螺紋緊固扭矩計(jì)算相關(guān)知識(shí)匯總

-01- 螺栓連接的物理基礎(chǔ)

螺栓連接的理論依據(jù)是古典摩擦定律(classical friction law)-阿蒙頓-庫(kù)倫定律,，綜述如下：

摩擦力與法向載荷成正比：

摩擦因數(shù)與接觸面積無(wú)關(guān);

摩擦因數(shù)與滑動(dòng)速度無(wú)關(guān);

靜摩擦因數(shù)大于動(dòng)摩擦因數(shù).

根據(jù)定律定義兩個(gè)概念：

全反力：接觸面給物體的摩擦力f與支持力的合力稱全反力R,亦稱接觸反力

摩擦角：全反力與支持力的夾角稱摩擦角,，一般用表示。

-02- 螺栓連接尺寸結(jié)構(gòu)  

大徑d(D)：它是與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱的直徑，一般定為螺紋的公稱直徑,。

小徑 ：它是與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑,。是螺紋危險(xiǎn)剖面的計(jì)算直徑。

中徑：螺紋的牙厚與牙間相等處的假想圓柱直徑,。

螺距P：相鄰兩牙在中徑上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離,。

· 

 螺紋線數(shù)n：沿一條螺旋線形成的螺紋稱為單線螺紋，n＝1,。沿兩條或兩條以上,，在周向等角度分布， 在軸向等間距分布的螺旋線形成的螺紋稱為多線螺紋,。

導(dǎo)程s：同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離,。—般取為外旋線數(shù)為n,，則s＝nP,。

螺旋升角φ：在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角，其展開形狀右圖所示,。

 牙型角a：軸向剖面內(nèi),，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。

牙型斜角β：軸向剖面內(nèi),，螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角

-03-  螺栓副受力分析'

（1）矩形螺紋（牙型角α=0）

螺紋副中,，螺母所受到的軸向載荷Q是沿螺紋各圈分布的，為便于分析,，用集中載荷Q代替,，并設(shè)Q作用于中徑圓周的一點(diǎn)上。

這樣,，當(dāng)螺母相對(duì)于螺桿等速旋轉(zhuǎn)時(shí),，可看作為一滑塊(螺母)沿著以螺紋中徑展開，斜度為螺紋升角的斜面上等速滑動(dòng),。

勻速擰緊螺母時(shí),，相當(dāng)于以水平力推力F推動(dòng)滑塊沿斜面等速向上滑動(dòng)。設(shè)法向反力為N,，則摩擦力為為摩擦系數(shù),，ρ為摩擦角，

由于滑塊沿斜面上升時(shí),，摩擦力向下,，故總反力R與Q的的夾角為

由力的平衡條件可知，R,、F和Q三力組成力封閉三角形,，由下圖可得：

使滑塊等速運(yùn)動(dòng)所需要的水平力：  

（2）非矩形螺紋

螺紋的牙型角α≠0時(shí)的螺紋為非矩形螺紋,。非矩形螺紋的螺桿和螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可看成楔形滑塊沿楔形斜面移動(dòng),；

平面時(shí)法向反力N=Q; 平面時(shí)摩擦力

楔形面時(shí)法向反力楔形面摩擦力

稱當(dāng)量摩擦系數(shù),。

楔形面和矩形螺紋的摩擦力相比，與當(dāng)量摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)的摩擦角稱為當(dāng)量摩擦角,，用表示,。

擰緊螺母時(shí)所需的水平推力及轉(zhuǎn)矩：由于矩形螺紋與非矩形螺紋的運(yùn)動(dòng)關(guān)系相同，將代替ρ后可得：

使滑塊等速運(yùn)動(dòng)所需要的水平力：

從上述的推論中可以看出,，力矩的獲得是建立在滑塊等速運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上,，實(shí)際應(yīng)用中，擰緊工具的轉(zhuǎn)速變化會(huì)影響扭矩值的確定,。

-04-  螺栓頭部摩擦力矩

栓或螺母頭部的摩擦接觸面為圓環(huán)面,，滑動(dòng)摩擦所產(chǎn)生的摩擦力矩可使用積分方法確定。

-05-扭矩法力矩計(jì)算公式

扭矩的產(chǎn)生主要是由于擰緊過(guò)程中,，螺栓或螺母的頭部與被連接件或自身的墊片產(chǎn)生摩擦力矩同時(shí)內(nèi),、外螺紋間也產(chǎn)生摩擦力矩