公式：

残余预紧力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓所受轴向总载荷，N；――残余预紧力，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――残余预紧力系数，可按表1选取；――相对刚度，可按表2选取。――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――安全系数，查表3。

表1 受轴向力紧螺栓所须残余预紧力系数K

工作情况一般连接变载荷冲击压力容器或重要连接K 0.2~0.6 0.6~1.0 1.0~1.5 1.5~1.8

表2 螺栓连接的相对刚度λ

垫片材料金属（或无垫

片）

皮革铜皮石棉橡胶λ0.2~0.3 0.7 0.8 0.9

表3 预紧螺栓连接的安全系数

材料种类

静载荷动载荷

M6~M16 M16~M30 M30~M60 M6~M16 M16~M30 M30~M60

碳钢4~3 3~2 2~1.3 10~6.5 6.5 6.5~10 合金钢5~4 4~2.5 2.5 7.5~5 5 6~7.5

受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷）强度校核与设计受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受轴向载荷紧螺栓连接

受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷）的基本公式：

强度校核计算公式：

许用应力计算公式：

式中：――轴向载荷，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――相对刚度，按表1选取；――尺寸因数，按表2查得；――制造工艺因数，切制螺纹，滚制、搓制螺纹；――受力不均匀因数，受压螺母，受拉螺母；――缺口应力集中因数，按表3查得；

――抗压疲劳极限，按表4选取；――安全因数，控制预紧力

，不控制预紧力。

表1 螺栓连接的相对刚度λ

皮革铜皮石棉橡胶垫片材料金属（或无垫

片）

λ0.2~0.3 0.7 0.8 0.9

表2 尺寸因数

<12 16 20 24 30 36 42 48 56 64 螺栓直径

d

1 0.87 0.8 0.74 0.65 0.64 0.60 0.57 0.54 0.53

表3 缺口应力集中因数

螺栓材料/MPa 400 600 800 1000

3 3.9 4.8 5.2

表4 抗压疲劳极限

材料10 Q235-A 35 45 40Cr 120~150 120~160 170~220 190~250 240~340