螺栓的疲劳强度一般是多少

螺栓皮橡紧固力矩表对照：

螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。 这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下哗正，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。其中六角头是最常用的，一般沉头用在要求连接的地方。

高强螺栓紧固力矩是按如下公式计算：T=KPD，其中K是扭矩系数，P是设计预拉力，D是公称直径。K需要做扭矩系数试验，P根据螺栓的等级及保险系数计算。

螺栓预紧力目的

预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。当然，俗话说得好，“物极必反”，过乱握悔高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。

百度百科-螺栓预紧力

GB/T 6170-2008 《六角头螺母》标准中规定，铝合金螺母的强度等级包括：4、6、8、10、12五个等级。其中，强度等级10的铝合金螺母的抗拉强度最小值为100MPa，抗拉伸强度最小值为90MPa。

JIS B 1181-2014 《六角头螺母》标准中规定，铝合金螺母的强度等级包括：4、6、8、10、12五个等级。其中，强度等级10的铝合金螺母的抗拉强度最小值为100MPa，抗拉者祥伸强度最小值为90MPa。

ISO 4032-2012 《六角薄螺母》标准中规定，铝合金螺母的强度等级包括：A2-70、A2-80、A4-70、A4-80四个等级。其中，A2-70表示铝合金螺母的抗拉强度为70kg/mm²，A4-80表示铝合金螺母的抗拉强度为80kg/mm²。

需要注意的是，不同国家和地区的铝合金螺母强度标准可能存在差异，因此在使用铝合金螺母时应根据实际需要选择符合本地规范和标准的产品，确保使用安全。此外，强度等级越高的铝合金螺母一般会相对更加耐用，但价格也会伏嫌脊相应更高。

将力矩作用下受剪螺栓连接的受力情况转化成实腹矩形截面,由应力图求出合力,根据力矩平衡解得螺栓数目可一次确定螺栓数目,提高工作效率

在螺纹紧固件的使用中应用的较广泛的是螺栓－螺母连接副的形式，应用的较多的是有预紧力的连接方式，预紧力的连接可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力及螺栓的疲劳强度，并且能增强螺纹连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件的连接使用中，没有预紧力或预紧力不够时，起不到真正的连接作用，一般称之为欠拧；但过高的预紧力或者不可避免的超拧也会导致螺纹连接的失败。众所周知，螺纹连接的可靠性是由预紧力宴册陵来设计和判断的，但是，除在实验室可以测量外，在装配现场一般是不易直观的测量。螺纹紧固件的预紧力则多是采用力矩或转角的手段来达到的。因此，当设计确定了预紧力之后，安装时采用何种控制方法？如何规定拧紧力矩的指标？则成为关键重要问题，这就提出来了螺纹紧固件扭（矩）－拉（力）关系的研究课题。

螺纹紧固件扭－拉关系，不仅涉及到扭矩系数、摩擦系数（晌戚含螺纹摩擦系数和支撑面摩擦系数）、屈服紧固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力等以一系列螺纹连接副的紧固特性的测试及计算方法，还涉及到螺纹紧固件的应力截面积和承载面积的计算方法等基础的术语、符号的规定。并且也还必须给出螺纹紧固件紧固的基本规则、主要关系式以及典型的拧紧方法。目前，这些内容ISO/TC2尚无相应的标准，德国工程师协会早在七十年代就发表了DVI2230《高强度螺栓连接的系统计算》技术准则。日本也于1987和1990年发布了三项国家标准，尚未查到其他国家的标准。国内尚未发现相应的行业标准，仅少数企业制定了企业标准。尤其是随着引进技术的国产化不断的拓展和螺纹紧固件技术发展的需要，这一需求日趋迫切。这也就是制定此项标准的初衷。

日本国家标准JIS B 1082-1987《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》、JIS B 1083-1990《螺纹紧固件紧固通则》及JIS B 1084-1990《螺纹紧固件拧紧试验方法》三个标准，概括了国际上有关螺纹紧固件扭－拉关系的研究成果和应用经验，根据标准验证，对我国也是适用的。因此，在制定标准时，在充分消化、分析日本标准的基础上，提出了等效采用的意见。

