公制螺纹牙强度计算
机械设计第五章 螺纹连接与螺旋传动
用于传动
多 线 螺 纹
二. 螺纹的分类
1、按牙形分：
三角形： 剃 形： 锯齿形：
矩 形：
2、按螺旋的线数分：单线、多 线（一般不超过4线），线 数越多，导程越大。单线用 于连接，多线用于传动。
3、按旋向分：右旋、左旋。一般用右旋。 4、内、外螺纹之分：二者旋合组成螺旋副（螺纹副）
5、按母体的形状分：圆柱螺纹、圆锥螺纹
二.螺栓组连接的受力分析
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
0
0
4.控制预紧力的方法： 1）控制拧紧力矩； a.测力矩板手；
b.定力矩板手；
定力矩扳手
测力矩扳手
2）测量螺栓的伸长量； 3）螺母转角法。
§5-4 螺纹连接的防松
1.防松的根本原理：防止螺旋副的相对转动。 2.防松的原因：
1）在冲击、振动、变载荷作用下，螺旋副间的摩擦阻力极不稳定， 在某一瞬间会急剧减少以致消失，失去自锁能力，连接就可能松脱； 2）螺栓在高温、温度变化较大的情况下工作，材料发生蠕变和应力 松弛，也会使预紧力和摩擦力逐渐减少，最终导致连接失效。
ψ
§5-2 螺纹连接的类型及螺纹标准件
一、螺纹连接的基本类型
螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接。 1. 螺栓连接 1）被连接件的孔不用加工螺纹，装拆方便，用于经常
拆装的场合。 2）只适用于被连接件都较薄的情况。
（ 1 ） 普 通 螺 栓 连 接
螺纹的公差配合及选用
螺纹的公差配合及选用一、螺纹的种类与几何参数螺纹种类:1)普通螺纹主要用于连接和紧固零件，是应用最为广泛的一种螺纹，分粗牙和细牙两种，对这类螺纹结合的主要要求有两个，一是可旋合性，二是连接的可靠性。
2)传动螺纹主要用于传递精确的位移、动力和运动，如机床中的丝杠和螺母，千斤顶的起重螺杆等。
对这类螺纹结合的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。
3)密封螺纹用于密封的螺纹连接，对这类螺纹结合的主要要求是具有良好的旋合性及密封性。
本章主要讨论普通螺纹的公差及检测。
二、普通螺纹的基本牙型与几何参数普通螺纹的基本牙型是指在原始的等边三角形基础上，削去顶部和底部所形成的螺纹牙型。
该牙型具有螺纹的基本尺寸，如图所示。
普通螺纹基本牙型普通螺纹的主要几何参数如下：1)基本大径（d，D）大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。
国家标准规定，普通螺纹大径基本尺寸为螺纹的公称直径。
2)基本小径（d1 ，D1 ）小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。
为了应用方便，与牙顶相切的直径又被称为顶径，外螺纹大径和内螺纹小径即为顶径。
与牙底相切的直径又被称为底径，外螺纹小径和内螺纹大径即为底径。
3)基本中径（d2 ，D2 ）中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
4)单一中径（da ，Da ）单一中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于基本螺距一半的地方。
单一中径代表螺距中径的实际尺寸。
当无螺距偏差时，单一中径与中径相等;有螺距偏差的螺纹，其单一中径与中径数值不相等，如图所示。
ΔP为螺距偏差。
螺纹的单一中径与中径5) 螺距（P）和导程（Ph ）螺距是相邻两牙在中径线对应两点间的轴向距离。
导程是指同一螺旋线上的相邻两线上对应两点间的轴向距离。
对单线螺纹，导程与螺距同值;对多线螺纹，导程等于螺距P与螺纹线数n的乘积，即导程Ph =nP。
6)牙型角（α）、牙型半角（α/2）和牙侧角牙型角是螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。
螺栓强度校核计算
M3 4.8级 8.8级 1885N 3769N 1055N 2110N
M5 4.8级 8.8级 6218N 12436N 3482N 6964N
8.8级螺栓的含义是螺栓强度等级标记代号由“•”隔开的两部分数字组成。标 记代号中“•”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性 能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.5
8.8级螺栓的前一个8的含义是每平方毫米的抗拉强度是800牛也就是80公斤 的拉力，后一个八的意思是8.8级产品的屈服点为6400N/mm2
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 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 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 义是：
则此螺栓的 抗拉强度为：400MPa 屈服强度为：400*8/10=320MPa ================= 另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释
强度是单位面积的承载力 承载力=强度X面积 螺栓有螺纹，M24螺栓横截面面积不是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。 螺栓有效面积可以从五金手册或钢结构手册查，强度指标可以从相关钢结构手册或规范查。当然这些也 可以从网上查.
