螺栓的设计计算公式共31页文档
螺纹外径公制转换表
李少波的螺纹外径公制和英制管螺纹标准螺纹换算标准①公称螺纹外径：分公制和英制两种ZG 是锥管的汉语拼音第一个字母。
就是锥管螺纹的意思。
3/4 是四分之三英寸。
是指管子的内径是 3/4 英寸。
准确的来讲它的内径是 19.05 毫米，但这是老标准，现在已经不用了。
现在的国标规定ZG3/4″螺纹内径是方法应该是： ZG3/4″。
其中（″）是英寸的代表符号。
一英寸等于 25.4 毫米。
一英寸等于8 应分。
3/4 的来历是20 毫米。
它的表示6/8=3/4 。
俗称 6 分。
同样 ZG1/2″螺纹的管子内径≈15毫米。
俗称 4 分。
ZG1″螺纹的管子内径≈25毫米。
俗称 1 寸。
ZG11/2″螺纹的管子内径≈32毫米。
俗称 1 寸半。
..... 。
锥管螺纹只用于液压系统连接；而管螺纹 G3/4″只用于水管连接。
锥管螺纹与管螺纹极为相似，区别只在锥度上。
管螺纹都是英制的！！！！！英制螺纹 1/2 的大径就是 1/2 英寸 ,而管螺纹的 1/2 指的是管子的内孔日本工业标准使用公制。
JIS 有明确的规定。
螺纹分二类，普通螺纹和管螺纹。
是管螺纹，他的螺压角为55 度。
UN 是普通螺纹，他的螺压角为60 度。
GP3/8"-20BSF ，表示是惠氏细牙螺纹，螺纹的公称直径是 3/8"（单位：英寸），对应的每英寸牙数是 20。
BSF 表示惠氏细牙， BSW 表示惠氏粗牙。
螺丝的英制与公制区别......用扣规量，与公制牙型吻合是公制螺纹，与英制螺纹吻合是英制螺纹。
也可以用卡尺量螺纹的外径，和螺距。
公制螺纹外径是以毫米为单位，如6，8，10，12，18，20 毫米等等螺距也是以毫米为单位，如0.5,0.75,1,1.5,2,3, 等等英制螺纹外径是以英寸为单位，（每英寸等于25.4 毫米）如 3/16,5/8,1/4,1/2, 等等所以用公制卡尺量外径读数常带不规则的小数。
英制螺距是用每英寸含多少个牙表示。
机械设计螺纹连接
其中：d1、p 分别为螺纹小径和螺距。
[σ ] —— 许用应力，N / mm2 ，[σ ] ＝ σs /[ Ss ] ，
见表6.3（P110）。
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机械设计
螺纹连接 28
dc
4F
[ ]
(mm) —— 设计式
∵ 螺栓为标准件 ∴ 查标准，选螺栓
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机械设计
螺纹连接 29
克服螺纹中阻力所需的转矩为：
T第1 8页F/共5d272页
d2 2
Q
tan
机械设计
螺纹连接
8
旋转螺母一周，输入的驱动功W1 = 2πT1 ，有效功W2 = Q S ， 故螺旋副的效率为：
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
d2 Q tan
tan
tan
2
由上式知：λ↑，ρ↑ —→ η↑；当：λ= 45°-ρ/2 时 —→ ηmax
其相对运动相当于楔形滑块沿楔形槽斜
面移动。故非矩形螺纹的受力分析与矩形螺
纹的受力分析过程一样。由图知：
F = Q tan（λ +ρv ） 克服螺纹中阻力所需的转矩为：
T1
F
d2 2
d2 2
Q tan v
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机械设计
螺纹连接 10
螺旋副的效率为：
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
1）直径 大径 d 、小径 d1 、中径 d2 大径 d ： 公称直径。 小径 d1 ：螺纹的最小直径。 中径 d2 ：齿厚 = 齿槽宽处直径，几何计算用。 d2 ≈ (d + d1 )/2 M 20 —→ d = 20 mm
各种螺纹介绍演示文稿
强度、硬度正常情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢 产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度， 且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量，亦不可施力 过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生钢屑易粘 于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢 即使产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。
注意：美制与英制的普通螺纹区别主要是：角度上的差异，英制螺纹为55°， 美制螺纹为60°，一般情况采用美制的螺纹；高低牙一般高牙的角度为 60°,低牙为30°
第6页，共36页。
三、螺纹配合及等级：
螺纹配合定义：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）、大径/牙外径（D、d）
定义：：为外螺纹牙顶或内螺纹牙底重 合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代表 螺纹尺寸的公称直径。
第13页，共36页。
（二）、中径（D2、d2）：
定义：D2=d2=D（d）－2x3H/8 ,式中H为 原始三角形高：
H=（√3 /2）P=0.866025P(60O牙山角); H=0.960491P(55 O牙山角)
第9页，共36页。
（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。
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6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的 公差带。 一般电镀为3-5um可以使用6g的；6g和6h
