第11章螺纹连接的强度设计

1、第11章 螺纹连接的强度设计11.1 螺纹螺纹11.2 螺纹连接的类型和标准连接件螺纹连接的类型和标准连接件11.3 螺纹连接的预紧与防松螺纹连接的预紧与防松11.4 螺纹连接的力分析螺纹连接的力分析11.5 螺纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算11.6 螺纹连接的材料及性能等级螺纹连接的材料及性能等级潘海兵潘海兵2022-3-12由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：机械零件之间的联接分为：被联接件之间相互完全固定。被联接件之间相互完全固定。被联接件之间能产

2、生一定的相对运动。例如：运动副。被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。静联接静联接：动联接动联接：本课程介绍的联接主要是静联接。本课程介绍的联接主要是静联接。联接的类型：联接的类型：螺纹联接螺纹联接键联接、花键联接、销联接键联接、花键联接、销联接弹性环联接等弹性环联接等铆接铆接焊接焊接粘接粘接联接联接可拆联接可拆联接不可拆联接不可拆联接过盈联接过盈联接（介于两者之间）（介于两者之间）引引 言言允许多次装拆而无损使用性能的联接，可拆联接若不损坏组成零件就不能拆开的联接，不可拆联接潘海兵潘海兵2022-3-13设计联接时要满足的要求：设计联接时要满足的要求：保证联接的牢固性；保证联接的牢

3、固性；保证联接的强度；保证联接的强度；保证联接的刚度；保证联接的刚度；1. 1.对锅炉、压力容器等应满足紧密性要求。对锅炉、压力容器等应满足紧密性要求。潘海兵潘海兵2022-3-1411.1.1螺纹的形成螺纹的形成 将一倾斜角为将一倾斜角为的直线绕在圆柱上便形成了的直线绕在圆柱上便形成了 螺旋线螺旋线。取一平面图形，。取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，运动时，保持此图形通过六圆柱体的轴线，得到使它沿着螺旋线运动，运动时，保持此图形通过六圆柱体的轴线，得到螺螺纹纹。螺旋线-一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。11.1 螺纹螺纹潘海兵潘海兵2022-3-15螺

4、纹有螺纹有外螺纹与内螺纹外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成之分，它们共同组成螺旋副螺旋副。联接用螺纹的联接用螺纹的当量摩擦角较大当量摩擦角较大，有利于实现可靠联接；，有利于实现可靠联接；传动用螺纹的传动用螺纹的当量摩擦角较小当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。，有利于提高传动的效率。螺纹按工作性质分为螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹联接用螺纹和传动用螺纹。11.1.2 螺纹的分类螺纹的分类螺纹分为螺纹分为外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹常常用用右旋右旋效率较高，主要用于螺旋传动效率较高，主要用于螺旋传动此外，还有此外，还有管螺纹管螺纹： 主要用于管路的联接。主要用于管路的联接。按牙型的不同分为

5、按牙型的不同分为普通螺纹普通螺纹：矩形螺纹矩形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹效率低，易自锁，多用于联接。效率低，易自锁，多用于联接。圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹左旋螺纹左旋螺纹右旋螺纹右旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹潘海兵潘海兵2022-3-16左旋和右旋螺纹左旋和右旋螺纹右旋右旋左旋左旋潘海兵潘海兵2022-3-17单线和多线螺纹单线和多线螺纹双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹PSS = 2PPSPS =P沿一根螺旋线形成的螺纹称沿一根螺旋线形成的螺纹称单线螺单线螺纹纹；沿两根以上螺旋线形成的螺纹沿两根以上螺旋线形成的螺纹称称多线螺纹多线螺纹。潘海兵潘海兵2022-3-1

6、8单线和多线螺纹单线和多线螺纹潘海兵潘海兵2022-3-19螺纹联接与螺纹传动螺纹联接与螺纹传动潘海兵潘海兵2022-3-110螺纹副螺纹副外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹螺旋副或螺旋副或螺纹副螺纹副潘海兵潘海兵2022-3-111圆柱螺纹和圆锥螺纹圆柱螺纹和圆锥螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹管螺纹管螺纹潘海兵潘海兵2022-3-112六种螺纹六种螺纹沿螺纹轴线方向剖切，所得到沿螺纹轴线方向剖切，所得到的螺纹牙齿剖面的形状称为螺纹的的螺纹牙齿剖面的形状称为螺纹的牙型牙型。普通螺纹普通螺纹管螺纹管螺纹自攻螺钉用螺纹自攻螺钉用螺纹矩形螺纹矩形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹潘海兵潘海兵202

7、2-3-113六种螺纹六种螺纹- -普通螺纹普通螺纹牙型为牙型为等边三角形等边三角形，牙型角为，牙型角为60，内外螺纹旋合后留有，内外螺纹旋合后留有径向间隙径向间隙。外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。同一公称直径按螺距外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。同一公称直径按螺距大小，分为大小，分为粗牙和细牙粗牙和细牙。细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，联接。细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，联接强度高，因牙细不耐磨，容易滑扣。强度高，因牙细不耐磨，容易滑扣。一般联接多用一般联接多用粗牙螺纹粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受，细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受冲击、

8、振动和变载荷的连接中。细牙螺纹也可作为微调机构的调整螺纹冲击、振动和变载荷的连接中。细牙螺纹也可作为微调机构的调整螺纹用用 60Pd粗牙粗牙dP细牙细牙dP细牙细牙潘海兵潘海兵2022-3-114六种螺纹六种螺纹- -管螺纹管螺纹常用的管螺纹根据牙型角的不同可分为常用的管螺纹根据牙型角的不同可分为55和和60的管螺纹，牙顶的管螺纹，牙顶有较大的圆角，螺纹分布在圆锥管壁上。管螺纹根据其密封的性能，可有较大的圆角，螺纹分布在圆锥管壁上。管螺纹根据其密封的性能，可将其分为将其分为密封管螺纹密封管螺纹和和非密封管螺纹非密封管螺纹。密封管螺纹的螺旋副本身具有密密封管螺纹的螺旋副本身具有密封和机械联接两种

