为降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围，可以（　　）。

为降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围，可以（）。

A 、增大螺栓刚度或增大被连接件刚度

B 、减小螺栓刚度或增大被连接件刚度

C 、减小螺栓刚度或减小被连接件刚度

D 、增大螺栓刚度或减小被连接件刚度

参考答案

【正确答案：B】

当螺栓所受的轴向工作载荷变化时，则螺栓总拉伸载荷也是变化的。螺栓最大应力一定时，应力幅越小，螺栓疲劳强度越高。在工作载荷和剩余预紧力不变的情况下，减小螺栓刚度或增大被连接件刚度均可使应力幅减小，这对防止螺栓的疲劳损坏十分有利。

提高螺栓联接强度的措施是什么

1、采取保护措施，防止沾染脏物和油污。

2、严禁在高强度螺栓连接处摩擦面上作任何标记。

3、在厂内存放，或在运输，到安装现场保管中要特别防止连接表面的污染。

4、安装单位要特别注意保护好高强度螺栓的连接板和母体的连接表面的清洁度摩擦表面的特性。

5、不允许随意使用砂轮机打磨连接板连接面和母体连接表面。

扩展资料

质量方面注意事项

1、表面浮锈、油污、螺栓孔壁有毛刺、焊瘤等均应清理干净。

2、接触摩擦面处理后要达到规定的抗划移系数要求。使用的高强度螺栓应有配套的螺母、垫圈，使用时按配套使用，不得互换。

3、处理好的构件摩擦面安装时不允许沾油污、泥土等杂物。

4、安装时组件摩擦面应保持干燥，不应在雨中作业。

5、在安装前严格检查并校正连接的钢板的变形。

6、安装时禁止锤击打入螺栓以防止螺栓丝扣受损。

7、使用时定期检测的电动扳手，保证扭矩的准确度，并按正确的扭紧顺序操作

参考资料来源：百度百科——高强度螺栓

2018-08-23 连接

10.1 螺纹连接10.1.1 概述螺纹即可以构成固定连接，如螺纹连接，也可以构成动连接，即螺纹副，螺纹副的运动副元素是螺纹。螺纹连接和螺纹传动都是利用螺纹零件工作的但两者工作性质不同，在技术要求上也有差别。前者作为紧固件使用，要求保证连接强度（有时还要求紧密性），后者则作为传动件使用，要求保证螺纹副的传动精度、效率和磨损寿命等。

10.1.2 螺纹螺纹的类型。按照螺旋线的旋向，螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时才采用左旋螺纹。按照螺旋线的数目，螺纹还分为单线螺纹和等距排列的多线螺纹。为了制造方便，螺纹的数目一般不超过4。螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺纹副。起连接作用的螺纹称为连接螺纹，起传动作用的螺纹称为传动螺纹，相应的传动称为螺旋传动。螺纹又分为米制和英制（螺距以每英寸牙数表示）两类。我国除管螺纹保留英制外，都采用米制螺纹。 常用的螺纹类型主要有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。前两种主要用于连接，后三种主要用于传动。除矩形螺纹外，其他螺纹都已标准化。 螺纹的主要参数。按照母体形状，螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。下面以圆柱普通螺纹为例说明螺纹的主要参数： 大径d，D，螺纹的最大直径，即与外螺纹的牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。大径也称为螺纹的公称直径（管螺纹除外）； 小径d₁，D₁，螺纹的最小直径，即与外螺纹的牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。常用作危险剖面的计算直径； 中径d₂，D₂，过螺纹的轴向截面内，牙厚等于牙间处的假想圆柱面的直径。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径； 螺距P，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离； 线数n，螺纹螺旋线的数目。由一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，由两条沿等距螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。连接螺纹有自锁要求，多为单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故用双线或三线螺纹。一般线数小于等于4； 导程S，同一螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。单头螺纹S = P，多头螺纹S = nP； 螺纹升角ψ。螺纹中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角，计算式为ψ = arctan S/Πd² = arctan nP/Πd²； 牙形角α，轴向截面内，螺纹牙形两侧边的夹角； 牙侧角β，轴向截面内，螺纹牙形的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角，对于对称牙形有 β = α/2； 工作高度h，内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。

