螺栓最大扭紧力矩计算.doc
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螺栓最大扭紧力矩计算 一、背景 安装时对于一般的零件装配，靠操作者在扭紧时的感觉和经验来拧紧螺栓就已经能满足安装要求。但对于重要的联接，就需提供具体的扭紧力矩值来保证产品质量与安全。针对这一问题，现参考机械设计手册及相关的机械设计资料，对螺栓的最大扭紧力矩进行详细的分析计算，并把不同等级不同规格的螺栓的最大扭紧力矩计算结果列成表格，供参考使用，为安装现场提供准确的扭紧力矩依据。 二、分析计算 拧紧螺栓需要的预紧力矩T＝KFd×10-3（N.m） 1. K——扭矩系数。 K值大小主要与螺纹副摩擦、支承面摩擦有关，K＝0.15～0.2，加润滑油的可达0.12。根据《机械设计》（濮良贵 主编）建议，按K＝0.2计算。 2. F——预紧力（N） 拧紧后螺纹连接件的预紧力F不得超过其材料屈服极限的80％，推荐按以下关系 式确定F。 螺栓：F≤（0.6～0.7）σsA1； 不锈钢螺栓：F≤（0.5～0.6）σsA1， 即F≤K1σsA1，螺栓K1取0.6,不锈钢螺栓K1取0.5。 1）σs——对应等级螺栓的材料屈服极限（MPa）（需查表） 螺栓 性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9 屈服极限δs min/Mpa 190 240 300 340 420 480 640 720 940 1100 不锈钢螺栓性能等级 A2-50 A2-70 A2-80 屈服极限δs min/Mpa 210 450 600 2）A1——螺栓危险截面的面积，单位mm2 根据《机械设计》（濮良贵 主编），危险截面按螺栓小径d1计算，即 A1＝1/4×π×d12 故F≤K1σsA1 ＝K1σs×1/4×π×d12 （ N） 3. d——螺栓螺纹外径（mm） 由以上分析，综合得 T=KFd×10-3 ≤K×（K1×σs×1/4×π×d12）×d×10-3 ＝1/4×K×K1×σs×π×10-3×d12×d（N.m） 即螺栓最大扭紧力矩Tmax=1/4×K×K1×σs×π×10-3×d12×d（N.m） 三、扭紧力矩值表 相同外径的粗牙螺栓对应一种螺栓小径，而相同外径的细牙螺栓存在几种螺栓小径。其中细牙螺栓优选规格如下： 细牙螺栓优选规格 d M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 d×P - M8×1 M10×1 M12×1.5 M16×1.5 M20×1.5 M24×2 注：P——螺距 根据螺栓最大扭紧力矩Tmax计算公式，分别计算出不同规格螺栓最大扭紧力矩值Tmax。以下列出常用的Tmax供设计使用。（注：对于细牙螺栓，选用细牙螺栓优选规格计算。） 4.8级螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.6 300 M6 6 4.917 - 4.1 - 0.2 0.6 300 M8 8 6.647 6.917 10 10.8 0.2 0.6 300 M10 10 8.376 8.917 19.8 22.5 0.2 0.6 300 M12 12 10.106 10.376 34.7 36.5 0.2 0.6 300 M16 16 13.835 14.376 86.6 93.5 0.2 0.6 300 M20 20 17.294 18.376 169.1 191 0.2 0.6 300 M24 24 20.752 21.835 292.2 323.5 8.8级螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.6 640 M6 6 4.917 - 8.7 - 0.2 0.6 640 M8 8 6.647 6.917 21.3 23.1 0.2 0.6 640 M10 10 8.376 8.917 42.3 48 0.2 0.6 640 M12 12 10.106 10.376 73.9 77.9 0.2 0.6 640 M16 16 13.835 14.376 184.7 199.5 0.2 0.6 640 M20 20 17.294 18.376 360.8 407.4 0.2 0.6 640 M24 24 20.752 21.835 623.4 690.2 10.9级螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.6 940 M6 6 4.917 - 12.9 - 0.2 0.6 940 M8 8 6.647 6.917 31.3 33.9 0.2 0.6 940 M10 10 8.376 8.917 62.2 70.4 0.2 0.6 940 M12 12 10.106 10.376 108.6 114.5 0.2 0.6 940 M16 16 13.835 14.376 271.3 293 0.2 0.6 940 M20 20 17.294 18.376 529.9 598.3 0.2 0.6 940 M24 24 20.752 21.835 915.7 1013.7 12.9级螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.6 1100 M6 6 4.917 - 15 - 0.2 0.6 1100 M8 8 6.647 6.917 36.6 39.7 0.2 0.6 1100 M10 10 8.376 8.917 72.7 82.4 0.2 0.6 1100 M12 12 10.106 10.376 127.1 133.9 0.2 0.6 1100 M16 16 13.835 14.376 317.5 342.8 0.2 0.6 1100 M20 20 17.294 18.376 620.1 700.2 0.2 0.6 1100 M24 24 20.752 21.835 1071.5 1186.3 A2-50级不锈钢螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.5 210 M6 6 4.917 - 2.4 - 0.2 0.5 210 M8 8 6.647 6.917 5.8 6.3 0.2 0.5 210 M10 10 8.376 8.917 11.6 13.1 0.2 0.5 210 M12 12 10.106 10.376 20.2 21.3 0.2 0.5 210 M16 16 13.835 14.376 50.5 54.5 0.2 0.5 210 M20 20 17.294 18.376 98.7 111.4 0.2 0.5 210 M24 24 20.752 21.835 170.5 188.7 A2-70级不锈钢螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.5 450 M6 6 4.917 - 5.1 - 0.2 0.5 450 M8 8 6.647 6.917 12.5 13.5 0.2 0.5 450 M10 10 8.376 8.917 24.8 28.1 0.2 0.5 450 M12 12 10.106 10.376 43.3 45.7 0.2 0.5 450 M16 16 13.835 14.376 108.2 116.9 0.2 0.5 450 M20 20 17.294 18.376 211.4 238.7 0.2 0.5 450 M24 24 20.752 21.835 365.3 404.4 A2-80级不锈钢螺栓 扭矩系数K 预紧力系数K1 材料屈服极限δs（MPa） 螺栓规格 螺栓外径d（mm） 粗牙螺栓小径d1（mm） 细牙螺栓小径d1（mm） 粗牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 细牙最大扭紧力矩Tmax（N,m） 0.2 0.5 600 M6 6 4.917 - 6.8 - 0.2 0.5 600 M8 8 6.647 6.917 16.7 18 0.2 0.5 600 M10 10 8.376 8.917 33.1 37.5 0.2 0.5 600 M12 12 10.106 10.376 57.8 60.9 0.2 0.5 600 M16 16 13.835 14.376 144.3 155.8 0.2 0.5 600 M20 20 17.294 18.376 281.9 318.3 0.2 0.5 600 M24 24 20.752 21.835 487 539.2 四、参考文献 [1] 《机械设计手册（新版）第2卷》．王文斌 主编——北京：机械工业出版社，2006年4月第3版。 [2] 《机械设计》．刘迎春 主编——北京：高等教育出版社，2004年4月第1版。 [3] 《机械设计》．濮良贵 主编——北京：高等教育出版社，1996年5月第6版。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）展开阅读全文
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