9、功能，螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证联接封和机械联接两种功能，螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证联接的紧密性，不需要任何填料的紧密性，不需要任何填料。适用于管子、管接头、旋塞、阀门和其它。适用于管子、管接头、旋塞、阀门和其它螺纹联接的附件。非密封管螺纹则螺旋副本身仅具有机械联接一种功能，螺纹联接的附件。非密封管螺纹则螺旋副本身仅具有机械联接一种功能，但它可以锁紧螺纹以外的密封结构。但它可以锁紧螺纹以外的密封结构。管螺纹的尺寸规格直接采用相应管子的尺寸规格，选用时只能使用管螺纹的尺寸规格直接采用相应管子的尺寸规格，选用时只能使用与管子具有相同尺寸规格的管螺纹。与管子具有相同尺寸规格的管螺

10、纹。潘海兵潘海兵2022-3-115六种螺纹六种螺纹- -自攻螺钉用螺纹自攻螺钉用螺纹自攻螺钉用螺纹主要用于金属薄板的联接。自攻螺钉用螺纹主要用于金属薄板的联接。自攻螺钉用螺纹与普通螺纹相比，自攻螺钉用螺纹与普通螺纹相比，牙型相同的牙型相同的，但是在相同的大径，但是在相同的大径时，自攻螺纹的时，自攻螺纹的螺距大而小径则略小螺距大而小径则略小。自攻螺钉用螺纹已是一种标准化。自攻螺钉用螺纹已是一种标准化的螺纹。的螺纹。潘海兵潘海兵2022-3-116六种螺纹六种螺纹- -矩形螺纹矩形螺纹牙型为正方形，牙型为正方形，牙型角牙型角 =0，其传动效率较其它螺纹高，但牙根，其传动效率较其它螺纹高，但牙根强

11、度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。为了便强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。为了便于铣、磨削加工，于铣、磨削加工，可制成可制成10的牙型角。目前尚未标准化，已逐渐被梯的牙型角。目前尚未标准化，已逐渐被梯形螺纹所代替。形螺纹所代替。潘海兵潘海兵2022-3-117六种螺纹六种螺纹- -梯形螺纹梯形螺纹牙型为牙型为等腰梯形等腰梯形，牙型角为牙型角为 30，内外螺纹以锥面贴紧，内外螺纹以锥面贴紧不易松动。与矩形螺纹相比，传动效率略低，但工艺性好，牙根不易松动。与矩形螺纹相比，传动效率略低，但工艺性好，牙根强度高，对中性好。如用剖分螺母，还可以调整间隙。梯形螺纹

12、强度高，对中性好。如用剖分螺母，还可以调整间隙。梯形螺纹是最常用的传动螺纹。是最常用的传动螺纹。30潘海兵潘海兵2022-3-118六种螺纹六种螺纹- -锯齿形螺纹锯齿形螺纹牙型为牙型为不等腰梯形不等腰梯形，工作面的牙侧角为工作面的牙侧角为 3，非工作面的牙非工作面的牙侧角为侧角为30，外螺纹牙根有较大的圆角，外螺纹牙根有较大的圆角,以减小应力集中。内、外以减小应力集中。内、外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。这种螺纹兼有矩形螺纹螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。这种螺纹兼有矩形螺纹传动效率高、梯形螺纹牙根强度高的特点，但只能用于单向受力传动效率高、梯形螺纹牙根强度高的特点，但只能用于单向

13、受力的螺纹联接或螺旋传动中，如螺旋压力机。的螺纹联接或螺旋传动中，如螺旋压力机。303潘海兵潘海兵2022-3-11911.1.3 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数大径大径d与外螺纹牙顶（内螺纹牙底）相重合的假与外螺纹牙顶（内螺纹牙底）相重合的假想圆柱体的直径，即螺纹的公称直径。想圆柱体的直径，即螺纹的公称直径。小径小径d1与外螺纹牙底（内螺纹牙顶）相重合的假与外螺纹牙底（内螺纹牙顶）相重合的假想圆柱体的直径，常用于联接的强度计算。想圆柱体的直径，常用于联接的强度计算。中径中径d2假想圆柱体的直径，该圆柱的母线上牙形假想圆柱体的直径，该圆柱的母线上牙形沟槽沟槽和和凸起凸起宽度相等。常用于联

14、接的几何计算。宽度相等。常用于联接的几何计算。线数线数n螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。螺距螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。牙型角牙型角a螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。角。梯形螺纹梯形螺纹15锯齿形螺纹锯齿形螺纹303三角形螺纹三角形螺纹30潘海兵潘海兵2022-3-120接触高度接触高度h内处螺纹旋全后的接触面的径向高内处螺纹旋全后的接触面的径向高度。度。升角升角 螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。面间的夹角。导程导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所螺

15、纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，移动的轴向距离，S=nP。升角升角 的计算式为：的计算式为：22arctanarctanSnPdd d2d1dhd2d2SPPSPP潘海兵潘海兵2022-3-12111. 2 螺纹连接的基本类型和螺纹连接件螺纹连接的基本类型和螺纹连接件螺纹连接的组成螺纹连接的组成螺纹连接件螺纹连接件螺栓（钉）、螺母、垫圈等螺栓（钉）、螺母、垫圈等被连接件被连接件箱盖、箱座箱盖、箱座注意：注意：螺纹连接和螺纹连接和螺纹连接件螺纹连接件的不同意义。的不同意义。箱盖箱盖箱座箱座垫圈垫圈螺栓螺栓螺母螺母潘海兵潘海兵2022-3-12211.2.1 螺纹连接的基本类型螺栓

