螺栓选型怎么算？计算步骤

螺栓选型怎么算？计算步骤

设计人员经常要回答一个问题：这个连接该用多大的螺栓？螺栓选型不是拍脑袋，有一套计算流程。这篇把螺栓选型的计算步骤讲清楚，并给出实用建议。

一、螺栓选型的输入条件

螺栓选型前要明确几个条件：一是连接形式，螺栓承受的是拉力、剪切力还是联合载荷；二是载荷大小，工作载荷是多少，是静载还是交变载荷；三是连接件的材料和厚度，决定旋合长度和支承面；四是工况环境，温度、腐蚀、振动；五是可靠性要求，安全等级。这些条件明确了，才能开始计算。很多人上来就问"M12够不够"，其实答案取决于载荷和工况，不给条件没法回答。选型计算的核心是保证：螺栓在预紧和工作载荷下不屈服、不断裂、不疲劳，同时连接不松。

二、受拉螺栓的计算

受拉螺栓是最常见的工况，计算分几步。第一步，确定预紧力F0：按连接要求取螺栓保证载荷的60%到80%，或者按密封等要求确定；第二步，计算工作载荷F，包括被连接件分担的部分；第三步，计算螺栓总载荷：F总=F0+工作载荷×刚度比系数；第四步，校核应力：螺栓最大应力=总载荷/应力截面积，必须小于屈服强度除以安全系数。实际计算中常反着做：先假设一个直径，算出应力，不合格就加大直径重算，直到满足。公式用标准的应力截面积表查As。

三、受剪螺栓的计算

受剪螺栓的计算比受拉简单：螺栓承受横向剪切力，校核剪切强度。公式：剪切应力=剪力/剪切面积，剪切面积按螺栓杆径截面算或按螺纹小径算，剪切应力要小于许用剪切应力。另一个要点：受剪连接还校核挤压强度，螺栓和孔壁的接触应力不能超过材料的许用挤压应力，否则孔被压长。受剪螺栓一般用铰制孔螺栓，普通螺栓受剪时靠摩擦传递剪力，剪切校核是极限情况。

四、安全系数怎么取

安全系数是螺栓选型的核心参数。取值参考：一般机械设备静载，受拉螺栓安全系数取1.5到2；交变载荷取2到4；冲击载荷取3到5；密封要求高的取2到3；按标准规范设计按规范取值。安全系数大，螺栓大、成本高；安全系数小，螺栓小、风险高。合理做法：按规范计算，取满足规范的最小规格，而不是盲目放大。另外，螺栓强度等级越高，对疲劳越敏感，不是无脑选高等级，10.9、12.9级螺栓的疲劳性能受螺纹滚压等工艺影响很大。

五、选型结果的复核

计算完成后，还要复核几件事：一是旋合长度，螺栓拧入螺母或螺纹孔的旋合长度要够；二是支承面强度，螺栓头或螺母下面的被连接件材料强度够不够，铝件、塑料件要加垫圈或加大支承面；三是扳手空间，螺栓头周围要能放得下扳手套筒；四是标准件优先，选标准规格，非标件贵且难买；五是配套件，螺母等级、垫圈类型要和螺栓匹配。选型计算是手段不是目的，目标是连接可靠、装配方便、成本合理。拿不准的工况，放大一档直径是最稳妥的选择。

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