因此，本系列标准也包括了下列三个国家标准：

1、GB/T168231-1997《螺纹紧固件姿余应力截面积和承载面积》

2、GB/T168232-1997《螺纹紧固件紧固通则》

3、GB/T168233-1997《螺纹紧固件拧紧试验方法》

一、GB/T168231-1997《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》

本标准等效采用JIS B 1082-1987《螺纹紧固件应力截面积和承载截面积》标准，本标准是设计螺纹紧固件扭－拉关系系列标准之一。

1、 范围

本标准规定的螺纹紧固件的应力截面积（As）适用于计算外螺纹紧固件的最小拉力载荷、保证载荷以及内螺纹紧固件的保证载荷。外螺纹紧固件包括螺栓、螺钉和螺柱等标准件和专用件；内螺纹紧固件包括螺母标准件、专用件及机体中的螺孔。其螺纹尺寸及公差均应符合GB/T193、GB/T196和GB/T197的规定。本标准不适用于寸制螺纹、统一螺纹、惠氏螺纹等其他螺纹紧固件。

2、 螺纹紧固件应力截面积计算公式

本标准规定的螺纹紧固件应力截面积计算公式有两个，即公式（1）和公式（2）。

螺纹紧固件应力截面积计算公式（1）与已发布的国家标准，即GB/T30981《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》、GB/T30982《紧固件机械性能 螺母》、GB/T30984《紧固件机械性能 细牙螺母》和GB/T30986《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母》等标准的规定完全一致。

螺纹紧固件应力截面积计算公式（2）是参照JIS B 1082标准，首次推出的新的一种计算公式，这个公式是直接利用螺纹公称直径（d）和螺距（P）数据，求出螺纹紧固件应力截面积（As）。公式（1）与公式（2）是等同的计算式，只不过是公式（2）比公式（1）计算更加方便。美国ASTM619标准也采用了这一公式。

标准中规定“如无特殊要求，取3位有效数字”，如无特殊要求时，即一般应照此处理。在已发布的紧固件机械性能国家标准中，也都是这样处理的。也就是说，当As<1时，取小数点后3位数；当1≤As<10时，取小数点后2位数；当10≤As<100时，取小数点后1位数；当100≤As<1000时，取3位整数乘以10n。

3、 螺纹紧固件应力截面积值

标准根据GB/T193《普通螺纹 直径与螺距系列》有关规定，在标准表1中给出了粗牙螺纹M1～M68和细牙螺纹M8×1～M130×6D的螺纹紧固件应力截面积值。总之，标准表1给出的螺纹紧固件应力截面积值，完全能满足螺栓、螺钉、螺柱和螺母等螺纹紧固件产品现行国家标准的需要。

4、 螺纹紧固件承载面积计算公式

虽然螺纹紧固件产品品种，但是，按支撑面的形状大致可分为圆形、六角形和方形三种，因此，在标准表2中给出了这三种支撑面承载面积的计算公式。承载面积应当是支撑面与被连接件实际接触部分的面积，产品品种不同，承载面积肯定不同，即使是同一批零件，承载面积也不一定完全相同，如在计算中将支撑面形状、尺寸公差、螺栓和螺钉通孔的尺寸和公差都予以考虑，无可非议，但是，给计算增加了麻烦，使用也不一定方便。标准制定时确定了计算承载面积近似值的原则，故标准表2中所列出的螺纹紧固件承载面积计算公式的各变量均采用公称尺寸或极限尺寸。

螺纹紧固件承载面积的计算与螺纹紧固件应力截面积的计算一样，如无特殊要求，取3位有效数字。

5、 面积比

螺纹紧固件承载面积（Ab）值与螺纹紧固件应力截面积（As）之比，简称为面积比（Ab/As）。

当面积比小于1时，即螺纹紧固件应力截面积（As）值大于螺纹紧固件承载面积（Ab）值，则支撑面的压强过大，这对普通螺纹紧固件是不适宜的，尤其是对高强度螺纹紧固件更是不宜采用的。

6、 典型螺纹紧固件的承载面积及面积比

标准中表3～表5列出了典型螺纹紧固件的种类、螺纹紧固件承载面积（Ab）值以及面积比（Ab/As）值。其中有关参数均采用我国现行的紧固件基础标准和产品标准的规定，如：六角头螺栓的标准系列和加大系列按GB/T3104、方头螺栓按GB/T8、内六角头螺钉按GB/70、六角法兰面螺栓按GB/T5787及盘头螺钉按GB/67和GB/T818选取的。