16、螺纹连接的基本类型螺栓普通螺栓联接普通螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接螺钉联接螺钉联接双头螺柱联接双头螺柱联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接潘海兵潘海兵2022-3-1231. 螺栓连接螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接孔与螺杆之孔与螺杆之间留有间隙间留有间隙注意：两种连接的异同注意：两种连接的异同孔与螺杆之间孔与螺杆之间没有间隙没有间隙潘海兵潘海兵2022-3-124普通螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接的结构特点是被联接件的通孔与普通螺栓的杆部普通螺栓联接的结构特点是被联接件的通孔与普通螺栓的杆部之间留有一定的之间留有一定的间隙间隙。通孔的加工精度要求较低，结

17、构简单，装拆。通孔的加工精度要求较低，结构简单，装拆方便，应用十分广泛。螺栓孔的直径大约是螺栓公称直径的方便，应用十分广泛。螺栓孔的直径大约是螺栓公称直径的1.1倍。倍。铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接（也称配合螺栓联接）的被联接件通孔与螺栓铰制孔用螺栓联接（也称配合螺栓联接）的被联接件通孔与螺栓的杆部之间多采用基孔制过渡配合，的杆部之间多采用基孔制过渡配合，螺栓能精确固定被联接件的相对螺栓能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷位置，并能承受横向载荷。这种联接对孔的加工精度要求较高，应。这种联接对孔的加工精度要求较高，应精精确铰制加工而成确铰制加工而成，联接也因此得名。

18、，联接也因此得名。潘海兵潘海兵2022-3-125螺栓联接螺栓联接潘海兵潘海兵2022-3-126FFfFFfF0F0F0F0传力方式传力方式F0F0FF普通螺栓靠摩擦传力普通螺栓靠摩擦传力F0F0潘海兵潘海兵2022-3-127FFFF注意重点：注意重点：当当连接连接受横向外载荷受横向外载荷F时时普通螺栓受到的是轴向拉力普通螺栓受到的是轴向拉力F0（预紧力）（预紧力）而而铰铰制孔螺栓受到的是横向力制孔螺栓受到的是横向力F （剪切力、挤压力）（剪切力、挤压力）铰制孔用螺栓靠剪切和挤压传力铰制孔用螺栓靠剪切和挤压传力潘海兵潘海兵2022-3-1282. 双头螺柱联接双头螺柱联接双头螺柱联接使用于

19、结构上不能采用双头螺柱联接使用于结构上不能采用螺栓联接螺栓联接的场合，例如，被联的场合，例如，被联接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比较软，且需要接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比较软，且需要经常拆卸经常拆卸的场合。的场合。3. 螺钉联接螺钉联接螺钉联接的特点是螺钉直接拧入被联接件的螺纹孔中，不必用螺钉联接的特点是螺钉直接拧入被联接件的螺纹孔中，不必用螺母，结螺母，结构简单紧凑。构简单紧凑。担当要担当要经常拆卸经常拆卸时，易使螺纹孔磨损，导致被联接件报废，故时，易使螺纹孔磨损，导致被联接件报废，故多用于受力不大，不许经常拆卸的场合。多用于受力不大，不许经常拆卸的场合。潘海兵潘海兵2022-3-1

20、29双头螺柱联接双头螺柱联接潘海兵潘海兵2022-3-130螺钉联接螺钉联接潘海兵潘海兵2022-3-131双头螺柱连接与螺钉连接的异同双头螺柱连接与螺钉连接的异同相同之处：相同之处：被连接件之一太厚，不宜钻通孔被连接件之一太厚，不宜钻通孔不同之处：不同之处：双头双头 螺柱连接能常拆卸，螺钉连接不宜拆卸螺柱连接能常拆卸，螺钉连接不宜拆卸潘海兵潘海兵2022-3-1324. 紧定螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件紧定螺钉联接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面或顶入相应的凹坑中，的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置以固定两个零

21、件的相对位置，并可同时，并可同时传递不太大的力或力矩传递不太大的力或力矩。上列左图为用上列左图为用平端紧定螺钉平端紧定螺钉的联接，这种联接的联接，这种联接不伤零件表面不伤零件表面；右；右图为用图为用锥端紧定螺钉锥端紧定螺钉的联接，这种联接通常应在被联接件上预制一的联接，这种联接通常应在被联接件上预制一锥锥凹坑凹坑。 潘海兵潘海兵2022-3-133紧定螺钉联接紧定螺钉联接潘海兵潘海兵2022-3-1345. 其他形式的螺纹连接其他形式的螺纹连接 除上述联接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹联接。除上述联接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹联接。如：如：T型槽螺栓联接型槽

22、螺栓联接、吊环螺钉联接吊环螺钉联接和和地脚螺栓联接地脚螺栓联接等。等。T型槽螺栓联接型槽螺栓联接吊环螺钉联接吊环螺钉联接地脚螺栓联接地脚螺栓联接潘海兵潘海兵2022-3-13511.2.2 标准螺纹联接件标准螺纹联接件螺纹联接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹联接件的结构型式螺纹联接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹联接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。 普通螺栓普通螺栓铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓内六角螺栓内六角螺栓双头螺柱双头螺柱机器螺钉机器螺钉紧定螺钉紧定螺钉自攻螺钉自攻螺钉六角螺母六角螺母平垫圈平垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈

23、止动垫圈止动垫圈详细介绍详细介绍潘海兵潘海兵2022-3-13611.3 螺纹连接的预紧与防松螺纹连接的预紧与防松11.3.1 螺纹连接的预紧螺纹连接的预紧预紧预紧螺纹连接在装配时的拧紧螺纹连接在装配时的拧紧1. 控制预紧力的原因控制预紧力的原因以增强连接的以增强连接的刚性、紧密性刚性、紧密性和和防松能力防松能力。 防止被连接件间出现缝隙防止被连接件间出现缝隙和相对滑动。提高连接的强度。和相对滑动。提高连接的强度。2. 预紧力的确定原则预紧力的确定原则拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的的80%。对于一般联接用的钢制螺栓联接