10.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁矩形螺纹（β = 0°）。将矩形螺纹沿中径展开可得一斜面，Fa为轴向载荷，ψ为螺纹升角，F为作用于中径处的水平推力，ρ为摩擦角。当滑块沿斜面等速上升时，由力多边形可得，Fa为阻力，F为驱动力， F = Fa·tan (ψ+ρ) ，作用在螺纹副上的相应驱动力矩为 T = F · d₂/2 = Fa·(d₂/2)·tan(ψ+ρ) ；当滑块沿斜面等速下滑时，轴向载荷Fa变为驱动力，F变为维持滑块等速运动所需的平衡力，由力多边形可得， F = Fa·tan (ψ-ρ) ，作用在螺纹副上的相应力矩为 T = F · d₂/2 = Fa·(d₂/2)·tan(ψ-ρ) 。求出的F值可为正也可为负。当斜面倾角ψ小于摩擦角ρ时，滑块不能在重力作用下自行下滑，即处于自锁状态。在自锁条件下，必须施加驱动力F才能使滑块等速下滑。 非矩形螺纹。非矩形螺纹是指牙侧角不为0的三角形螺纹（普通螺纹、管螺纹等）、梯形螺纹和锯齿形螺纹。若略去螺纹升角的影响，在轴向载荷Fa作用下，非矩形螺纹的法向力比矩形螺纹的大。若把法向力的增加看做摩擦因数的增加，则非矩形螺纹的摩擦阻力可写为：f' = f/cos β = tan ρ'，β为牙侧角，f'为当量摩擦因数，ρ'为当量摩擦角。则将矩形螺纹的公式中的ρ改为ρ'，就是对非矩形螺纹的受力分析。 为了防止螺母在轴向力作用下自动松开，用于连接的紧固螺纹必须满足自锁条件，即ψ≤ρ'。 以上分析适用于各种螺旋传动和螺纹连接，归纳起来就是：当轴向载荷为阻力，阻止螺纹副相对运动时，相当于滑块沿斜面等速上升，应使用前两个公式。当轴向载荷为驱动力，与螺纹副相对运动方向一致时，相当于滑块沿斜面等速下滑，使用后两个公式。 螺纹副的效率是有效功与输入功之比。若按螺旋转动一圈计算，输入功为2ΠT，有效功为FaS，则螺纹效率为η = FaS/2ΠT = tan ψ/tan(ψ+ρ')。当量摩擦角一定时，效率只是螺纹升角的函数，当ψ = 45°-ρ'/2时效率最高。由于过大的螺纹升角会使制造困难，且效率提高也不显著，所以一般ψ角不大于25°。

10.1.4 螺纹连接的类型和标准件螺纹连接的基本类型有以下四种： 螺栓连接：普通螺栓连接，被连接件上开有通孔，插入螺栓后在螺栓的另一端拧上螺母。结构特点是被连接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙，通孔的加工精度要求底，结构简单，装拆方便，使用时不受被连接件材料的限制，因此应用极广。铰制孔用螺栓连接，孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合。这种连接能精确固定被连接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 双头螺柱连接。这种连接末端拧入并紧定在被连接件之一的螺纹孔中，适用于受结构限制而不能用螺栓或希望连接结构较紧凑的场合。 螺钉连接。这种连接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被连接件的螺纹孔中，不用螺母，而且能有光整的外露表面，在结构上比双头螺柱连接简单、紧凑。其用途和双头螺柱连接相似，但如经常拆装，易使螺纹孔磨损，故多用于受力不大，或不需要经常拆装的场合。 紧定螺钉连接。紧定螺钉连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，以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。 除这四种基本连接形式外，还有一些特殊结构的连接。如，专门用于将机座或机架固定在地基上的地脚螺栓连接，装在机器或大型零部件的顶盖或外壳上便于起吊用的吊环螺钉连接。 标准螺纹连接件。螺纹连接件的类型很多，在机械制造中常见的螺纹连接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。 螺纹连接件分为三个精度等级：A,B,C。A精度公差小，精度最高，用于要求配合精确、防止振动等重要零件的连接，B级精度多用于受载较大且经常拆装、调整或承受变载荷的连接，C级精度多用于一般的螺纹连接。

