螺纹强度计算
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
螺母螺纹牙的强度计算
螺母螺纹牙的强度计算螺纹牙多发生剪切和挤压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。
如图5－47所示，如果将一圈螺纹沿螺母的螺纹大径D处展开，则可看作宽度为πD的悬臂梁。
假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为Q/u，并作用在以螺纹中径D为直径的圆周上，则螺纹牙危险截面a－a的剪切强度条件为2【5－50】螺纹牙危险截面a－a的弯曲强度条件为【5－51】式中：b——螺纹牙根部的厚度， mm，对于矩形螺纹，b＝0.5P对于梯形螺纹，b一0.65P,对于30o锯齿形螺纹，b=0.75P，P为螺纹螺距；l——弯曲力臂；mm参看图 , l=(D-D)/2；2[τ]——螺母材料的许用切应力，MPa，见表；[σ]b——螺母材料的许用弯曲应力，MPa，见表。
当螺杆和螺母的材料相同时，由于螺杆的小径dl小于螺母螺纹的大径D，故应校核杆螺纹牙的强度。
此时，上式中的D应改为d1。
螺母外径与凸缘的强度计算。
在螺旋起重器螺母的设计计算中，除了进行耐磨性计算与螺纹牙的强度计算外，还要进行螺母下段与螺母凸缘的强度计算。
如下图所示的螺母结构形式，工作时，在螺母凸缘与底座的接触面上产生挤压应力，凸缘根部受到弯曲及剪切作用。
螺母下段悬置，承受拉力和螺纹牙上的摩擦力矩作用。
设悬置部分承受全部外载荷Q，并将Q增加20～30％来代替螺纹牙上摩擦力矩的作用。
则螺母悬置部分危险截面b－b内的最大拉伸应力为式中[σ]为螺母材料的许用拉伸应力，[σ]=0.83[σ]b ，[σ]b为螺母材料的许用弯曲应力，见表5－15。
螺母凸缘的强度计算包括：凸缘与底座接触表面的挤压强度计算式中[σ]p 为螺母材料的许用挤压应力，可取[σ]p=（1.5 1.7）[σ]b凸缘根部的弯曲强度计算式中各尺寸符号的意义见下图。
凸缘根部被剪断的情况极少发生，故强度计算从略。
螺杆的稳定性计算：对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力Q大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。
螺杆螺纹牙强度计算的标准
螺母螺纹牙的强度计算螺纹牙多发生剪切和挤压破坏一般螺母的材料强度低于螺杆故只需校核螺母螺纹牙的强度。
如图所示如果将一圈螺纹沿螺母的螺纹大径D处展开则可看作宽度为πD的悬臂梁。
假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为
Q/u并作用在以螺纹中径D2为直径的圆周上则螺纹牙危险截面a-a的剪切强度条件为
螺纹牙危险截面a-a的弯曲强度条件为
式中:
b—螺纹牙根部的厚度mm对于矩形螺纹b=0.5P对于梯形螺纹b一065P对
于300锯齿形螺纹,b=075PP为螺纹螺距
--弯曲力臂mm参看图=(D-D2)/2
[t]—螺母材料的许用切应力Mpa
[o]b—螺母材料的许用弯曲应力Mpa
当螺杆和螺母的材料相同时由于螺杆的小径dl小于螺母螺纹的大径D故应校核杆螺纹牙的强度。
此时风
式中的D应改为d1。
螺栓强度计算公式
4F d12
Cb Cb Cm
合金钢螺栓
σ=（0.65-0.78）σs+
4F d12
Cb Cb Cm
许用拉应力： [σ]=
s
S
注：σ≤[σ] 2.受轴向载荷为变载荷时：
需要满足两个条件：
碳素钢螺栓 1
合金钢螺栓
σ=（0.78-0.91）σs+ 4F Cb ≤
[σ]
d12 Cb Cm
σ=（0.65-0.78）σs+ 4F Cb ≤
铜皮石棉
35 170-220
橡胶
45 190-250
Cb Cb Cm
0.2-0.3
0.7
0.8
0.9
（过盈配合）
配合）
拉伸强度
变载荷
M30～M60 6.5～10 5～7.5
接
制螺纹Kt=1，搓制螺纹Kt=1.25
30 0.65
36
42
48
56
64