24、的预紧力对于一般联接用的钢制螺栓联接的预紧力F F0 0，推荐按下列关系确定：，推荐按下列关系确定：碳素钢螺栓：碳素钢螺栓： 合金钢螺栓：合金钢螺栓： 式中：式中： s s为螺栓材料的屈服极限；为螺栓材料的屈服极限；A A1 1为螺栓小径处的截面积，为螺栓小径处的截面积， 1(0.60.7)sFA1(0.50.6)sFA4211dA 潘海兵潘海兵2022-3-137利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳测力矩扳手手或或定力矩扳手定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长测定螺栓

25、伸长的方法的方法来控制预紧力。来控制预紧力。v 预紧力的控制：预紧力的控制：测力矩扳手的工作原理是根据扳手上的弹性元件，在拧紧力测力矩扳手的工作原理是根据扳手上的弹性元件，在拧紧力的作用下所产生的弹性变形来指示拧紧力矩的大小。为了便于计量，的作用下所产生的弹性变形来指示拧紧力矩的大小。为了便于计量，可将指示刻度直接以力矩值标出。可将指示刻度直接以力矩值标出。潘海兵潘海兵2022-3-138工作原理：当拧紧力矩超过规定值时，弹簧工作原理：当拧紧力矩超过规定值时，弹簧3被压缩，扳手卡盘被压缩，扳手卡盘1与与圆柱销圆柱销2之间打滑，如果继续转动手柄，卡盘即不再转动。拧紧力矩的大之间打滑，如果继续转动

26、手柄，卡盘即不再转动。拧紧力矩的大小可利用螺钉小可利用螺钉4调整弹簧压紧力来加以控制。调整弹簧压紧力来加以控制。潘海兵潘海兵2022-3-139测定螺栓伸长控制预紧力测定螺栓伸长控制预紧力采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不适用于大型的螺栓联接。为此，可以有采用测定螺栓伸长的方不适用于大型的螺栓联接。为此，可以有采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。法来控制预紧力。潘海兵潘海兵2022-3-140v 预紧力和预紧力矩之间的关系：预紧力和预紧力矩之间的关系：dFT02 . 0对于一定公称直径对于一定公称直径d的螺栓，当所要求的预

27、紧力的螺栓，当所要求的预紧力F0已知时，可按上述公已知时，可按上述公式估计扳手的拧紧力矩式估计扳手的拧紧力矩T。一般普通的标准扳手的长度。一般普通的标准扳手的长度L15d，若拧紧力为，若拧紧力为F，则，则T=FL，因此有，因此有 F075F。若假设。若假设F=200N，则，则F015000N。如果用这个如果用这个预紧力拧紧预紧力拧紧M12以下的钢制螺栓，就有可能被过载拧断。因此，对于重要以下的钢制螺栓，就有可能被过载拧断。因此，对于重要的联接，应尽量不采用直径过小的联接，应尽量不采用直径过小(例如小于例如小于M12）的螺栓。必须使用时，应）的螺栓。必须使用时，应严格控制其拧紧力矩。严格控制其拧

28、紧力矩。 式中：式中：T加于扳手上的拧紧力矩加于扳手上的拧紧力矩(N.mm)F0螺栓的预紧力（计算从略）螺栓的预紧力（计算从略）(N)d螺纹的公称直径（大径）螺纹的公称直径（大径）(mm)F0的计算的计算潘海兵潘海兵2022-3-141拧紧力矩计算潘海兵潘海兵2022-3-142螺纹联接一般都能螺纹联接一般都能满足自锁条件满足自锁条件，拧紧后螺母和螺栓头部等支承面上，拧紧后螺母和螺栓头部等支承面上也有防松作用，所以在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹联接不会自动也有防松作用，所以在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹联接不会自动松脱。松脱。但但在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况

29、在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况下，下，螺纹联接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致联接螺纹联接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致联接失效。失效。螺纹联接一旦失效，将严重影响机器的正常工作，甚至造成事故。因螺纹联接一旦失效，将严重影响机器的正常工作，甚至造成事故。因此，为保证联接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施。此，为保证联接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施。防松的防松的根本问题根本问题在于在于防止螺旋副相对转动防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松。按工作原理的不同，防松方法分为方法分为摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副运动关系防

30、松摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副运动关系防松等。等。对于重要的联接，特别是在机器内部不易检查的联接，应采用比较可对于重要的联接，特别是在机器内部不易检查的联接，应采用比较可靠的靠的机械防松机械防松。 11.3.2 螺纹连接的防松螺纹连接的防松潘海兵潘海兵2022-3-143螺纹防松方法1/7原理：原理：两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力始终受到附加的压力和摩擦力的作用。的作用。特点：特点：结构简单，适用于平稳、低速和重载的固定装置的联接。结构简单，适用于平稳、低速和重载的固定装置的联接。对顶螺母对顶螺母潘海兵潘海兵2022-3-144螺纹防松

31、方法2/7原理：原理：螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧。同螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧。同时时垫圈斜口的尖端抵住螺母垫圈斜口的尖端抵住螺母与与被联接件的支承面也有防松作用被联接件的支承面也有防松作用。特点：特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击载荷作用下，防松效果较差，结构简单，使用方便，但在振动冲击载荷作用下，防松效果较差，一般用于不甚重要的联接。一般用于不甚重要的联接。弹簧垫圈潘海兵潘海兵2022-3-145螺纹防松方法3/7原理：原理：螺母一端制成螺母一端制成非圆形收口非圆形收口或或开封后径向收口开封后径向收口。当螺母拧紧后，收口。当螺母拧