螺栓设计计算公式
( 3 78)
N 1Ty
T r1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
T x1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
( 3 79)
由此可得螺栓1的强度验算公式为:
摩擦型连接：
承压型连接：
N
N
2 1Tx
N 1Ty N 1F
N 1Ty N 1F
i 1
( 3 86)
四、高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算
V V
1 2 3 4
N
N
V作用下 N作用下
单个螺栓所受的剪力：
V Nv n
单个螺栓所受的拉力：
N Nt n
所以：
Ⅰ、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足：
Nt N
b t
Nv N
b v
1
Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足：
b v
N
b t
0.8 P
V
1 2 3 4
V
N1 N2 y1 N3 N4 y2 中 和 轴 N作用下 V作用下
N M
N M=N·e
M作用下
2、采用高强度螺栓承压型连接时 单个螺栓所受的剪力：
N v1
单个螺栓所受的最大拉力： N t 1
螺栓的强度计算公式：
N v1 Nb v N t1 Nb t
M=Ve
Nv Nt 1 Nb Nb v t
2
2
( 3 59)
Nv N
b c
( 3 60)
高强度螺栓连接计算
高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 按受力特征的不同高强度螺栓分为两类：
【机械制造】螺纹螺距对照表（共8页）
螺距表，螺距紧固件螺纹直径与螺距对照表螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距- - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90(95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300注：尽量不采用括号内尺寸螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - -注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格规格牙距规格称呼径牙数粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16M14 2.0 1.5 1.0 7/16 11.11 14 20 14M16 2.0 1.5 1.0 1/2 12.7 13 20 12M18 2.5 2.0 1.5 9/16 14.29 12 18 12M20 2.5 2.0 1.5 5/8 15.86 11 18 11M22 2.5 2.0 1.5 3/4 19.05 10 16 10M24 3.0 2.0 1.5 7/8 22.23 9 14 9M27 3.0 2.0 1.5 1 25.40 8 12 8M30 3.5 3.0 2.0规格英寸毫米规格英寸毫米No.0000 0.0210 0.5334 1/4 0.2500 6.3500No.000 0.0340 0.8636 5/16 0.3125 7.9375No.00 0.0470 1.1938 3/8 0.3750 9.5250No.0 0.0600 1.5240 7/16 0.4375 11.1125No.1 0.0730 1.8542 1/2 0.5000 12.7000No.2 0.0860 2.1844 9/16 0.5625 14.2875No.3 0.0990 2.5146 5/8 0.6250 15.8750No.4 0.1120 2.8448 3/4 0.7500 19.0500No.5 0.1250 3.1750 7/8 0.875 22.2250No.6 0.1380 3.5052 1 1.0000 25.4000No.7 0.1510 3.8354 1-1/8 1.1250 28.5750No.8 0.1640 4.1566 1-1/4 1.2500 31.7500No.9 0.1770 4.4958 1-3/8 1.3750 34.9250No.10 0.1900 4.8260 1-1/2 1.5000 38.1000No.12 0.2160 5.4864 1-5/8 1.6250 41.2750No.14 0.2420 6.1468 1-3/4 1.7500 44.4500No.16 0.2680 6.8072 1-7/8 1.8750 47.6250No.18 0.2940 7.4676 2 2.0000 50.8000No.20 0.3200 8.1280No.24 0.3720 9.4488公称直径与螺距系列表GB193-63公称直径d(毫米) 螺距l(毫米) 公称直径d(毫米) 螺距l(毫米)第一系列第二系列第三系列粗牙细牙第一系列第二系列第三系列粗牙细牙(28) 2 1.5 1 1 0.25 0.230 3.5 (3) 2 1.5 1 0.75 1.1 0.25 0.2(32) 2 1.5 1.2 0.25 0.233 3.5 (3) 2 1.5 1 0.75 1.4 0.3 0.235 (1.5) 1.6 0.35 0.236 4 3 2 1.5 1 1.8 0.35 0.2(38) 1.5 2 0.4 0.2539 4 3 2 1.5 1 2.2 0.45 0.2540 (3) (2) 1.5 2.5 0.45 0.3542 4.5 (4) 3 2 1.5 1 3 0.5 0.3545 4.5 (4) 3 2 1.5 1 3.5 (0.6) 0.3548 5 (4) 3 2 1.5 1 4 0.7 0.550 (3) (2) 1.5 4.5 (0.75) 0.552 5 (4) 3 2 1.5 1 5 0.8 0.555 (4) (3) 2 1.5 (5.5) 0.556 5.5 4 3 2 1.5 1 6 1 0.75 0.558 (4) (3) 2 1.5 7 1 0.75 0.560 (5.5) 4 3 2 1.5 1 8 1.25 1 0.75 0.562 (4) (3) 2 1.5 9 (1.25) 1 0.75 0.564 6 4 3 2 1.5 1 10 1.5 1.25 1 0.75 0.565 (4) (3) 1.5 11 (1.5) 1 0.75 0.568 6 4 3 1.5 1 12 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5注：1、选择螺纹的公称直径时，优先选用第一系列，其次第二系列，第三系列尽可能不用。