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 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10.9G
螺栓强度等级对照表
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10.9Gpa8.8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级则此螺栓的抗拉强度为：400MPa屈服强度为：400*8/10=320MPa=================另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释度量当今世界上长度计量单位主要有两种，一种为公制，计量单位为米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多，另一种为英制，计量单位主要为英寸（inch），相当于我国旧制的市寸，在美国、英国等欧美国家使用较多。
1、公制计量：（10进制）1m =100 cm=1000 mm2、英制计量：（8进制）1英寸=8英分 1英寸=25.4 mm 3/8￠￠×25.4 =9.523、1/4￠￠以下的产品用番号来表示其称呼径，如：4#， 5#， 6#， 7#， 8#， 10#， 12#螺纹一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。
公制螺纹尺寸表-资料类
公制螺纹尺寸表－资料类关键信息项：1、公制螺纹规格2、螺纹大径3、螺纹中径4、螺纹小径5、螺距6、牙型高度11 协议范围本协议旨在明确和规范公制螺纹的尺寸标准，为公制螺纹的设计、制造、检验和使用提供准确的参考依据。
111 适用对象本协议适用于涉及公制螺纹的各类机械、设备、零部件的生产制造以及相关的技术研究和质量控制等领域。
12 公制螺纹规格定义公制螺纹规格以螺纹的大径和螺距来表示，例如 M10×15 表示大径为 10 毫米，螺距为 15 毫米的公制螺纹。
121 常见公制螺纹规格常见的公制螺纹规格包括 M2、M25、M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12 等。
13 螺纹大径螺纹大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。
131 大径的公差范围公制螺纹大径的公差范围根据不同的精度等级而有所不同，一般分为精密级、中等精度级和粗糙级。
132 大径的测量方法测量螺纹大径可使用游标卡尺、千分尺等测量工具，在螺纹的牙顶或牙底处进行测量。
14 螺纹中径螺纹中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
141 中径的计算方法中径的计算公式为：中径＝大径 06495×螺距142 中径的重要性螺纹中径是决定螺纹配合性质的主要参数，对螺纹的连接强度和密封性有着重要影响。
15 螺纹小径螺纹小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。
151 小径的计算方法小径的计算公式为：小径＝大径 10825×螺距152 小径的作用螺纹小径主要用于保证螺纹的强度和防止螺纹根部断裂。
16 螺距螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
161 标准螺距系列公制螺纹的标准螺距系列按照一定的规律排列，以满足不同的使用需求。
162 螺距的选择原则螺距的选择应根据螺纹的使用场合、承载能力、装配要求等因素综合考虑。
17 牙型高度牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间的垂直距离。
公制标准牙
公制标准牙的牙距如下：M1.6*0.35M2*0.4M2.5*0.45M3*0.5M4*0.4M5*0.8M6*1.0M8*1.25M10*1.5M12*1.75M14*2.0M16*2.0M18*2.5M20*2.5M22*2.5M24*3.0M27*3.0M30*3.5M33*3.5M36*4.0车螺纹简介将工件表面车削成螺纹的方法称为车螺纹。
螺纹按牙型分有三角螺纹、梯形螺纹、方牙螺纹等（图1）。
其中普通公制三角螺纹应用最广。
图1 螺纹的种类1. 普通三角螺纹的基本牙型普通三角螺纹的基本牙型如图2所示，各基本尺寸的名称如下：图2 普通三角螺纹基本牙型D—内螺纹大径（公称直径）；d—外螺纹大径（公称直径）；D2 —内螺纹中径；d2—外螺纹中径；D1 —内螺纹小径；d1—外螺纹小径；P—螺距；H—原始三角形高度。
