螺纹连接预紧力计算
预紧力与与预紧力矩之间的简化关系。
预紧力与与预紧力矩之间的简化关系。
预紧力与预紧力矩之间的简化关系预紧力与预紧力矩是机械设计中常用的两个概念，它们之间存在着一种简化的关系。
预紧力指的是在螺纹连接中施加在螺栓上的力，用来保证螺纹连接的紧固性。
预紧力矩则是施加在螺栓上的扭矩，通过扭矩的大小来控制预紧力的大小。
预紧力与预紧力矩之间的简化关系可以通过以下方式来描述。
首先，我们需要知道螺纹连接的基本原理。
螺纹连接是通过螺纹副的互相作用来实现的，螺栓和螺母之间的螺纹副产生的摩擦力可以使它们紧密地连接在一起。
在螺纹连接中，预紧力的大小是通过施加在螺栓上的预紧力矩来控制的。
预紧力矩是由扭矩产生的，通过扭矩的大小可以间接地控制预紧力的大小。
为了更好地理解这个关系，我们可以进行一些简化的计算。
假设螺栓的螺纹长度为L，螺纹副的摩擦系数为μ，螺纹的平均半径为r，施加在螺栓上的预紧力矩为M。
在这种情况下，预紧力可以通过以下公式来计算：F = M / (μ * r)其中，F表示预紧力。
这个公式表明，预紧力与预紧力矩之间存在着一个简化的线性关系，即预紧力与预紧力矩成正比。
通过这个简化的关系，我们可以在设计过程中更好地控制预紧力的大小。
通过调整预紧力矩的大小，我们可以实现对螺纹连接的紧固程度的控制。
这对于机械设计中的螺纹连接非常重要，因为过松或过紧的螺纹连接都会影响机械结构的安全性和可靠性。
需要注意的是，上述的简化关系假设了螺纹副的摩擦系数为常数，并且忽略了其他因素对预紧力的影响。
在实际工程中，由于摩擦系数的变化和其他因素的存在，预紧力与预紧力矩之间的关系可能会更加复杂。
因此，在具体的设计中，我们需要根据实际情况进行合理的调整和修正。
预紧力与预紧力矩之间存在着一种简化的关系。
通过控制预紧力矩的大小，我们可以间接地控制预紧力的大小。
这对于螺纹连接的设计和可靠性有着重要的意义。
然而，在实际工程中，我们需要考虑到其他因素的影响，合理地进行调整和修正，以确保螺纹连接的可靠性和安全性。
螺栓预紧力公式推导
螺栓预紧力公式推导螺栓的预紧力是指在装配时，通过给螺栓施加一定的扭矩或拉伸力，使其受到拉伸状态下的力，从而保证连接的紧固和牢固。
螺栓的预紧力可以通过以下公式来计算：Fp = K * T / (d * Ks)其中，Fp为预紧力，K是螺栓的摩擦系数，T是施加在螺栓上的扭矩，d是螺栓的直径，Ks是螺栓的拉伸系数。
推导过程如下：1. 根据力的平衡原理，螺栓受到的外部力等于预紧力，即Fp = F。
2. 根据力的平衡条件，F = μ*Fp，其中μ是螺栓和螺母之间的摩擦系数。
3. 对螺栓进行受力分析，根据胶结力学理论，可以得到螺栓的两端所受的力分别为Fp/2。
4. 对螺栓进行静力学分析，可以得到螺栓的受力情况为：Fp/2 = (π*d^2/4) * σ，其中σ是螺栓所受的应力。
5. 根据胶结力学理论，应力和应变之间的关系为：σ = E * ε，其中E是螺栓的弹性模量，ε是螺栓的相对变形。
6. 将上述两个公式结合，可以得到：Fp/2 = (π*d^2/4) * E * ε。
7. 根据胶结力学理论，相对变形和应变之间的关系为：ε = ΔL / L0，其中ΔL是螺栓的弹性变形，L0是螺栓的初始长度。
8. 弹性变形可以表示为：ΔL = α * L0 * T，其中α是螺栓的张力系数，T是施加在螺栓上的扭矩。
9. 将上述两个公式结合，可以得到：Fp/2 = (π*d^2/4) * E * α * L0 * T。
10. 最后，将Fp/2乘以2得到Fp，并整理公式，可以得到：Fp = (π*d^2/4) * E * α * L0 * T。
综上所述，就得到了螺栓预紧力的公式推导过程。
需要注意的是，公式中的一些参数如摩擦系数、拉伸系数和张力系数等需要根据具体情况确定。
螺丝预紧力和扭力计算公式
螺丝预紧力和扭力计算公式在工程领域中，螺丝是一种常用的连接元件，它通过受到预紧力和扭力的作用来连接两个或多个零件。
螺丝的预紧力和扭力是非常重要的参数，它们直接影响着螺丝的连接性能和使用寿命。
因此，正确计算螺丝的预紧力和扭力是非常重要的。
螺丝的预紧力是指在螺丝连接时，施加在螺丝上的力，它是通过螺丝的拉伸来实现的。
预紧力的大小直接影响着螺丝连接的紧固性能，过小的预紧力会导致螺丝连接松动，而过大的预紧力则会导致螺丝连接的零件受到过大的压力而损坏。
因此，正确计算螺丝的预紧力是非常重要的。
螺丝的扭力是指在螺丝连接时，施加在螺丝上的扭转力，它是通过螺丝的扭转来实现的。
扭力的大小直接影响着螺丝连接的紧固性能，过小的扭力会导致螺丝连接松动，而过大的扭力则会导致螺丝连接的零件受到过大的力而损坏。
因此，正确计算螺丝的扭力是非常重要的。
