螺栓的预紧力和拧紧力矩计算

螺栓的预紧力和拧紧力矩计算

螺栓的预紧力和拧紧力矩是机械设计中非常重要的参数，直接关系到设备的安全性和可靠性。本文将详细介绍螺栓预紧力和拧紧力矩的计算方法，帮助工程师和技术人员更好地理解和应用这些参数。

螺栓的预紧力和拧紧力矩可查阅机械设计手册计算，机械设计手册采用成大先的第五版，以下为计算步骤：

螺栓的预紧需要执行者使用力矩扳手操作，参考扳手上的力矩指示标志，如下图所示，所以我们最终的目的是确定拧紧力矩，用来指导生产。

既然我们要计算拧紧力矩，那接下来我们就看一下拧紧力矩的计算式：（手册5-70页）

从计算式中我们可以看到，经过简化后T与系数K、预紧力F’和螺纹公称直径d相关。变量d非常容易确定，也就是我们使用多粗的螺栓，例如使用M12的螺栓，d即为12mm。那如何确定变量K呢？

手册中给出了最常用螺纹的拧紧力矩系数K的参考表格，包含我们在大部分计算中需要使用到的情况，但是一些情况下表格中没有给出，那如何确定变量K？

上式可以计算出表5-1-67没有给出的情况，其中的关键系数为两个摩擦因数，这两个因数需要根据螺纹表面处理方式确定或者通过实验确定，但表5-1-67给出了我们常用计算的大部分情况，一般从表中选择即可。

最后我们要确定预紧力F’了，参考以下计算式：

屈服点可以从手册的5-72页，表5-1-69中查询，选择依据为螺纹的性能等级。公称应力面积可从手册的5-74页，表5-1-70中查询，依据是螺纹的直径。碳素钢还是合金钢，这个要根据我们选择的具体标准件，这个可以从手册中查询到。

结合以上的计算和实际工程经验，将常用的螺栓预紧力和拧紧力矩进行了计算并整理成了表格，如下：

GB/T1228-1230螺栓副预紧力及拧紧力矩（k=0.13）

注：一般1228的螺栓经过磷化处理，k取值为0.11-0.15之间，具体k的值还可以采用采购螺栓的《螺栓质量合格证书》中直接查阅。

对GB/T5782和5783中螺栓进行修正，得到下表：