决定螺纹的基本要素有三个：牙型角α 螺纹轴向剖面内螺纹两侧面的夹角。
公制螺纹α=60o，英制螺纹α=55o。
螺距P 它是沿轴线方向上相邻两牙间对应点的距离。
螺纹中径D2(d2) 它是平螺纹理论高度H的一个假想圆柱体的直径。
在中径处的螺纹牙厚和槽宽相等。
只有内外螺纹中径都一致时，两者才能很好地配合。
2. 车削外螺纹的方法与步骤（1）准备工作1）安装螺纹车刀时，车刀的刀尖角等于螺纹牙型角α=60o，其前角γo=0o才能保证工件螺纹的牙型角，否则牙型角将产生误差。
只有粗加工时或螺纹精度要求不高时，其前角可取γo=5o～20o。
安装螺纹车刀时刀尖对准工件中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，车出的牙型角才不会偏斜。
图3 螺纹车刀几何角度与用样板对刀2）按螺纹规格车螺纹外圆，并按所需长度刻出螺纹长度终止线。
先将螺纹外径车至尺寸，然后用刀尖在工件上的螺纹终止处刻一条微可见线，以它作为车螺纹的退刀标记。
3）根据工件的螺距P，查机床上的标牌，然后调整进给箱上手柄位置及配换挂轮箱齿轮的齿数以获得所需要的工件螺距。
螺栓强度计算
具体计算截面积见规范GBT_16823.1-1997M36螺栓的有效截面积为817平方毫米 你没有给螺栓的性能等级，所以不好说 如果是8.8级螺栓 公称抗拉强度800MPa，最大断裂拉力=800*817 N = 653600 N 折合重量65.36吨 公称屈服强度640MPa，最大屈服拉力=640*817 N = 522880 N 折合重量52.288吨
或规范查。0×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理 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 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10.9G 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
相同大径的螺纹,根据螺纹的牙距不一样,它的抗剪力也不一样. 材料抗剪力T=t*A 式中:t为抗剪强度,由材料和热处理和表面其状态决定; A为受剪面积; 材料取45钢,8.8级螺栓,按屈服强度为640,则抗剪强度为640*0.7=448MPa M6X1 的最小截面积5.316 K# V) ?/ ]- @
如果是10.9级螺栓 公称抗拉强度1000MPa，最大断裂拉力=1000*817 N 折合重量 81.7吨 公称屈服强度900MPa,最大屈服拉力=900*817 N 折合重量 73.53吨
螺纹强度计算公式
螺纹强度计算公式螺纹强度计算公式是指计算螺纹连接件的强度，以确保其安全使用的公式。
在机械制造和装配中，螺纹连接是一种常见的连接方式，用于连接螺纹孔和螺纹支柱。
螺纹连接的强度取决于许多因素，如螺纹类型、材料强度、尺寸和几何形状等。
螺纹连接的强度通常是按照最小截面的强度进行计算。
最小截面是指螺纹连接件的有效截面，包括螺纹节距处的截面和棱角处的截面。
螺纹强度计算公式一般包括以下几个关键因素：1. 螺纹形状：螺纹形状是螺纹连接件的主要特征之一，包括螺纹角度、螺纹节距、螺纹高度等。
不同形状的螺纹对螺纹连接件的强度产生不同的影响。
2. 材料强度：材料的强度是螺纹连接件的另一个重要因素。
通常情况下，螺纹连接件使用的材料应该具有足够的强度和硬度，以承受连接所需要的力和扭矩。
3. 螺纹尺寸：螺纹连接件的尺寸也是螺纹强度计算公式中的一个关键因素。
螺纹连接件的尺寸应该满足实际应用中的需求，同时也要考虑强度和刚度等因素。
根据以上几个关键因素，螺纹强度计算公式可以表示为：P=SfAs或P=T/J其中P表示螺纹连接件的最大允许载荷，Sf表示螺纹连接件疲劳极限强度，As表示螺纹连接件最小截面面积，T表示螺纹连接所承受的最大扭矩，J表示螺纹连接件的极径转动惯量。
以上两个公式分别适用于拉伸载荷和扭转载荷的情况。
在拉伸载荷情况下，螺纹连接件的最大允许载荷应该小于其疲劳极限强度乘以最小截面面积。
在扭转载荷情况下，螺纹连接件的最大扭矩应该小于其极径转动惯量除以螺纹连接件的极半径。
总之，螺纹强度计算公式是确保螺纹连接件安全使用的重要工具。
将各种关键因素综合考虑，可以准确地计算螺纹连接件的强度，并根据计算结果做出相应的设计和选择决策。
这样可以大大提高机械制造和装配的可靠性和安全性。