10.1.5 螺纹连接的预紧和防松螺纹连接的预紧。实用上绝大多数螺纹连接在装配时都必须拧紧，使其在承受工作载荷之间，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以0防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。但过大的预紧力会导致整个连接的结构尺寸增大，会使连接件在装配和偶然过载时被拉断。因此对重要的螺纹连接，装配时要控制预紧力。 通常规定，拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限σ的80%。碳素钢螺栓：F ≤ (0.6~0.7)σA，合金钢螺栓：F ≤ (0.5~0.6)σA，式中的σ是螺栓材料的屈服极限，A是螺栓危险截面的面积，约为Πd₁²/4，F为预紧力。 预紧力的具体数值应根据载荷性质、连接刚度等具体工作条件确定。装配时预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的，因此应从理论上找出预紧力和拧紧力矩之间的关系。T≈0.2Fd。对于一定公称直径d的螺栓，当所要求的预紧力F已知时，即可按公式确定扳手的拧紧力矩T。一般标准般手的长度L≈15d，若拧紧力为F₁，则T=F₁L。由公式可得F≈75F₁。对于重要的连接，尽可能不采用直径过小的螺栓，必须使用时，严格控制其拧紧力矩。 采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力的方法，操作简便，但准确性较差，也不适用于大型螺栓连接。为此可采用测定螺栓伸长量的方法来控制预紧力。所需的伸长量可根据预紧力的规定值计算。 螺纹连接的防松。由于螺纹连接件一般采用单线普通螺纹，且螺纹升角小于螺纹副的当量摩擦角，因此连接螺纹都能满足自锁条件。防松的根本问题在于防止螺纹副在受载时发生相对转动。具体的防松方法和装置很多，就其工作原理来看，主要分为利用摩擦、直接锁住和破坏螺纹副关系三种。

10.1.6 螺纹连接的强度计算以螺栓连接为代表探讨螺纹连接的强度计算方法，所讨论的方法对双头螺柱连接和螺钉连接也同样适用。 螺栓连接的强度计算，首先根据连接的类型，、连接的装配情况、载荷状态等条件，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或校核其强度。 松螺栓连接强度计算。当螺栓承受轴向工作载荷Fn时，其拉伸强度条件为： σ = Fa/(Πd₁²/4) ≤ [σ] ，其中d₁，螺纹小径，[σ]许用拉应力。 紧螺栓连接强度计算。根据所受拉力不同，分为：仅承受预紧力、承受预紧力和静工作拉力、承受预紧力和变工作拉力三类。 仅承受预紧力的紧螺栓连接。螺栓危险截面的拉伸应力为 σ = F0/(Πd₁²/4) ，螺栓危险截面的扭转切应力为τ ≈ 0.5σ，螺栓预紧状态下的当量应力为σe = 1.3σ。拧紧时虽同时承受拉伸和扭转的联合作用，但计算时可以只按拉伸强度计算，并将所受的拉力增大30%来考虑扭转的影响，即 σe = 1.3F0/(Πd₁²/4) ≤ [σ] 。预紧力F0的大小根据接合面不产生滑移的条件确定， F0 ≥ CF/mf ，其中F0是预紧力；C可靠性系数，通常取1.1~1.3；m,接合面数目；f，接合面摩擦系数。求出F值后，按照公式计算螺栓强度。当f=0.15，C=1.2，m=1时，F0 ≥ 8F，即这种靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓连接，要求保持较大的预紧力，会使螺栓的结构尺寸增加。可以考虑用各种减压零件来承担横向工作载荷，但这种连接增加了结构和工艺的复杂性，也可以采用铰制孔用螺栓来承受横向载荷。螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为σp = F/d0δ ≤ [σp]，螺栓杆剪切强度条件为τ = F/(m·Π·d0²/4) ≤ [τ]，其中d0是螺栓剪切面直径；δ是螺栓杆与孔壁挤压面的高度，取δ₁和2δ₂两者之小值；[σp]，螺栓或孔壁材料的许用挤压应力；[τ]，螺栓材料的许用切应力；m，接合面数目。 受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接。螺栓总拉力为 Fa = F0 + Fe·kb/(kb+kc) 。Fa是总拉力，F0是螺栓的预紧力，Fe是工作载荷，kb，kc分别为螺栓和被连接件的刚度，均为定值。kb/(kb+kc)称为螺栓的相对刚度，值在0~1之间变动，可通过计算或实验确定，若被连接件的刚度很大，而螺栓的刚度很小，则相对刚度趋于0.工作载荷作用后，使螺栓所受的总拉力增加很少。为了降低螺栓受力，提高螺栓连接的承载能力，应使kb/(kb+kc)的值尽量小些。螺栓危险截面的拉伸强度条件为： σe = 1.3Fa/(Πd₁²/4) ≤ [σ]， 应力幅应满足的疲劳强度条件为： σa = [kb/(kb+kc)]·2Fe /Πd₁² ≤ [σa]， [σa]是螺栓的许用应力幅。