0.64
0.6
0.57 0.54 0.53
15MnVB
ห้องสมุดไป่ตู้
注：σ≤[σ]
不控制预紧力时安全系数如下表所示：
材料类别
碳钢 合金钢
M6～M16 4～3 5～4
静载荷 M16～M30
3～2 4～2.5
碳素钢螺栓 合金钢螺栓
QP≤（0.6-0.7）σsA σs：材料的屈服极限
A≈ d12
QP≤（0.5-0.6）σsA
4
M30～M60 2～1.3 2.5
M6～M16 10～6.5 7.5～5
合金钢
许用应力计算： [σ]=
s Ss （1.21.7）
应力计算：
螺纹牙强度校核计算
普通螺纹螺栓拉断截面dc（mm）
H 3p 2
dc
d1
H 6
2 3 2.598076211
1.566987298
安全系数S
S=3~5
3
材料的屈服强度 s （MPa）
许用拉应力 （MPa）
计算拉应力 计算结果
s / S
4
F
d1
H 6
2
若＜ ，则合格，
反之不合格
4 1.333333333 0.518799311
计算值 28.58 28.52 24.22 26.82
弯曲力臂L（mm）
单圈外螺纹截面抗弯模量W(mm） 螺纹牙底宽度b（mm） 轴向力F(N) 螺距p（mm） 螺纹工作高度h（mm） 连接螺纹牙数z 安全系数S
材料的屈服强度 s（MPa）
许用拉应力 （MPa）
对螺杆，计算弯曲应力 b（Mpa）
235260
38
4.23
50
z=l/p
11.82033097
h=0.541p
2.28843
A=π*d2*h*z
3227.606
p F/A p s / n
72.88993762 345
如果p p ，则合格，
合格
反之则不合格
项目 轴向力F(N) 公扣时使用螺纹小径d1（mm） 母扣时使用螺纹大径D（mm） 连接螺纹牙数z
s / S
F d1bz
F Dbz
0.6
1.5 4.23 3.1725 517.5 345 56.28061362
207
计算结果
如果螺杆和螺母 ，则合格，
反之则不合格
项目 螺母大径D（mm） 螺杆大径d（mm） 公扣时使用螺纹小径d1（mm） 外螺纹中径d2（mm）
螺栓强度计算方法(附公式)
螺栓强度计算方法详解螺栓强度计算方法详解（（附公式附公式））
螺栓强度计算是利用公式对螺栓连接强度进行有效计算，确定螺栓的受力状况。
不同的螺栓强度计算的方法和公式也不相同。
下面，世界泵阀网为大家汇总螺栓强度计算方法公式。
以供学习参考。
螺栓强度计算，主要是根据联接的类型、联接的装配情况(是否预紧)和受载状态等条件，确定螺栓的受力;然后按相应的强度条件计算螺栓危险截面的直径(螺纹小径)或校核其强度。
螺栓强度计算：
承载力=强度 x 面积;
螺栓有螺纹，以M24螺栓为例，其横截面面积不是24直径的圆面积，而是353平方毫米，称之为有效面积。
普通螺栓C 级(4.6和4.8级)抗拉强度是170N/平方毫米。
那么承载力就是：170x353=60010N 。
换算一下，1吨相当于1000KG ，相当于10000N ，那么M24螺栓也就是可以承受约6吨的拉力。
紧螺栓强度校核与设计计算式：
松螺栓强度计算：
危险截面拉伸强度条件为：
d1——螺纹小径，mm; F——螺栓承受的轴向工作载荷，N：;[σ]——松螺栓联接的许用应力，N/m㎡。
螺纹牙的强度计算
螺纹牙的强度计算
螺母螺纹牙的强度计算螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,一般螺母的材料强度低于螺杆,故只需校核螺母螺纹牙的强度。
如图5-47所示,如果将一圈螺纹沿螺母的螺纹大径D处展开,则可看作宽度为πD的悬臂梁。
假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为Q/u,并作用在以螺纹中径D2为直径的圆周上,则螺纹牙危险截面a-a 的剪切强度条件为
【5-50】
螺纹牙危险截面a-a的弯曲强度条件为
【5-51】
式中:
b——螺纹牙根部的厚度,mm,对于矩形螺纹,b=0.5P对于梯形螺纹,b一0.65P,对于30o 锯齿形螺纹,b=0.7 5P,P为螺纹螺距
