螺钉强度计算和选型

1、All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015上海逸伏汽车电子科技有限公司螺钉拧紧力矩计算螺钉拧紧力矩计算周振2016.5.16All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015 拧紧螺钉时所需的力矩T用于克服螺纹副的螺纹阻力矩T1和被联接件间的端面摩擦力矩T2；（来源：机械设计手册第2卷5-70）T=T1+T2=K F d 式中F螺钉预紧力（N） d螺纹公称直径（m） K拧紧力矩系数（无量纲）摩擦表面状态摩擦表面状态K值值有润滑有润滑无润

2、滑无润滑精加工表面0.100.12一般加工表面0.130.150.180.21表面氧化0.200.24镀锌0.180.22干燥加工表面0.260.30All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015螺纹预紧力螺纹预紧力F碳素钢螺钉F=（0.60.7）sAs 合金钢螺钉F=（0.50.6）sAs 式中s螺钉材料的屈服强度（Mpa） As螺纹应力截面积（mm2）目前暂定选用螺钉性能等级为8.8级：其含义为此性能等级的螺钉抗拉强度为800Mpa，屈服强度为抗拉强度的0.8倍，故s=0.8b=640Mpa另外，查表可知：M3

3、螺钉的As=5.03、M4螺钉的As=8.78M3螺钉的预紧力F=（0.50.6）sAs =0.56405.03=1609.6NM4螺钉的预紧力F=（0.50.6）sAs =0.56408.78=2809.6N来源：GBT3098.6-2000All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015螺钉拧紧力矩螺钉拧紧力矩T参考国标：GBT3098.6-2000 不锈钢紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱参考文献：机载电子设备常用螺钉拧紧力矩研究M3螺钉的拧紧力矩T=K F d =0.241609.6310-3=1.16(N)M

4、4螺钉的拧紧力矩T=K F d =0.242809.6410-3=2.69 (N)All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015螺钉拧紧力矩螺钉拧紧力矩T（螺钉材料与基体材料不同）（螺钉材料与基体材料不同） 预紧力的大小，除了受限于螺钉材料的强度外，还受限于被联接件的材料强度。当内外螺纹的材料相同时，只校核外螺纹强度即可。对于旋合长度较短、非标准螺纹零件构成的联接、内外螺纹材料的强度相差较大的受轴向载荷的螺纹联接，还应校核螺纹牙的强度。 我司散热器基材是压铸铝合金A380（对应国标牌号YZALSi9Cu4），其强度

5、远低于优质碳素结构钢的强度，所以应校核铝合金上螺纹牙型的强度，主要是螺纹材料的剪应力及弯应力。螺纹牙型的剪应力及弯应力按如下公式进行校核： DbzkZWF剪应力剪应力弯应力弯应力 zDbkh32ZWF式中：Fw 最大轴向外荷载，即预紧力F(N) D内螺纹大径(mm) b螺纹牙根部宽度(mm) kZ载荷不均匀系数(无量纲) h螺纹牙的工作高度(mm) z螺纹牙数参考文献：1范厚军.紧固件手册.南昌：江西科学技术出版社，20042成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社，北京，20073周德军. 单个螺纹牙剪切应力计算应用浅析,河南科技,2010All Rights Reserved YIFU A

6、UTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015参数参数M3螺钉螺钉M4螺钉螺钉FwDbkZhzpa11.567435. 0314. 316 .1609DbzkZMFW剪应力剪应力弯应力弯应力pa88.1047435. 0314. 31271. 06 .16093zDbkh322ZMFWNFmW6 .1609)3(NFmW6 .2809)4(mmDm3)3(mmDm4)4()(435. 087. 0)3(螺距pmmpbmmmpbm609. 087. 0)4(16)3(dpkmz875. 05)4(dpkmz机械设计手册mmphm271. 05413. 0)3(mmph

7、m379. 05413. 0)4(二极管（含铜鼻子）取整 62. 7)3(pHzm旋合深度）（HpHzm)3(1、二极管固定螺钉校核：旋合深度）（HpHzm)3(All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015 )22-2 . 1(602120nnnMpan，取大值变载荷作用下为安全系数，在冷热交YL112压铸铝合金许用剪应力压铸铝合金许用剪应力 、许用弯应力、许用弯应力 pa1232246Mns 参考文献：1郭洪民.流变压铸YL112铝合金的热处理与力学性能.南昌大学：中国有色金属学报，20082 GB/T 15114-2009铝合金压铸件 基本满足要求MpaMpaMpaMpa12088.1046011.56All Rights Re