螺丝的预紧力和扭力计算公式是根据螺丝的材料、直径、螺距、螺纹形状等参数来确定的。
下面我们将介绍一些常用的螺丝预紧力和扭力计算公式。
首先是螺丝的预紧力计算公式。
螺丝的预紧力可以通过下面的公式来计算：Fp = As σp。
其中，Fp为螺丝的预紧力，As为螺丝的受力截面积，σp为螺丝的材料屈服强度。
螺丝的受力截面积可以通过螺丝的直径来计算，而螺丝的材料屈服强度可以通过螺丝的材料参数来确定。
通过这个公式，我们可以计算出螺丝的预紧力，从而保证螺丝连接的紧固性能。
接下来是螺丝的扭力计算公式。
螺丝的扭力可以通过下面的公式来计算：T = K F d。
其中，T为螺丝的扭力，K为螺丝的摩擦系数，F为螺丝的预紧力，d为螺丝的直径。
通过这个公式，我们可以计算出螺丝的扭力，从而保证螺丝连接的紧固性能。
除了上述的计算公式外，还有一些其他的因素需要考虑，比如螺丝的螺纹形状、螺距、材料弹性模量等。
这些因素都会对螺丝的预紧力和扭力产生影响，因此在实际应用中需要综合考虑这些因素来确定螺丝的预紧力和扭力。
在工程实践中，通常会根据螺丝的使用要求和工作环境来确定螺丝的预紧力和扭力。
螺钉预紧力计算
0.8
橡胶
0.9
#N/A
N mm
mm
④在高温工作下的紧螺栓连接
3 螺纹紧固件的材料、性能等级和许用应力
松螺栓联接时， 取：[s]=ss/S， S=1.2～1.7。
许用应力及 安全 系数 被联接件材
料 钢
铸铁
许用剪切和挤压应力及安全系数
剪切
挤压
许用应力
S
许用应力
[t]=σs /S
2.5
[σp]=σs /S
2 ①不受工作载荷的紧螺栓连接
5.153
σe 预紧力F
351 13217.89
校核的目的与安全系数对比
S=σs/[σ]
②受横向工作载荷的紧螺栓连接
挤压强度条件σp 剪切强度条件τ 螺栓所受工作剪力Fs 螺栓抗剪面直径（螺栓光杆直径）d0 螺栓抗剪面数目 螺栓杆与孔壁接触受压的最小长度
[σp] [τ]
例如：M6 12.9级 抗拉强度极限sb /MPa 屈服强度极限ss /MPa
1 松螺栓连接，只有在承受载荷时才受力；
σ=4F/3.14*d1*d1≤[σ]=σs /S F=σs /s*3.14*d1*d1/4
1200 1080
635.2941176 13242.34126
所承受的工作载荷F 螺纹小径d1 mm
σp=Fs/(d0*h)≤[σp] τ=4Fs/（3.14*d0*d0*m）
③受轴向工作载荷的螺栓连接
总拉力F0
F0=F11+F
F0=F+（C1/C1+C2)*F
预紧力F1剩余预紧力F11Fra bibliotek工作拉力F
螺栓的相对刚度
垫片材料（被连接件为钢铁时）
螺纹预紧力计算
最小的预紧力：10=0.22×0.01×F
得出F=4545.45N 同理可得最大的力：F=7954.55N
拧紧螺母的力矩由三部分组成，第一部分由升角产生，用于产生预紧力使螺栓杆伸长，第二部分为螺纹副摩擦，约占40%，第三部分为支撑面摩擦，越占50%，后两项约占90%，计算公式为:
A1：螺栓危险剖面面积（M6 =20.1mm^2 GB/T 16823.1-1997）
T=KFd
T:拧紧螺母的力矩
K:扭矩系数（近似取0.2） F:预紧力 d: Nhomakorabea栓大径
备注：一般联接用钢制螺栓联接推荐按下列关系确定
碳素钢：F<=(0.6~0.7) Os A1
合金钢：F<=(0.5~0.6) Os A1
Os：螺栓材料的屈服极限（4.8级屈服=320Mpa GB/T3098.1-2000）
机械设计基础 第5章 螺纹联接的预紧和放松
F0
F0
F0
液压拉伸预紧技术 用液压拉伸器先 将螺 栓拉长，拧螺母，再 放松螺螺栓
二、螺纹联接的防松
螺纹联接，通常满足自锁条件
v
但是在冲击、振动和变载的作用下，预紧力和摩擦 力可能瞬间消失，多次重复后就可能使联接松脱。因 此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。
永久防松 端铆 冲点（破 坏螺纹） 点焊
10-5 螺纹联接的预紧和放松
一、预紧 预紧目的：增加 联接的刚性、紧 密性及放松能力。
预
拧紧过程：螺栓受拉，伸长。 1、预紧力 F0
紧
F0
F0 在螺纹连接过程中，预紧力大小要适当。 如气缸盖螺纹连接， F0小缸盖与缸体间出现间隙漏气； F0过大螺栓拉断
F0
一般：碳钢：
S
——屈服极限 MPa
F0
F F∑
FF ∑
F F ∑ F F ∑
a)
b)
m f F0 CF
f ——摩擦系数 m——接合面数 C——可靠性系数
带入上节强度（设计）公式可校核（求d1）
∴螺栓所需的轴向力（即预紧力）应为
CF Fa F0 m f
