螺栓基础知识和计算 cry.docxVIP

螺栓基本知识及计算1 基本知识螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹五要素，只有五要素相同的内、外螺纹才能互相旋合。图1 螺纹要素图【牙型】在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。【旋向】沿轴线方向看，顺时针方向旋转的螺纹成为右旋螺纹，逆时针旋转的螺纹称为左旋螺纹。【大径】大径是指和外螺纹的牙顶、内螺纹的牙底相重合的假想柱面或锥面的直径。D【小径】小径是指和外螺纹的牙底、内螺纹的牙顶相重合的假想柱面或锥面的直径。D1【中径】在大径和小径之间，设想有一柱面（或锥面），在其轴剖面内，素线上的牙宽和槽宽相等，则该假想柱面的直径称为中径。D2【线数】形成螺纹的螺旋线的条数称为线数。有单线和多线螺纹之分，多线螺纹在垂直于轴线的剖面内是均匀分布的。n【螺距】相邻两牙在中径线上对应两点轴向的距离称为螺距。P【导程】同一条螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点轴向的距离称为导程。S=n·P。图2 导程与螺距、线数的关系2. 计算2.1 预紧力理论计算沪宁城际采用WJ-7扣件，锚固螺栓采用高强度六角螺栓：表1螺栓技术指标部件规格（mm）材料抗压强度外侧螺栓六角螺栓M27*3加工碳钢40Cr8.8内侧螺栓T型螺栓M24Q2354.8注：规程标记含义：特征代号公称直径×螺距对WJ-7扣件的锚固螺栓，其最终扭矩为300~350 N·m方法一：由螺栓扭矩的计算公式：（N·m）其中：P0——预紧力（kN）d——公称直径（mm） K——拧紧力系数，根据表面状态不同而不同表摩擦表面状况 K值摩擦表面状况 K值有润滑无润滑精加工表面0.100.12一般加工表面0.13~0.150.18~0.21表面氧化0.200.24镀锌0.180.22干燥的粗加工表面0.26~0.3可计算P0= 74.07~ 99.72kN方法二：预紧力P0：其中：σ0 =（0.5～0.7）σs碳素钢螺栓取0.6~0.7；合金钢螺栓取0.5~0.6；σs为螺栓材料的屈服极限N/mm2 ，与强度等级相关，材质决定：σs查表螺纹性能等级3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9σs或σ0.2N/mm21802403203004004806407209001080As为螺纹公称应力截面积：As查表螺纹公称直径d/mm公称应力截面积As/mm214115161571819220245223032435327459305613369436817可计算：P0= 146.88 ~205.632kN方法三：需要知道下表中的螺栓参数，才能计算预紧力，碳素钢螺栓取P0=（0.6~0.7）σA；合金钢螺栓取P0=（0.5~0.6）σA。表:需知参数参数值备注螺距P（mm）3查表螺纹原始三角形高度H（mm）H=0.87P螺纹中径d2（mm）25.701螺纹小径d1（mm）24.835d3（mm）d3=d1-H/6A（mm2）A=π/16(d2+d3)2螺栓材料屈服强度σ（MPa）640参数值备注螺栓刚度（包括垫圈）Kb（kN/mm）20～30未定被联结件刚度（包括密封垫片）Km（kN/mm）96未定B类弹性垫板静刚度为20～30 kN/mm，适应350 km/h客运专线预埋套管抗拔力：不小于100 kN。自锁条件得=0.025，=0.236~0.291参数值备注螺距P（mm）3查表螺纹线数n1螺纹中径d2（mm）25.701摩擦因素μ0.12~0.15查表螺纹牙型斜角β（°）60日本人丸山一郎的论文《塑性ねじ域缔结》(《机械の研究》40卷No12.1988)图：大众汽车标准