10.1.7 螺纹连接件的材料及许用应力螺纹连接的材料。有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。选用螺母的性能等级应不低于与其相配螺栓的性能等级。 螺纹连接件的许用应力。与载荷性质、装配情况以及螺纹连接件的材料、结构尺寸等因素有关。许用拉应力按下式确定，即[σ] = σs/S，许用切应力[τ]和许用挤压应力[σp]分别按下式确定，即[τ] = σs/Sτ。对于刚[σp] = σs/Sp，对于铸铁，[σp] = σB/Sp。其中σs，σB分别是螺纹连接材料的屈服极限和强度极限，S，Sτ，Sp是安全系数。

10.1.8 提高螺纹连接强度的措施降低影响螺栓疲劳强度的应力幅。在最小应力不变的情况下，应力幅越小，则螺栓越不容易发生疲劳破坏，连接的可靠性越高。保持预紧力不变的情况下，减小螺栓刚度或增大被连接件刚度，都能达到减小总拉力的变动范围（即减小应力幅）的目的。减小或增大刚度的同时要适当增加预紧力，否则残余预紧力会减小，降低连接紧密性。为了减小刚度，可以适当增加长度，或采用腰状杆螺栓和空心螺栓。增大刚度可以不用垫片或采用刚度较大的垫片。 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象。采用悬置螺母、减小螺栓旋合段本来受力较大的几圈螺纹牙的受力面或采用钢丝螺套。悬置螺母螺母的旋合部分全部受拉，其变形性质与螺栓相同，从而可以减小两者的螺距变化差，使螺纹牙上的载荷分布区域均匀。环槽螺母使螺母内缘下端局部受拉，作用和悬置螺母相似，但效果不及悬置螺母。内斜螺母螺母下端受力大的几圈螺纹处制成10°~15°的斜角，使螺栓螺纹牙的受力面由上而下逐渐外移。钢丝螺套主要用来旋入轻合金的螺纹孔内，旋入后将安装柄根在缺口处折断，然后旋上螺栓，具有一定弹性，可以起到均载的作用，还有减振的作用。 减小应力集中的影响。采用较大的圆角和卸载机构，或将螺纹收尾改为退刀槽等，但会使制造成本升高。 避免或减小附加应力。在铸件或锻件等未加工表面安装螺栓时，采用凸头或沉头座等结构，经切削加工后可获得平整的支承面；或者采用球面垫圈、带有腰环或细长的螺栓来保证螺栓连接的装配精度。 采用合理的锻造工艺方法。采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法，可以显著提高螺栓的疲劳强度。还可以采用氮化、氰化、喷丸等处理，都是提高螺纹连接件疲劳强度的有效方法。

螺纹连接的特点应用

螺纹是螺纹联结和螺旋传动的关键部分，现将机械中几种常用螺纹的特点和应用介绍如下：

1. 三角形螺纹

牙型角大自锁性能好，而且牙根厚、强度高，故多用于联接。常用的有普通螺纹、英制螺纹和圆柱管螺纹。

(1)普通螺纹：国家标准中，把牙型角α = 60°的三角形米制螺纹称为普通螺纹，大径d为公称直径。同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹，粗牙螺纹应用最广。细牙螺纹的小径大、升角小，因而自锁性能好、强度高，但不耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构的调整。普通螺纹的基本尺寸见教材表9—1。