一、检测范围：

金属材料、橡胶制品、V 带、齿轮、轴类码虚、板材、弹性材料

二、试验种类：

拉伸疲劳、压缩疲劳、高温疲劳、低温疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳、轴向疲劳、接触疲劳、高周疲劳、低周疲劳、室温疲劳、微动磨损疲劳、旋转弯曲疲劳

三、检测标准：

GB/T13682‐1992螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法

GB/T14229‐1993齿轮接触疲劳强度试验方法

GB/T14230‐1993齿轮弯曲疲劳强度试验方法

GB/T4337‐2008 金属材料疲劳试验旋转弯曲方法

GB/T1688‐2008 硫化橡胶伸张疲劳的测定

四、测试仪器：

疲劳试验机、拉力试验机、压力试验机、恒温恒湿试验机、低温试验机

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MAG与MOT对比

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30kNm

常说的机械性能主要有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击拦颤韧性、疲劳强度和断裂韧性等

下面给楼主一些螺纹联接设计的简单介绍。

首先，选螺纹。联接、紧固所用的螺纹基本上是圆柱单线右旋三角螺纹。

其他特殊要求的，在此不介绍了。

第二，螺栓联接的类型与防松。

1主要类型有：普通螺栓联接、配合螺栓联接。

2防松装置。

在静载荷下，一般联接螺纹都能满足自锁条件，加上螺母和螺栓头部支撑面的摩擦力矩，螺旋副不会松脱，但是在变孙中载荷、冲击和振动的作用下，很可能松脱。

常用防送装置和方法有：采用对顶螺母，弹簧垫圈，锁紧垫圈；采用非金属则仔山嵌件锁紧螺母，扣紧螺母，自索螺母；采用止动垫圈，采用头部带孔螺栓与串联钢丝；采用铆、焊、粘等永久防松法。

3螺栓组结构设计要点

（1）布置方案：尽量采用对称的布置方案，使受力分析简化、加工制造方便。

（2）材料和尺寸：同一螺栓组中各螺栓尽量采用完全相同的材料及热处理方法、相同的尺寸规格，使受力分析简化，备件简化，装配方便。

（3）间距和扳手空间：一般间距t0≥（5～10）d，（d为螺栓直径），有紧密要求时，t0≤（25～5）d；压力容器的螺栓间距一般由经验值推荐值（由于不方便，表格在这里不提供了~）按工作压力和螺栓直径来确定，扳手空间要求要求间距、边距足够大，具体数据可以查有关设计手册。

[以下方法确定螺栓的直径]

4螺纹联接的预紧：

绝大多数的螺纹联接要在工作（受载）前拧紧，以提高联接的可靠性和防松能力，也是为了提高螺栓的疲劳强度。重要的联接预紧力和拧紧力的大小应能控制。

（由于此处有较多公式，不便上传，简单介绍）

5螺栓组联接的受力分析：（略）

6初定螺栓直径：

选安全系数S、Sτ、Sp：可在机械设计手册上查出不同载荷性质、受力条件、松紧联接条件下的安全系数S。

许用拉应力[σ]、许用剪切应力[τ]、许用挤压应力[σp]：

[σ]=σs/S

[τ]=σs/Sτ

[σp]=σs/Sp

σs为螺栓的屈服极限，可在“螺栓、螺钉、螺柱性能等级及推荐材料”的标准（机械手册）中查的。

则直径d可在以下公式中求的：

（1）τ=[4F/（πddm)]≤[τ]

σp=[F/（hd)]≤[σp]

F、m——螺栓联接中的一个螺栓的m个剪切面承受的工作剪力F。

d——螺栓直径

（2）σ=[4F/（πdd)]≤[σ]

F——螺栓所受的轴戚没向力

d——螺栓直径。

由以上三个公式（三个公式不一定同时存在，视条件）可确定螺栓直径的最小值d，而且这个d也只是螺栓的小径的最小值，再根据手册查出螺栓的公称直径。

7螺栓的疲劳强度校核：（略）

35CrMo合金结构钢

35CrMo合金结构钢,有很高的静力强度、冲击韧性及滑败较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的35CrMo蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接谈差性差。用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件