当 f 0.15 C 1.2 m 1 F0 8F 即，预紧力为横向工作载荷的8倍， 所以螺栓联接靠摩擦力来承担横向载荷时，其尺寸较大。
液压防松Байду номын сангаас母
§10-6 螺纹联接的强度计算
强度计算：用多大螺栓，强度够不够
螺纹连接常常用螺栓组 受力分析→找出受力最大的螺栓→理论计算 （螺栓组应大小相同，美观且便于安装） 螺纹部分的塑性变形。
受拉螺栓的失效形式主要是：
15% 20%
螺杆的疲劳断裂。
螺纹连接的拧紧力矩计算
螺纹联接的拧紧力矩计算M t ＝K ×P 0×d ×10－3N.mK:拧紧力系数 d ：螺纹公称直径 P 0：预紧力P 0＝σ0×A s A s 也可由下面表查出A s ＝π×d s 2/4 d s :螺纹部分危险剖面的计算直径d s ＝（d 2＋d 3）/2 d 3= d 1－H/6 H ：螺纹牙的公称工作高度σ0 ＝（0.5～0.7）σs σs ――――螺栓材料的屈服极限N/mm 2 （与强度等级相关，材质决定）K 值查表：(K 值计算公式略)σs 查表：As查表：通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示：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表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）表面被氧化（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）镀锌（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）镀锌（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）干燥的粗加工表面的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）精加工表面（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）精加工表面（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）一般表面（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）一般表面(有润滑) 的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）。
螺纹连接的拧紧力矩计算
螺纹联接的拧紧力矩计算M t＝K×P0×d×10－3 N.mK:拧紧力系数d：螺纹公称直径P0：预紧力P0＝σ0×A s A s也可由下面表查出A s＝π×d s2/4 d s:螺纹部分危险剖面的计算直径d s＝（d2＋d3）/2 d3= d1－H/6 H：螺纹牙的公称工作高度σ0＝（0.5～0.7）σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2（与强度等级相关，材质决定）K值查表：(K值计算公式略)σs查表：As查表：通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示：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表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）表面被氧化（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）镀锌（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）镀锌（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）干燥的粗加工表面的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）精加工表面（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）精加工表面（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）一般表面（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）一般表面(有润滑) 的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）。