螺纹强度计算
机械设计基础螺纹连接的强度计算
五、螺纹联接件的材料和许用应力
（一）螺纹联接件的材料
✓一般螺纹联接件常用材料为低碳钢和中碳钢，如Q215、 Q235、15、35、45等 ✓受冲击、振动和变载荷作用的螺栓可用合金钢，如15Cr、 40Cr、30CrMnSi、15CrVB等
17.判断下列说法的对错： 1）对于受轴向工作载荷的紧螺栓连接有：F∑=F+F0。 2）紧螺栓连接的强度是按拉应力建立的，因此没有考 虑剪切应力的影响。 3）受拉螺栓连接只能承受轴向载荷。 18.螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接 合面的形心，理由是什么？ 19.受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点？ 20.为什么大多数螺纹联接都要预紧？预紧力QP过小后 果是什么？预紧力QP过大有什么结果？ 21.简述提高螺纹联接强度的四种措施。
即
1.3F0
d12
[ ]
4
设计公式为
d1
4 1.3F0
[ ]
（2）受横向外载荷的紧螺栓联接
载荷与螺栓轴向垂直，靠被
联接件间的摩擦力传递。螺栓
内部危险截面上既有轴向预紧
力F0形成的拉应力σ，又有因螺 栓与螺纹牙面间的摩擦力矩T1
而形成的扭转剪应力τ。
螺栓预紧力
F0
Kf f
FR m
A.螺纹上的应力集中 B.螺栓杆横截面上的扭转应力 C.载荷沿螺纹圈分布的不均匀性 D.螺纹毛刺的部分挤压
13.螺纹连接的基本形式有哪几种？各适用于何种场合？有 何特点？ 14.为什么螺纹连接通常要采用防松设施？常用的防松方法 和装置有哪些？ 15.常见的螺栓失效形式有哪几种？失效发生的部位通常在 何处？
螺纹剪切强度校核
螺纹剪切强度校核引言螺纹连接在机械设计中广泛应用。
为确保连接的强度和安全性，必须进行螺纹剪切强度校核。
本文将介绍螺纹剪切强度的计算方法和校核过程。
螺纹剪切强度计算方法螺纹剪切强度是指螺纹连接中螺纹剪切区域的承载能力。
常用的螺纹剪切强度计算方法有以下两种：1. 根据标准公式计算螺纹剪切强度。
根据螺纹的几何参数和材料的力学性质，结合标准公式，可以计算出螺纹剪切区域的最大承载能力。
2. 通过实验测定螺纹剪切强度。
实验测定可以更直接地获取螺纹剪切区域的实际承载能力，但需要进行样品制作和实际测试。
螺纹剪切强度校核过程螺纹剪切强度校核一般包括以下步骤：1. 确定螺纹参数。
根据设计要求和实际使用情况，确定螺纹的几何参数，例如螺距、导程、螺纹长度等。
2. 确定材料参数。
根据设计要求和实际使用情况，确定螺纹材料的力学性质，例如弹性模量、屈服强度等。
3. 计算螺纹剪切强度。
使用标准公式或进行实验测定，计算螺纹剪切区域的最大承载能力。
4. 比较计算结果与设计要求。
将计算得到的螺纹剪切强度与设计要求进行比较，确保连接的强度符合要求。
5. 根据需要进行优化设计。
如果计算结果不符合设计要求，可以通过调整螺纹参数或材料参数等方式进行优化设计。
结论螺纹剪切强度校核是确保螺纹连接强度和安全性的重要步骤。
通过计算和实验测定，可以准确判断螺纹剪切区域的承载能力，并根据实际情况进行优化设计。
在实际应用中，应该严格按照相关标准和规范进行螺纹剪切强度校核，以确保连接的可靠性和安全性。
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㎡。
螺纹联接的强度计算
螺纹联接的强度计算螺栓联接通常以螺栓组形式出现。
故在进行强度计算之前，先要进行螺栓组的受力分析，找出其中受力最大的螺栓及其所受的力，作为进行单个螺栓强度计算的依据。
对于承受轴向力（包括预紧力）作用的受拉螺栓和承受横向力作用的受剪螺栓（主要是铰制孔用螺栓），根据其破坏形式，相应的设计准则分别是保证螺栓的拉伸强度和保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。
按上述相应的强度条件计算螺栓危险截面直径或校核其强度。
螺栓其它部分和其它螺纹联接件的结构尺寸，均按螺栓螺纹的公称直径由标准选定。
一、普通螺栓的强度计算失效形式：螺栓杆的塑性变形或断裂。
其破坏主要发生的部位及其出现的百分比见下图。
若近似地把螺栓小径所对应的剖面视为危险剖面，则受拉螺栓的约束强度条件为或式中：F v为螺栓所受的当量拉力；[ ]为螺栓联接的许用应力。
二、铰制孔螺栓的强度计算失效形式：螺栓杆和孔壁间压溃或螺栓杆被剪断。
螺栓杆与孔壁的挤压强度条件：螺栓杆的剪切强度条件：式中：F s为螺栓所受的工作剪力(N)；d0为螺栓受剪面直径(螺栓杆直径)(mm)；m为螺栓抗剪面数目；h 为选定计算处的挤压高度；[τ] 为螺栓材料的许用剪切应力(MPa)；[σp]为螺栓杆或孔壁材料的许用挤压应力(MPa)，考虑到各零件的材料和受挤压高度可能不同，应选取h[σp]乘积小者计算。