(2).英制螺纹：牙型角α = 55°，以英寸为单位，螺距以每英寸的牙数表示，也有粗牙、细牙之分。主要是英、美等国使用，国内一般仅在修配中使用。

2. 圆柱管螺纹

牙型角α = 55°，牙顶呈圆弧形，旋合螺纹间无径向间隙，紧密性好，公称直径为管子的公称通径(图9-8c)，广泛用于水、煤气、润滑等管路系统联接中。

3. 矩形螺纹

牙型为正方形，牙型角α = 0°，牙厚为螺距的一半，当量摩擦系数较小，效率较高，但牙根强度较低，螺纹磨损后造成的轴向间隙难以补偿，对中精度低，且精加工较困难，因此这种螺纹已较少采用。 （牙型角α=0）

1.受力分析

螺纹副中螺母所受到的轴向载荷Q是沿螺纹各圈分布的，为便于分析，用集中载荷Q代替，并设Q作用于中径d2圆周的一点上。这样当螺母相对于螺杆等速旋转时，可看作为一滑块(螺母)沿着以螺纹中径d2展开，斜度为螺纹升角l的斜面上等速滑动。

匀速拧紧螺母时，相当于以水平力推力F推动滑块沿斜面等速向上滑动。设法向反力为N，则摩擦力为fN，f为摩擦系数，ρ 为摩擦角，ρ = arctan f。由于滑块沿斜面上升时，摩擦力向下，故总反力R与Q的的夹角为λ+ρ 。由力的平衡条件可知，R、F和Q三力组成力封闭三角形，由图可得：

FQyd2 使滑块等速运动所需要的水平力

等速上升： Ft=Qtan(ф+ρ)

等速上升所需力矩：

T= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2

等速下降： Ft=Qtan(ф—ρ)

等速上升所需力矩：

T= Ftd2/2= Qtan(ф—ρ)d2/2

2.螺纹的自锁

螺母等速松退时的受力分析：观察教材图9—10，此时相当于滑块沿斜面等速下滑，由力的封闭三角形，得： 若ф≤ρ，则F≤0，这时必须加一反向作用力F才会使滑块下滑，若不加外力，则不论Q有多大，滑块也不会下滑，这种现象叫"自锁"。自锁条件：ф≤ρ

3.螺旋副的效率

螺旋副效率为有效功W2与输入功W1之比。螺母在力矩T作用下转动一周时，输入功W1=2лT，此时升举重物所作的有效功W2=QS；故螺旋副的效率为：η=W2/W1=QS/2лT=tanф/ tan(ф+ρ)。 螺纹的牙型角α≠0时的螺纹为非矩形螺纹，如教材图9—11所示。非矩形螺纹的螺杆和螺母相对转动时，可看成楔形滑块沿楔形斜面移动；

平面时法向反力N=Q平面时摩擦力Ff =fN =fQ

楔形面时法向反力N/=Q/cosβ；楔形面摩擦力Ff! =f N/ =fQ/ cosβ

令f/ =f/ cosβ称当量摩擦系数。Ff! =f/Q；楔形面和矩形螺纹的摩擦力相比，与当量摩擦系数对应的摩擦角称为当量摩擦角，用ρV 表示。拧紧螺母时所需的水平推力及转矩：由于矩形螺纹与非矩形螺纹的运动关系相同，将ρV代替ρ后可得：

使滑块等速运动所需要的水平力

等速上升： Ft=Qtan(ф+ρV)

等速上升所需力矩： T= Ftd2/2= Qtan(ф+ρV)d2/2

等速下降： Ft=Qtan(ф—ρV)

等速上升所需力矩： T= Ftd2/2= Qtan(ф—ρV)d2/2

自锁条件：ф≤ρV

效率为：η=W2/W1=QS/2лT=tanф/ tan(ф+ρV)。

由于三角形螺纹的β=α/2=300；梯形螺纹β=α/2=150；锯齿形螺纹β=3；矩形螺纹β=0，所以各种螺纹的当量摩擦系数之间有如下关系：

fv三角&gtfv梯形&gtfv锯齿&gtfv矩形

可见三角形螺纹的fv大，自锁性能好，且牙根强度高，故常用于联结。梯形、锯齿形及矩形螺纹，多用于传动。 §9—3 螺纹联接的基本类型及预紧和防松

螺纹联接的基本类型

1.螺栓联接

被联接件的孔中不切制螺纹，装拆方便。如教材图9-12a为普通螺栓联接，螺栓与孔之间有间隙，由于加工简便，成本低，所以应用最广。如教材图9-12b为铰制孔用螺栓联接，被联接件上孔用高精度铰刀加工而成，螺栓杆与孔之间一般采用过渡配合，主要用于需要螺栓承受横向载荷或需靠螺杆精确固定被联接件相对位置的场合。

