螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计

受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：

图1 受轴向载荷松螺栓连接

受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：

校核计算公式：

设计计算公式：

许用应力计算公式： 式中：

――螺栓小径，mm，查表获得；

――螺栓

――轴向载荷，N；

屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；

。

――安全系数，取值范围：

1

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受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷铰制孔螺栓连接

受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：

按挤压强度校核计算：

按抗剪强度校核计算：

按挤压强度设计计算：

按抗剪强度设计计算： 式中：

――受横向载荷，N；

――受剪直径，（＝螺纹小径），mm，查表、

中的较小值，mm；m――受剪面个数。

获得； ――受挤压高度，取

许用应力的计算公式分两组情况，如表1：

表1 许用应力计算公式

强度计算 挤压强度 被连接件材料 钢 静载荷 动载荷 2

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铸铁 抗剪强度 钢和铸铁 表中： 为材料的屈服极限，由螺栓机械性能等级所决定。

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计

受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受横向载荷紧螺栓连接

受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：

（1）预紧力计算公式：

（2）校核计算公式：

（3）设计计算公式：

（4）许用应力计算公式：

式中： ――横向载荷，N； ――螺栓预紧力，N； ――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。钢对钢

3

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时，为0.15 左右； ――螺纹小径，从表中获取； ――螺栓屈服强度，MPa，

由螺栓材料机械性能等级决定； ――安全系数，按表1选用。

表1 预紧螺栓连接的安全系数

材料种类 碳钢 合金钢

M6~M16 4~3 5~4 静载荷 M16~M30 M30~M60 3~2 2~1.3 4~2.5 2.5 M6~M16 10~6.5 7.5~5 动载荷 M16~M30 M30~M60 6.5 6.5~10 5 6~7.5 受轴向载荷紧螺栓连接（静载荷）强度校核与设计

受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受轴向载荷紧螺栓连接

受轴向载荷紧螺栓连接的基本公式：

强度校核计算公式：

螺栓设计计算公式：

许用应力计算公式：

总载荷计算公式： 预紧力计算公式：

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残余预紧力计算公式： 式中：

――轴向载荷，N；

――螺栓所受轴向总载荷，N；

――残余预

紧力，N； ――螺栓小径，mm，查表获得； ――残余预紧力系数，可按表――螺栓屈服强度，MPa，由螺

1选取； ――相对刚度，可按表2选取。 纹连接机械性能等级决定；

――安全系数，查表3。

表1 受轴向力紧螺栓所须残余预紧力系数K

工作情况 K 一般连接 0.2~0.6 变载荷 0.6~1.0 冲击 1.0~1.5 压力容器或重要连接 1.5~1.8 表2 螺栓连接的相对刚度λ

垫片材料 λ 金属（或无垫片） 0.2~0.3 皮革 0.7 铜皮石棉 0.8 橡胶 0.9 表3 预紧螺栓连接的安全系数

材料种类 碳钢 合金钢

M6~M16 4~3 5~4 静载荷 M16~M30 M30~M60 3~2 2~1.3 4~2.5 2.5 M6~M16 10~6.5 7.5~5 动载荷 M16~M30 M30~M60 6.5 6.5~10 5 6~7.5 受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷）强度校核与设计

受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：

图1 受轴向载荷紧螺栓连接

受轴向载荷紧螺栓连接（动载荷）的基本公式：

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强度校核计算公式：

许用应力计算公式： 式中：

――轴向载荷，N；

――螺栓小径，mm，查表获得； ――相对刚

――制造工艺因数，切制

度，按表1选取； ――尺寸因数，按表2查得； 螺纹

，滚制、搓制螺纹

，受拉螺母

；

；

――受力不均匀因数，受压螺母

――缺口应力集中因数，按表3查得；

――安全因数，控制预紧力 。

――抗压疲劳极限，按表4选取；

，不控制预紧力

表1 螺栓连接的相对刚度λ

垫片材料 λ 金属（或无垫片） 0.2~0.3 皮革 0.7 表2 尺寸因数

螺栓直径d <12 1 16 20 24 30 36 42 48 56 铜皮石棉 0.8 橡胶 0.9 0.87 0.8 0.74 0.65 0. 0.60 0.57 0. 0.53 表3 缺口应力集中因数

800 4.8 1000 5.2 螺栓材料 /MPa 400 3 600 3.9 表4 抗压疲劳极限

材 料

45 190~250 40Cr 240~340 10 120~150 Q235-A 120~160 35 170~220 6