设计方法：(1)根据约束强度条件确定螺栓(或螺钉、双头螺柱)的大径根据螺栓联接的受力情况，通过分析，确定其所属类型，然后计算出受力最大螺栓的拉力或剪力，即可按约束强度条件计算出螺栓的小径(或螺栓杆直径)。
由所计算出的或，根据标准即可查出相应的螺栓大径。
(2)由螺栓大径，根据标准，查出全部螺纹联接件的尺寸和相应的代号。
三、螺栓的材料和许用应力(1)螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。
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）
紫铜管内螺纹抗拉强度计算公式
紫铜管内螺纹抗拉强度计算公式
σ=F/A≤[σ]F为拉力A=π（d-H/6）^2（经验公式）其中H为螺纹齿高，对于60°三角形螺纹有H=0.866p，p为螺距，梯形和矩形螺纹的话H=0.5p，d为螺纹小径。
根据功的原理，在动力F作用下将螺杆旋转一周，F对螺旋做的功为F2πL。
螺旋转一周，重物被举高一个螺距（即两螺纹间竖直距离），螺旋对重物做的功是Gh。
依据功的原理得F=（h/2πL）/G。
因为螺距h总比2πL小得多，若在螺旋把手上施加一个很小的力，就能将重物举起
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。
按连接的受力方式分：分普通的和有铰制孔用的。
按头部形状分：有六角头的，圆头的，方形头的，沉头的等等。
其中六角头是最常用的。
一般沉头用在要求连接的地方。
螺栓剪切强度计算公式
螺栓剪切强度计算公式
1 螺栓剪切强度计算
螺栓剪切强度是螺栓连接结构强度的一个重要参数，在金属结构
设计中可以根据螺栓剪切强度确定螺栓加工尺寸、结构安装尺寸及整
体结构的特性。
所以能够准确地计算出螺栓剪切强度是非常重要的，
下面介绍螺栓剪切强度计算公式。
2螺栓剪切强度计算公式
螺栓剪切强度计算公式是：
F=π *K * P * D^2 / 4
其中：
F：螺栓剪切强度，以牛顿（N）为单位。
K：由螺栓材料及表面处理方法确定的系数。
P：入螺纹内面积，乘以螺纹黏贴力系数ν求出。
D：螺栓直径，即螺纹内半径。
该公式适用于M型双孔拉板、全孔拉板及应力板的一些拉伸结构。
3螺栓剪切强度计算实例
下图是一个带有M10螺栓的4孔拉板拉伸结构，假定螺栓材料为
C20高碳钢，表面处理方法为镀锌，其黏贴力系数ν=0.14，则螺栓剪
切载荷求得：
F = π* 0.2 * 0.14* (10/2)^2/4=453.3N
以上就是螺栓剪切强度计算公式的介绍以及一个具体实例，从螺
栓剪切强度计算可以看出，螺栓材料和表面处理方法以及螺纹黏贴系
数等参数都会影响螺栓性能，所以在实践中，要有一定的认知和经验，以确保项目的质量和可靠性。
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的剪切强度条件为中径D2【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；)/2；l——弯曲力臂；mm参看图 , l=(D-D2[τ]——螺母材料的许用切应力，MPa，见表；——螺母材料的许用弯曲应力，MPa，见表。
[σ]b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。
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螺纹强度计算
1 螺纹强度计算
螺纹强度的计算是机械设计过程中的一个重要环节，它是指螺纹
联接件能够抵抗的最大拉力。
螺纹联接件的强度是日常工作中最重要
的因素之一，是决定单位的使用质量的关键因素。
1 螺纹强度计算原理
螺纹强度计算是一个复杂的过程，基本上涉及到四个主要方面：
材料强度、螺纹直径和螺纹形状、螺纹深度以及受力条件。
1.1 材料强度
材料是螺纹强度计算的前提，材料的强度一般由材料化学成分决定，特指材料含有碳、硅、锰、磷等金属成分，螺纹强度是由材料的
拉断强度决定的，而不是抗拉强度。
1.2 螺纹直径和螺纹形状
在螺纹强度计算中，外螺纹的直径和螺纹形状决定了外螺纹在拉
力中的分布，即螺纹内分布的工作情况。
根据一定的数学模型，了解
其螺纹内的强度变化规律和最大的拉力是螺纹强度计算的重要依据。
1.3 螺纹深度
螺纹深度对螺纹强度计算来说也非常重要，由于深度受到厚度限制，最大拉力也会随着深度的变化而变化。
所以在确定螺纹深度之前，应该明确确定螺纹强度的要求。
1.4 受力条件
受力条件影响螺纹的强度，受力条件分为静力和动力，通常以静力为准。
最大拉力分布受载荷类型、载荷位置和载荷方向的影响，因此，在确定最大拉力前，要确定工件制作过程中的受力条件。
总之，螺纹强度计算是机械设计过程中一项极其重要的任务，它涉及到材料强度、螺纹直径、螺纹形状、螺纹深度以及受力条件，在完成螺纹强度计算之前，应该确定好螺纹的工作要求，以便更好的分析结果。