2.双头螺柱联接

使用两端均有螺纹的螺柱，一端旋入并紧定在较厚被联接件的螺纹孔中，另一端穿过较薄被联接件的通孔。适用于被联接件较厚，要求结构紧凑和经常拆装的场合。

3. 螺钉联接

螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中，结构较简单，适用于被联接件之一较厚，或另一端不能装螺母的场合。但经常拆装会使螺纹孔磨损，导致被联接件过早失效，所以不适用于经常拆装的场合。

4. 紧定螺钉联接

将紧定螺钉拧入一零件的螺纹孔中，其末端顶住另一零件的表面，或顶入相应的凹坑中。常用于固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。

标准螺纹联接件

螺纹联接件品种很多，大都已标准化。常用的标准螺纹联接件有螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉、螺母和垫圈。

普通螺栓 六角头：小六角头，标准六角头，大六角头

1）螺栓 圆柱头（内六角）

铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小

螺栓 粗制

精制——机械制造中常用

2）双头螺栓——两端带螺纹 A型——有退刀槽 施入端长度也各有不同。

B型——无退刀槽

3）螺钉种类繁多

半圆头 一字槽

平圆头 十字槽 共有

按头部形状 六角头 头部起子槽 内六角孔

圆柱头 一字加十字槽

沉头

要求全螺纹

与螺栓区别 要求螺纹部分直径较粗

4）紧定螺钉 锥端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合

末端 平端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，

适于经常拆卸

圆柱端——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置

适于较轻材料和金属薄板

5）自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹

6）螺母 六角螺母：标准，扁，厚

圆螺母（与带翅垫圈）+止退垫圈——带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌

入轴槽中外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧。

螺母 粗制

精制 粗制

平垫 精制 A型

普通垫圈 斜垫 B型——带倒角

7）垫圈 防松垫圈（弹簧垫圈）——起防松作用

带翅垫圈等 螺纹联接的预紧 螺纹联接 松联接——在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用——轻少用

紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时，已预先受力，预紧力QP

预紧目的：保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面积要大性，靠摩擦力工作时，增大刚性等。

增大刚性：增加联接刚度、紧密性和提高防松能力

1. 拧紧力矩TΣ

在预紧螺栓联接时，加在扳手上的力矩TΣ必须克服螺旋副中的螺纹力矩T和螺母与支撑面之间的摩擦力矩Tf

TΣ=T+Tf

T=F0tan(ф+ρV)d2/2

Tf=fc* F0*rfrf支撑面间的摩擦半径， fc为摩擦系数。

TΣ=0.2 F0*d*10

式中：TΣ的单位N.md的单位为mm.。

2. 预紧力的控制

通过测力矩扳手和完力矩扳手控制扳手力矩大小。 螺纹连接一般具有自锁性，另外螺母及螺栓头部的支撑面上的摩擦力也有防松作用，故拧紧后一般不会松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大时，螺纹钢之间的摩擦力会顺时减小或消失，联接就可能松动。防松的关键就是防松螺旋钢的相对转动。

1. 摩擦防松

（1）弹簧垫片：如图教材图9—23所示；利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。

（2）对顶螺母：如图教材图9—24所示；增加摩擦放松；

（3）自锁螺母：如图教材图9—25所示；增加摩擦放松；

2. 机械放松

开槽螺母与开口销,见教材图9—26；圆螺母与止动垫圈，见教材图9—27；带翅垫片,见教材图9—28。

3. 变为不可拆联接

端铆、冲点（破坏螺纹）见教材图9—29、点焊。 §9—4 螺纹联接的强度计算

螺栓联接强度计算的目的，主要是根据联接的结构形式、材料性质和载荷状态等条件，分析螺栓的受力和失效形式，然后按相应的计算准则计算螺纹小径d1，再按照标准选定螺纹公称直径d和螺距P等。螺栓其余部分尺寸及螺母、垫圈等，一般都可根据公称直径d直接从标准中选定，因为制定标准时，已经考虑了螺栓、螺母的各部分及垫圈的等强度和制造、装配等要求。