32、紧后，收口涨开，利用收口的涨开，利用收口的回弹力使旋合螺纹间压紧回弹力使旋合螺纹间压紧。特点：特点：结构简单，防松可靠，可多次装卸而不降低防松性能。结构简单，防松可靠，可多次装卸而不降低防松性能。自锁螺母自锁螺母潘海兵潘海兵2022-3-146螺纹防松方法4/7原理：原理：六角开槽螺母拧紧后，将六角开槽螺母拧紧后，将开口销穿入螺栓尾部小孔开口销穿入螺栓尾部小孔和和螺母的槽内螺母的槽内，并将开口销尾部掰开与螺母侧面贴紧。并将开口销尾部掰开与螺母侧面贴紧。特点：特点：适用于有适用于有较大冲击、振动的高速机械中运动部件的联接较大冲击、振动的高速机械中运动部件的联接。潘海兵潘海兵2022-3-147螺

33、纹防松方法5/7原理：原理：螺母拧紧后，将螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的侧分别向螺母和被联接件的侧面折弯贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓需要双联锁紧时，可采用面折弯贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓需要双联锁紧时，可采用双联止动垫圈，使两个螺母相互制动。双联止动垫圈，使两个螺母相互制动。特点：特点：结构简单，使用方便，防松可靠。结构简单，使用方便，防松可靠。带舌止动垫片带舌止动垫片圆螺母与带翅止动垫片圆螺母与带翅止动垫片螺栓组止动垫片螺栓组止动垫片潘海兵潘海兵2022-3-148螺纹防松方法6/7原理：原理：用钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，

34、使其相互制用钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互制动。但需注意钢丝的穿入方向。动。但需注意钢丝的穿入方向。特点：特点：适用于螺钉组联接，但是拆卸不方便。适用于螺钉组联接，但是拆卸不方便。螺栓组串联钢丝螺栓组串联钢丝正确正确错误错误潘海兵潘海兵2022-3-149螺纹防松方法7/7胶接胶接冲点冲点焊住焊住潘海兵潘海兵2022-3-15011.4 螺栓组连接的力分析螺栓组连接的力分析强度计算强度计算连接受力分析连接受力分析11.4.1 力分析的合理假设力分析的合理假设 同一螺栓组中，每个螺栓的材料、直径、长度、预紧力均相等；同一螺栓组中，每个螺栓的材料、直径、长度、预紧力均相等；

35、螺栓的应变没有超出弹性范围；螺栓的应变没有超出弹性范围； 被连接件为刚体体，受载后结合面仍保持为平面。被连接件为刚体体，受载后结合面仍保持为平面。 螺栓组的对称中心与连接结合面的型心重合；螺栓组的对称中心与连接结合面的型心重合；单个螺栓受单个螺栓受 力力 F ，F0受力分析的目的受力分析的目的为为强度计算提供载荷依据强度计算提供载荷依据潘海兵潘海兵2022-3-151受力分析的典型类型受力分析的典型类型1. 受横向载荷的螺栓组连接受横向载荷的螺栓组连接2 .受转矩作用的螺栓组连接受转矩作用的螺栓组连接3. 受轴向载荷作用的螺栓组连接受轴向载荷作用的螺栓组连接4. 受倾覆力矩作用的螺栓组连接受倾

36、覆力矩作用的螺栓组连接11.4.2 常见螺栓组受力类型常见螺栓组受力类型潘海兵潘海兵2022-3-1521. 受横向载荷的受横向载荷的螺栓（组）螺栓（组）连接连接（1）连接连接所受外载荷所受外载荷1）采用铰制孔螺栓连接）采用铰制孔螺栓连接SRFZ（2）单元连接单元连接受力受力（3）单个螺栓单个螺栓受力为：受力为：SRFZZ螺栓个数螺栓个数FSFSRRRR对于铰制孔螺栓连接对于铰制孔螺栓连接单元连接单元连接所所受的力也为受的力也为单个螺栓单个螺栓所受的力所受的力问题：问题：铰制孔螺栓连接是否考铰制孔螺栓连接是否考虑预紧力的作用虑预紧力的作用?潘海兵潘海兵2022-3-153RRRR2）采用普通螺

37、栓连接采用普通螺栓连接（1）连接连接所受外载荷所受外载荷（2）取板取板1为研究对象分析受为研究对象分析受力力（解法（解法1）12Ff（3）螺栓的预紧力螺栓的预紧力FFFFFFfSFK R板板1的平衡条件为：的平衡条件为：CSZ F fm K RScK RFZ fmm 接合面数接合面数m= 21RFFF该方法是以整个连接为该方法是以整个连接为研究对象的受力分析研究对象的受力分析Ks 防滑系数防滑系数Z 螺栓个数螺栓个数fc 摩擦系数摩擦系数潘海兵潘海兵2022-3-15412（2）单元连接单元连接受力受力RFZScK FFfFFFf（3）单个螺栓单个螺栓受力受力SK FFFFF单个螺栓单个螺栓的

38、预紧力的预紧力（1）连接连接所受外载荷所受外载荷RRRR（解法（解法2）fSFK F板板1单元连接的平衡条件为：单元连接的平衡条件为：1FFmfFZFcf 其中：其中：Z=1,m=1该公式是以单元连接为研究对该公式是以单元连接为研究对象得出的。象得出的。ScK RFZ fm潘海兵潘海兵2022-3-1552 受转矩的螺栓组连接受转矩的螺栓组连接铰制孔螺栓连接铰制孔螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接分析要点：分析要点：（1）转矩没有直接作用螺栓杆上；转矩没有直接作用螺栓杆上；（2）每个螺栓受的预紧力相等每个螺栓受的预紧力相等 ； （3）每个螺栓处的摩擦力每个螺栓处的摩擦力 Ff相等且相等且垂直于螺