普通螺栓连接的性能和计算
第24页/共32页
解：(1)分析螺栓群受力，把偏心力F向形心简化，则螺栓 群受力为
剪力： V＝120kN 扭矩： T＝120X500＝60000kN•mm 均对螺栓产生剪力。
(2)计算单栓承载力设计值 单栓抗剪承载力设计值：
NVb
nV
d 2
4
fVb
1 20 2 130 10 3
4
40.8KN
图3-7-15 例3-7-1普通螺栓盖板连接设计
21
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解：单栓抗剪承载力设计值：
NVb
nV
d 2
4
fVb
2
20 2 4
130
81681
.4N
81.7KN
单栓的承压承载力设计值为：
N
b c
d
tfcb
20
14
305
85400
.0N
85.4KN
Nb V m in
81 .7 KN
板件一侧所需螺栓数：
由于确定撬力比较复杂，为了简化计算，规定普通螺栓抗拉强 度设计值只取为螺栓钢材抗拉强度设计值的0.8倍，以考虑这 一不利的影响。这相当于考虑了撬力Q＝0.25N，一般来说， 只要翼缘板厚度满足构造要求、且螺栓间距不要过大，这样的 简化处理是可靠的。
单个抗拉螺栓的承载力设计值为：
Ntb
Ae ftb
de2
yi2 4 80 2 160 2 1.28 105 mm 2
(xi2 yi2 ) 5.28 105 mm 2
25
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26
N1Tx
Ty1 xi2
yi2
60000 160 5.28 105
18.2KN
弹性、螺栓设计计算
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
代号 一 T L b l D h k Ppp τp 二 P τ 三
定义 已知 转矩 键的长度 键的宽度 键的工作长度 轴的直径 键的高度 键与轮毂的接触高度 键连接的许用挤压压强 键连接的许用剪切应力 计算 工作面的挤压 键的剪切应力 结论 P＜Ppp τ＜τp
4.0625 满足要求 697.4977318 930 1.333337669 1.3～1.7 满足要求 MPa MPa
32 33 34 35
τmax τs S Sp
最大切应力 屈服极限
τmax=8KDPn/ πd3
静载荷，80钢
疲劳安全系数
S=τp / τmax S＞Sp,强度满足要求
序号
代号 一
有张紧装置，a0max ＞80p
90 254
2032 1100
mm mm mm mm 节 m mm mm m/s N
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
a0p=a0/p 机械Ⅲ表13-2-7
43.30708661 0 110
Lp=（z1+z2）/2+2a0p+k/a0p 111.6141732 L=Lp*p/1000 机械Ⅲ表13-2-8 ac=p（2Lp-z1-z2）*ka 0.002*ac a=ac-△a v=z1n1p/60*1000 Ft=1000P/v 2.794 0.25 1079.5 2.159 1077.341 1000 0.010583333 396850.3937
机械Ⅱ表5-3-17 τ=2T/DdL 根据销的材料查表对于销 的常用材料可取 Τ p=80MPa 0.4
螺纹紧固件联接与装配图PPT课件
A-A
联接部分画外螺纹
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第六章
6-1 螺纹 联接
（一）概念
（五）螺纹的类型和标记 1、螺纹类型
（二）螺纹要素 • 普通螺纹，代号M。
（三）螺纹画法 • 管螺纹
非螺纹密封：圆柱管螺纹G
代号
螺纹联接
螺纹密封：R
圆锥
外螺纹：R 内螺纹：Rc
（四）的画法
螺纹类型 • 梯形螺纹，代号Tr
圆柱内螺纹 R p
（一）键联接
（二）销联接
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第六章
6-2 传动件 3、普通平键联接画法
与轴联接
非接触面有间隙
（一）键联接
（二）销联接
轴剖面内， 轴和键按不 剖画
配合表面 无间隙
接触面 无间隙
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第六章
6-2 传动件 与轴联接
（二）销联接
（一）键联接 （二）销联接
圆柱销
圆锥销
第25页/共49页
技术要求
➢安装尺寸 将部件安装在机器上，或机
器安装在基第础37页上/共4，9页需要确定的尺寸。
第六章
规格尺寸示
6-3 装配图 例
（一）概念
（二）表达方法 规格尺寸
（三）尺寸标注
部件序号、 （四）明细表和
技术要求
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配合尺寸示例：
5
6
7 89
10 11
12
A-A 4
A 13
123 0.02
bm
H
0.5d
第16页/共49页
第六章
6-1 螺纹 联接
（一）概念
（二）螺纹要素
（三）螺纹画法 螺纹联接