需要说明的是，螺栓联接、螺钉联接和双头螺柱联接的失效形式和计算方法基本相同，所以本节对螺栓联接计算的讨论，其结论对螺钉联接和双头螺柱联接也基本适用。

松螺栓联接

松螺栓联接的特点是装配时不拧紧螺母，在承受工作载荷前，联接并不受力。这种联接只能承受静载荷，故应用不广。教材图9-30所示起重滑轮中的螺栓联接就是典型的例子。当承受轴向工作载荷F（N）时，螺纹部分的强度条件为：

设计公式为：

式中：d1——螺杆危险截面直径（mm）

[σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa) 见教材表9—6. 1.采用普通螺栓

工作时联接受到与螺栓轴线相垂直的外载荷FR的作用。被联接件在预紧力的作用下相互压紧，依靠结合面产生的摩擦力来抗衡外载荷，从而避免产生相对移动。显然无论工作前还是工作后，螺栓本身仅受装配时由于拧紧螺母而产生的预紧力和螺纹副阻力矩的作用。预紧力使螺栓危险截面上产生拉应力

F0f*z*m≥KFR FR≥KFR/ f*z*m

式中：z ——联接螺栓的数目；

m ——结合面数目；

f ——结合面间摩擦系数，对于钢或铸铁的干燥加工表面，可取f =0.1～0.15；

K ——可靠性系数，亦称防滑系数，通常取K =1.1～1.3。

由此可得单个螺栓所需的预紧应力为：б=4F0/πd12 若计入扭转切应力的影响，

强度条件为

设计公式为：

式中：[σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa) 见教材表9—6。

3. 采用铰制孔用螺栓

绞制孔用螺栓联接一般均需拧紧，由预紧力产生的拉应力对联接强度的 影响可以不计。螺栓杆受横向工作载荷FR时，剪切强度条件为：

螺栓杆或孔壁的挤压强度条件：

式中：ds-螺栓杆剪切面直径（mm）；

Z-联接螺栓数；m-接合面数；

[τ]-螺栓的许用剪切应力（MPa）；查教材表9—6。

[σp]-螺栓杆或孔壁中的低强度材料的许用挤压用力（MPa）；（查表教材9—6）

h-螺栓杆与孔壁间的最小高度。

4、压力容器中压强P对每个螺栓产生的轴向工作载荷为： F=p(лD2/4)/Z

式中：Z为联接螺栓个数。p为气缸内的压强Mpa。

未拧紧未受工作载荷时螺栓情况：如上图预紧前；拧紧后未受工作载荷时螺栓受预紧力F0作用：如上图的预紧。

拧紧后受工作载荷时螺栓受到总拉力FΣ作用： FΣ=F+ F0

此时由于螺栓受工作载荷F的作用，伸长量又增加了δ2，被联接件间随螺栓伸长而被放松了δ2，故其压紧力由F0减小到F0'，被联接件作用与螺栓的反作用力也应为F0'， F0'称为剩余预紧力。

剩余预紧力F0'值可参照教材表9-3选取。

选取了F0'后，用FΣ=F+ F0计算出螺栓的总拉力FΣ的值。然后代入下式：

强度计算为：

设计公式为：

根据受工作载荷F的伸长量与被联接件回弹变形量相等的关系，可导出预紧力F0与剩余预紧力F0/的关系为：F0= F0/+(1—Kc)F

式中：Kc=C1/(C1+C2)，Kc称相对刚度系数见教材表9—4；C1为螺栓刚度；C2为被联接件刚度。

FΣ=F+ F0/=F0+ C1F/(C1+C2)。

由上式可知当螺栓受轴向工作载荷由0至F之间变化时，螺栓中总的拉力的变化范围是F0～FΣ。