39、栓至型心垂直于螺栓至型心o的连线的连线,且：且：（4）在转矩在转矩 T 作用下，被连接件不相对转作用下，被连接件不相对转动（连接可靠）条件为：动（连接可靠）条件为：1）采用普通螺栓连接采用普通螺栓连接fFFfTKTsfoTFFFFFFFFFFTTfFfFfTf潘海兵潘海兵2022-3-156o2）铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接分析要点：分析要点：（1）螺栓杆直接受到扭矩螺栓杆直接受到扭矩T作用；作用；（2）每个螺栓处的每个螺栓处的阻抗剪力阻抗剪力 Fsi垂直于螺垂直于螺栓至型心栓至型心o的连线的连线.omaxTFmaxFimaxmaxssiiFFrrmaxmaxrrFFissiFsi与螺栓至

40、型心与螺栓至型心o连线的距离连线的距离 ri 成成正比。正比。满足下列关系：满足下列关系：TTrmaxrir11sTFr T T22sFrsiiFr2max1maxZisirFrmax1maxZisirFr1Zsi iiF rir潘海兵潘海兵2022-3-1572max1maxZisirFTrmaxmax21sZiiTrFroTT连接可靠条件为：连接可靠条件为：TT PspLdFmin0 204dFs强度校核强度校核潘海兵潘海兵2022-3-1583 . 受轴向载荷的螺栓组连接受轴向载荷的螺栓组连接分析要点：分析要点：(1)气缸未工作前（没充气），螺气缸未工作前（没充气），螺栓已受预紧力栓已受

41、预紧力F作用；作用；(2)汽缸工作后（充气后）汽缸工作后（充气后） 每个每个螺栓又受到工作拉力螺栓又受到工作拉力F作用作用（均（均分分 F ）(3)单个螺栓所受到的总拉力单个螺栓所受到的总拉力 F 0不简单地等于预紧力不简单地等于预紧力F与工作拉与工作拉力力 F 之和。即：之和。即：FFF0P 0211.34caFdF F FFFFFF0潘海兵潘海兵2022-3-1592211力力变形变形（4）单个螺栓的受力变形关系）单个螺栓的受力变形关系螺栓刚度螺栓刚度 C 1被连接件刚度被连接件刚度 C2被连接件被连接件 受力性质受力性质 压力压力（a）（b）21 F FFF力力变形变形力力变形变形12

42、FF12 F螺栓受力性质螺栓受力性质拉力拉力潘海兵潘海兵2022-3-160bm变形变形力力1F FFFF 0FFF FF0（cFFFZFF（bPFF224DFpFF（a21FFFF1FF2潘海兵潘海兵2022-3-16112 1变形变形1121F12力力12F2F()FFFFF112CFFCC112(1)CFFCC112()CFFFFCC1tan1C2tan2CF F FF0F12CCFF1tan2tan212CFFCCF潘海兵潘海兵2022-3-162bmm变形变形b0F FF FFFCCCFF212 F F FFF0F 212CFFCC112(1)CFFCC112CFFCC令：令：211

43、CCCKCCFK F潘海兵潘海兵2022-3-163211CCC螺栓的相对刚度系数螺栓的相对刚度系数,其值的变动范围从其值的变动范围从01 当螺栓刚度当螺栓刚度C1与被连接件刚度与被连接件刚度C2相比很小时相比很小时:F总拉力总拉力F0与螺栓相对刚度与螺栓相对刚度C1之间的关系之间的关系0F 则有：则有：1120CCC0112CFCC112CFFCCFFF结论：结论：当螺栓相对刚度当螺栓相对刚度 很小时，工作拉力很小时，工作拉力F 作用螺栓后，作用螺栓后，螺栓的总拉力螺栓的总拉力F0增加很小。即：增加很小。即：F0 F112CCC潘海兵潘海兵2022-3-1641012CFFFCC1120CC

44、C 当螺栓刚度当螺栓刚度Cb与被连接件刚度与被连接件刚度Cm相比不很小时相比不很小时:0211CCC注意：注意：考虑螺栓相对刚度影响：考虑螺栓相对刚度影响：0211 CCC不考虑螺栓相对刚度影响：不考虑螺栓相对刚度影响：0211CCC0FFF0结论结论: 当螺栓的相对刚度当螺栓的相对刚度 ，在同样的工作拉力，在同样的工作拉力 F 作用下，总作用下，总拉力拉力F0明显增大，即：明显增大，即： 1120CCC潘海兵潘海兵2022-3-165螺栓的螺栓的相对刚度系数相对刚度系数，其值在，其值在01间变化间变化0.20.3 金属垫片或无垫片金属垫片或无垫片0.7 皮革垫片皮革垫片0.8 铜皮石棉垫片铜

45、皮石棉垫片0.9 橡胶垫片橡胶垫片 被连接件相对刚度被连接件相对刚度与与螺栓相对刚度螺栓相对刚度之间的关系之间的关系:212CCC1121CCC211CCC211CCC1CKCFK F FF 0F熟记公式：熟记公式：潘海兵潘海兵2022-3-166单个紧螺栓受力变形图1/2潘海兵潘海兵2022-3-167单个紧螺栓受力变形演示2/2 潘海兵潘海兵2022-3-168螺栓预紧动画潘海兵潘海兵2022-3-169FF)6.02.0( （1）当工作载荷没有变化时，可取）当工作载荷没有变化时，可取（2）当工作载荷有变化时，可取）当工作载荷有变化时，可取 （3）对于有紧密性要求的连接（如压力容器的螺栓连

46、接），可取）对于有紧密性要求的连接（如压力容器的螺栓连接），可取残余预紧力残余预紧力F可根据如下可根据如下3 种条件选取：种条件选取：FF)0 .16 .0( FF)8 . 15 . 1 ( 潘海兵潘海兵2022-3-1704 倾覆力矩螺栓组连接倾覆力矩螺栓组连接LmaxLi分析要点：分析要点：(2)弯矩弯矩M作用前，螺栓已受预紧力作用前，螺栓已受预紧力F作用；作用；(2)弯矩弯矩M作用后，左侧螺栓受到作用后，左侧螺栓受到 M 引起的工作拉力作用，其拉力的大引起的工作拉力作用，其拉力的大小与螺栓至对称轴线小与螺栓至对称轴线 o-o 距离距离Li 成成正比；正比；(3)右侧螺栓未受到右侧螺栓未受