●化学成分：

碳 C ：032～040

硅 Si：017～037

锰 Mn：040～070

硫 S ：允许残余含量≤0035

磷 P ：允许残余含量≤0035

铬 Cr：080～110

镍 Ni：允许残余含量≤0030

铜 Cu：允许残余含量≤0030

钼 Mo：015～025

●力学性能：

抗拉强度σb (MPa)：≥985(100)

屈服强度σs (MPa)：≥835(85)

伸长率δ5 (％)：≥12

断面收缩率ψ (％)：≥45

冲击功 Akv (J)：≥63

冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥78(8)

硬度：≤229HB

试样尺寸：试样毛坯尺含让皮寸为25mm

要求学生掌握机械工程技术的基本知识、基本理论和基本技能；熟悉常用机构的构成，熟悉运动特性；会根据具体条件选用通用零件类型并进行简单的校核；会使用机械设计手册和与本课程相关的标准、规范，初步具有设计机械零件和简单机械传动装置的能力。要求学生具备较强的实践能力，具有认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

二、考试内容和基本要求

（一）考查内容与要求：

1．绪论

机器的组成，机器、机构、构件、零件和部件的概念，机械设计的基本要求和设计步骤，本课程的性质、任务、发展方向。

2．平面机构

平面机构运动简图绘制和自由度计算、余差平面四杆机构的工作特性和设计。

3．凸轮机构

平面凸轮机构的性质与用途。

4．齿轮机构

齿廓啮合基本定律，渐开线齿轮的加工、根切、变位、最少齿数、齿轮传动的受力分析和设计计算。

5．间歇运动机构

6．轮系

轮系的分类和应用，定轴和周转轮系传动比计算。

7．联接

螺纹联接和键联接的特点和应用。

8．带传动，链传动

带传动和链传动的特性和应用。

9．蜗杆传动

蜗杆传动特点，蜗杆传动的几何尺寸计算、受力分析。

10．轴的设计

轴的功用和常用材料，基本计算及结构设计方法。

11．滑动轴承

滑动轴承的基本特性和要求，不完全液体润滑滑动轴承的设计计算。

12．滚动轴承

常用滚动轴承的种类、特性及选用。

（二）重点和难点

章 节

重 点

难 点

平面机构

铰链四杆机构及其演化铰链四杆机构的曲柄存在条件，平面四杆机构的工作特性，平面机构自由度计算

平面机构运动简图绘制和自由度计算

凸轮机构

从动件的常用运动规律，直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

齿轮机构

齿廓啮合基本定律。渐开线及渐开线齿轮。渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算。 渐开线齿轮的切齿原理、根切现象、最少齿数及变位齿轮的概念

轮齿的失效形式和材料，圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷，直齿圆柱齿轮传动强度计算

齿廓啮合基本定慎毁升律, 根切现象、最少齿数及变位齿轮的概念

接触疲劳强度计算, 轮齿弯曲疲劳强度计算

轮系

定轴轮系及其传动比，周转轮系及其传动比

周转轮系及其传动比

联接

螺纹及其主要参数。螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件。螺纹联接的预紧和防松。 螺栓联接的强度计算

受轴向工作载荷的螺栓强度计算

带传动

带传动的工作情况分析。 带传动的弹性滑动和传动比。

带传动的弹性滑动现象

链传动

链传动的特点和应用。链传动的运动特性和参数选择

链传动的运动不均匀性分析

蜗杆传动

蜗杆传动的特点和类型。 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡。

滑动轴承

滑动轴承的结构型式, 轴瓦及轴承衬材料, 非宽老液体摩擦滑动轴承的计算

动压润滑的基本原理

滚动轴承

滚动轴承的组成, 滚动轴承的代号, 滚动轴承的选择计算

滚动轴承的选择计算

三、试卷结构

1、考试总分：150分

2、考试时间：120分钟

3、考试题型：填空题（约15％）、选择题（约30％）、简答题（约20％）、计算题（约30％）、设计或结构改错题（约5％）

4、试题难易比例：

较容易题 约40%

中等难度题 约50%

较难题 约10%

四、参考书目

1、潘骏 等主编 机械设计基础 南京：南京大学出版社，2007

2、杨可帧，程光蕴 机械设计基础(第3版) 北京：高等教育出版社，1999

3、卢玉明 机械设计基础（第6版） 北京：高等教育出版社，1998

4、董玉平，机械设计基础 北京：机械工业出版社，1998