区焕财

（广东顺德工业设计研究院//广东顺德创新设计研究院，广东佛山 528000）

0 引言

螺钉联接是设备装配中应用最为广泛的可拆卸连接之一，由于其结构简单、联接可靠、装卸方便等优点，在装配中举足轻重[1]。为了增强螺纹联接的刚性、可靠性以及防止受横向载荷螺钉联接的松动，螺纹联接在装配时需要施加合适的拧紧力矩来预紧，合适的拧紧力矩对生产安全、螺钉联接件及被联接件的寿命都是有益的[2]。

图1 螺栓拧紧受力图

1 螺纹拧紧力矩定义

螺钉插入被连接件，利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形，这种弹性变形产生了轴向的拉力，将被夹零件挤压在一起，称为预紧力。螺纹拧紧力矩是指为了达到预紧力，螺栓或螺母所需要的力矩。螺栓拧紧时的受力如图1所示。

2 螺纹联接受力分析

当一个螺纹结合是在锁紧的情况下，螺栓头部和螺纹处的摩擦将影响螺栓预紧力的大小。一般来说在克服螺栓头和联接件表面摩擦时相当于50%的扭矩被消耗，30%到40%的扭矩损失是在克服螺纹处的摩擦力，仅剩10%的扭矩有效地作用于夹紧力上，如图2所示。

图2 螺纹联接受力分析图

3 拧紧力矩的确定

一般来说，拧紧力矩是通过拧紧扳手来施加的，而拧紧扳手力矩T是用于克服螺纹副的螺纹阻力T1及螺母与被联接件（或垫圈）支承面间的端面摩擦力矩T2。

即T=T1+T2=KF0d

其中：d——螺纹公称直径，mm；

F0——预紧力，N；

K——拧紧力矩系数，无量纲。

K的取值较为复杂，根据螺钉的表面处理状态、润滑条件和支撑面材料，一般在0.1～0.3范围内变动，表1为参考值[3-6]。……