47、到 M 引起的工作拉引起的工作拉力作用，但为处理方便起见，认为右力作用，但为处理方便起见，认为右侧螺栓受到与左侧螺栓拉力程度相同侧螺栓受到与左侧螺栓拉力程度相同的压力作用（压力实际作用在结合的压力作用（压力实际作用在结合面）。面）。注意：该类连接一般均采注意：该类连接一般均采用用普通螺栓普通螺栓连接连接F FFFFmax拉力拉力Fmax压力压力M潘海兵潘海兵2022-3-171螺栓受力的大小与螺栓至对称轴线螺栓受力的大小与螺栓至对称轴线o-o距离距离Li 成正比，成正比，iimaxmaxLFLFMM1 1MFLFmaxFmax拉力拉力压力压力maxmaxFLmaxmaxFLZiimaxmaxL

48、MLF12左侧螺栓受到左侧螺栓受到的最大拉力为：的最大拉力为：maximaxiLLFF LmaxLiM22F L33FLiiFL2212(LL23L2)iL21ZiiL根据变形协调条件：根据变形协调条件：潘海兵潘海兵2022-3-172M 在该连接中，受力最大的螺栓为连接最左侧的螺栓在该连接中，受力最大的螺栓为连接最左侧的螺栓 最左侧螺栓所受到的最大工作拉力最左侧螺栓所受到的最大工作拉力（M引起引起）为：）为：ZiimaxmaxLMLF12 最左侧螺栓所受到的最大总拉力最左侧螺栓所受到的最大总拉力F0：0maxFFFF F FFFmaxmax0FFF潘海兵潘海兵2022-3-17311.5 螺

49、纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算单个单个螺栓的螺栓的 强度计算强度计算螺栓螺栓组组的受力分析的受力分析螺栓连接设计的步骤螺栓连接设计的步骤螺栓连接强度的内容螺栓连接强度的内容 被连接件的强度被连接件的强度 连接件的强度连接件的强度螺栓连接强度的关键因素为螺栓连接强度的关键因素为 螺栓的强度螺栓的强度螺栓连接设计的两大内容螺栓连接设计的两大内容结构设计结构设计 强度计算（工作能力）强度计算（工作能力）单个单个螺栓的受力螺栓的受力潘海兵潘海兵2022-3-174螺栓的破坏形式：螺栓的破坏形式： 螺栓杆塑性变形或拉断（普通螺栓，也称受拉螺栓）螺栓杆塑性变形或拉断（普通螺栓，也称受拉螺栓） 螺栓杆或

50、孔壁贴合面的压溃和剪断（受剪螺栓）螺栓杆或孔壁贴合面的压溃和剪断（受剪螺栓） 经常装拆因磨损而发生滑扣经常装拆因磨损而发生滑扣破坏性质：破坏性质：90%的螺栓属于的螺栓属于疲劳破坏疲劳破坏受拉螺栓不同部位发生破坏的比重受拉螺栓不同部位发生破坏的比重15%20%65%潘海兵潘海兵2022-3-17511.5.1 松螺栓连接的强度计算松螺栓连接的强度计算松螺栓联接装配时螺母松螺栓联接装配时螺母不需拧紧不需拧紧，故，故在承受工作载荷之前螺栓不受在承受工作载荷之前螺栓不受力力。这种联接应用范围有限，主要用于拉杆、起重吊钩等联接方面。主。这种联接应用范围有限，主要用于拉杆、起重吊钩等联接方面。主要失效形

51、式：要失效形式：拉断拉断。当承受工作载荷当承受工作载荷F时，螺栓所受的工作拉力为时，螺栓所受的工作拉力为F，则螺栓危险截面的，则螺栓危险截面的拉伸强度条件为拉伸强度条件为 /214FdMPa 校核式校核式 14Fd mm 设计式设计式式中：式中：F工作拉力，工作拉力，N; d1螺栓危险截面直径，螺栓危险截面直径，mm 螺栓材料的许用拉应力，螺栓材料的许用拉应力，MPa， = sSs潘海兵潘海兵2022-3-17611.5.2 仅承受预紧力的紧螺栓连接强度计算仅承受预紧力的紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接时，螺母需要拧紧，在拧紧力的紧螺栓连接时，螺母需要拧紧，在拧紧力的作用下，螺栓除受预紧力作用下，

52、螺栓除受预紧力F的拉伸面产生的拉伸面产生拉应力拉应力外，还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转外，还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转切应力切应力，螺栓处于拉伸与扭转的螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下复合应力状态下。因此，进行仅承受预紧力的紧螺栓强度计时，因此，进行仅承受预紧力的紧螺栓强度计时，应综合考虑应综合考虑拉应力拉应力和和扭转切应力扭转切应力的作用。的作用。1214Fd 预紧力引起的预紧力引起的拉应力拉应力：FFFF螺牙间的摩擦力矩引起的螺牙间的摩擦力矩引起的扭转切应力扭转切应力：tan()/tan()/2123222164vTvTcccFdTdFWddd对钢制对钢制M10M68M10M68螺

53、栓：螺栓：0.50.51 1。潘海兵潘海兵2022-3-177螺纹联接的强度计算2 ca.212131 3根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力算应力: :说明：说明：对于对于M10M68螺栓，在拧紧时虽同螺栓，在拧紧时虽同时受时受拉伸和扭转拉伸和扭转的联合作用，但在计算时可的联合作用，但在计算时可以只按以只按拉伸强度计算拉伸强度计算，并将受的拉力（预紧，并将受的拉力（预紧力）力）增大增大30%来考虑扭转的影响。来考虑扭转的影响。FFFF当普通螺栓连接受到当普通螺栓连接受到横向载荷时横向载荷时，由于预紧，由于预紧力的作用，将在接合面间产生力的作用，将