l——弯曲力臂;mm参看图, l=(D-D2)/2
[τ]——螺母材料的许用切应力,MPa
[σ]b——螺母材料的许用弯曲应力,MPa
当螺杆和螺母的材料相同时,由于螺杆的小径dl小于螺母螺纹的大径D,故应校核杆螺纹牙的强度。
此时,上式中的D应改为d1 。
螺纹钢折弯的强度计算公式
螺纹钢折弯的强度计算公式螺纹钢折弯的强度计算公式主要涉及到材料力学和结构力学的知识。
在进行螺纹钢折弯时，需要考虑螺纹钢的材料特性、截面形状、受力情况等因素。
一般来说，螺纹钢的折弯强度可以通过以下公式进行计算：\[ M = \frac{f_y \cdot W}{\sqrt{3}} \]其中，M为螺纹钢的折弯强度，f_y为螺纹钢的屈服强度，W为螺纹钢的截面模量。
在这个公式中，螺纹钢的屈服强度是指螺纹钢在受力作用下开始产生塑性变形的强度。
螺纹钢的屈服强度是一个重要的材料参数，通常由材料的抗拉强度除以一个安全系数得到。
而螺纹钢的截面模量则是描述螺纹钢截面形状和尺寸的参数，它是计算螺纹钢折弯强度的重要参量。
在实际工程中，螺纹钢的折弯强度计算可以通过上述公式进行简化计算。
但在一些特殊情况下，还需要考虑螺纹钢的弯曲应力分布、截面形状的影响、弯曲角度的影响等因素，这时候可能需要进行更为复杂的计算。
除了折弯强度的计算公式外，还需要考虑螺纹钢折弯时可能出现的一些问题。
例如，在螺纹钢折弯过程中，可能会出现断裂、变形不良、表面开裂等问题，这些问题都需要在设计和施工中加以注意和解决。
此外，螺纹钢的折弯强度还受到许多其他因素的影响，如温度、湿度、腐蚀等。
在实际工程中，需要根据具体的情况对螺纹钢的折弯强度进行综合考虑，确保其在使用过程中能够满足设计要求。
总之，螺纹钢折弯的强度计算公式是建筑工程中重要的计算方法之一。
通过合理计算和分析，可以有效地评估螺纹钢在折弯过程中的强度和性能，为工程设计和施工提供重要的参考依据。
同时，在实际应用中还需要考虑螺纹钢的材料特性、受力情况、施工工艺等因素，确保螺纹钢在使用过程中能够安全可靠地发挥作用。
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这个与螺丝的材料、性能等级、热处理是有关的。
如果按粗牙、碳钢：
M4 2900- 4500 N
M5 4600- 7300 N
M8 12000-19000 N
M10 19000-30000 N
M12 27000-43000 N
M14 38000-59000 N
M16 51000-81000 N
这是常见螺丝的抗拉强度。
钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺
栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。
例如：
性能等级4.6级的螺栓，其含义是：
1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；
2、螺栓材质的屈强比值为0.6；
3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级
性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：
1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；
2、螺栓材质的屈强比值为0.9；
3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级
螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。
强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9GPa
8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2
一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）
如4.8级。