54、在接合面间产生摩擦力摩擦力来抵抗工作来抵抗工作载荷，但预紧力载荷，但预紧力不会受到工作载荷的影响不会受到工作载荷的影响。 211 34ca. Fd 螺栓危险截面的拉伸强度条件：螺栓危险截面的拉伸强度条件：强度设计强度设计 14 1 3 . Fd 这种靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓连接，要保持较大的预紧力会使螺这种靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓连接，要保持较大的预紧力会使螺栓结构尺寸增大。栓结构尺寸增大。使连接接合面不滑移的预紧力使连接接合面不滑移的预紧力FF/f，若，若f=0.2，则，则F 5F。由于摩擦系数的变动，将使连接的可靠性降低，有可能会出现松脱。由于摩擦系数的变动，将使连接的可靠性降低，

55、有可能会出现松脱。潘海兵潘海兵2022-3-178普通螺栓联轴承受普通螺栓联轴承受横向载荷横向载荷时，靠接合面上的摩擦力抵抗工作载荷。时，靠接合面上的摩擦力抵抗工作载荷。螺栓的结构尺寸较大，联接件可靠性也不高，螺栓的结构尺寸较大，联接件可靠性也不高，为此常采用为此常采用减载零件减载零件来承来承担担横向载荷横向载荷，这种具有减载零件的紧螺栓联接，其联接强度按减载零件，这种具有减载零件的紧螺栓联接，其联接强度按减载零件的剪切、挤压强度条件计算，而螺纹联接只保证联接，不再承受工作载的剪切、挤压强度条件计算，而螺纹联接只保证联接，不再承受工作载荷。荷。减载键减载键减载套筒减载套筒减载销减载销潘海兵潘海

56、兵2022-3-179分析要点：分析要点：（1）连接连接未受工作载荷之前，未受工作载荷之前，每个螺栓每个螺栓已受预紧力已受预紧力F作用。作用。（2）汽缸充气后，单个螺栓的工作拉力汽缸充气后，单个螺栓的工作拉力为：为：ZFF（3）工作后工作后（汽缸充气后）（汽缸充气后）单个螺栓单个螺栓既受既受预紧力预紧力F作用，又受工作拉力作用，又受工作拉力F作用，所受作用，所受的总拉力的总拉力F0为：为：0FFFFF F FP11.5.3 螺栓危险截面的强度条件螺栓危险截面的强度条件潘海兵潘海兵2022-3-180静强度条件静强度条件疲劳强度条件疲劳强度条件1. 静强度计算静强度计算校核公式校核公式设计公式设

57、计公式注意：注意：校核公式中的校核公式中的1.3F0，系数，系数1.3的含义为：考虑到螺栓在总拉力的含义为：考虑到螺栓在总拉力作用下，可能需要补充拧紧，故将总拉力增加作用下，可能需要补充拧紧，故将总拉力增加30%以考虑扭转剪应力以考虑扭转剪应力的影响的影响 21043 . 1dFca mmFd013 . 14潘海兵潘海兵2022-3-1812. 疲劳强度条件疲劳强度条件汽缸未充气时，螺栓拉力为汽缸未充气时，螺栓拉力为FminFA汽缸充气后，螺栓总拉力为汽缸充气后，螺栓总拉力为F00maxFAPZFF工作拉力工作拉力总拉力总拉力最小拉应力最小拉应力最大拉应力最大拉应力F214FdFFF0F002

58、14Fd对于受对于受轴向变载荷轴向变载荷的重要螺栓连接（如内燃机气缸盖螺纹连接），除应按的重要螺栓连接（如内燃机气缸盖螺纹连接），除应按静静强度计算强度计算外，还应进行外，还应进行疲劳强度精确疲劳强度精确校核计算。校核计算。FCCCFF2110潘海兵潘海兵2022-3-182FPFFF0F0螺栓的工作拉力螺栓的工作拉力F 和总拉力和总拉力F0在整个工在整个工作过程中的变化图作过程中的变化图bm力力变形变形FFF0FF充气前和排气后，螺栓仅受预紧力充气前和排气后，螺栓仅受预紧力 F 作用作用min214Fd充气后螺栓的总拉力为充气后螺栓的总拉力为F00max214Fd潘海兵潘海兵2022-3-1

59、83螺栓危险截面的应力幅值为螺栓危险截面的应力幅值为maxmin2a02FFAA02FFA2FA121212CFCCd1）一般疲劳强度计算）一般疲劳强度计算121212aCFCCda1aaS K其中其中 :1.5 2.5aS （不控制预紧力）（不控制预紧力）k为有效应力集中系数，见表为有效应力集中系数，见表11.9。aS K 拉压疲劳强度综合影响系数。拉压疲劳强度综合影响系数。 aS 应力幅计算安全系数，见表应力幅计算安全系数，见表11.6。尺寸系数，见表尺寸系数，见表11.8。（控制预紧力）（控制预紧力）1.5 2.5aS潘海兵潘海兵2022-3-1842 2）精确疲劳强度计算）精确疲劳强度

60、计算1min2()()(2)tccaaKSK 安全系数法安全系数法S1tc材料的对称循环拉压疲劳极限，见表材料的对称循环拉压疲劳极限，见表11.1011.10，单位：，单位：MPaMPa；试件的材料常数，即循环应力中平均应力的的折算系数。试件的材料常数，即循环应力中平均应力的的折算系数。0 .2 0 .3（合金钢）（合金钢） S S 安全系数，见表安全系数，见表11.511.5、表、表11.611.6。0.1 0.2（碳素钢）（碳素钢）潘海兵潘海兵2022-3-18511.5.4 受倾覆力矩作用的螺栓组连接强度计算受倾覆力矩作用的螺栓组连接强度计算分析要点：分析要点：(1) 弯矩弯矩M作用前，