螺釘強度計算和選型

1、All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015上海逸伏汽車電子科技有限公司螺釘擰緊力矩計算螺釘擰緊力矩計算周振2016.5.16All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015 擰緊螺釘時所需的力矩T用于克服螺紋副的螺紋阻力矩T1和被聯(lián)接件間的端面摩擦力矩T2；（來源：機械設(shè)計手冊第2卷5-70）T=T1+T2=K F d 式中F螺釘預(yù)緊力（N） d螺紋公稱直徑（m） K擰緊力矩系數(shù)（無量綱）摩擦表面狀態(tài)摩擦表面狀態(tài)K值值有潤滑有潤滑無潤

2、滑無潤滑精加工表面0.100.12一般加工表面0.130.150.180.21表面氧化0.200.24鍍鋅0.180.22干燥加工表面0.260.30All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015螺紋預(yù)緊力螺紋預(yù)緊力F碳素鋼螺釘F=（0.60.7）sAs 合金鋼螺釘F=（0.50.6）sAs 式中s螺釘材料的屈服強度（Mpa） As螺紋應(yīng)力截面積（mm2）目前暫定選用螺釘性能等級為8.8級：其含義為此性能等級的螺釘抗拉強度為800Mpa，屈服強度為抗拉強度的0.8倍，故s=0.8b=640Mpa另外，查表可知：M3

3、螺釘?shù)腁s=5.03、M4螺釘?shù)腁s=8.78M3螺釘?shù)念A(yù)緊力F=（0.50.6）sAs =0.56405.03=1609.6NM4螺釘?shù)念A(yù)緊力F=（0.50.6）sAs =0.56408.78=2809.6N來源：GBT3098.6-2000All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015螺釘擰緊力矩螺釘擰緊力矩T參考國標(biāo)：GBT3098.6-2000 不銹鋼緊固件機械性能 螺栓、螺釘和螺柱參考文獻：機載電子設(shè)備常用螺釘擰緊力矩研究M3螺釘?shù)臄Q緊力矩T=K F d =0.241609.6310-3=1.16(N)M

4、4螺釘?shù)臄Q緊力矩T=K F d =0.242809.6410-3=2.69 (N)All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015螺釘擰緊力矩螺釘擰緊力矩T（螺釘材料與基體材料不同）（螺釘材料與基體材料不同） 預(yù)緊力的大小，除了受限于螺釘材料的強度外，還受限于被聯(lián)接件的材料強度。當(dāng)內(nèi)外螺紋的材料相同時，只校核外螺紋強度即可。對于旋合長度較短、非標(biāo)準(zhǔn)螺紋零件構(gòu)成的聯(lián)接、內(nèi)外螺紋材料的強度相差較大的受軸向載荷的螺紋聯(lián)接，還應(yīng)校核螺紋牙的強度。 我司散熱器基材是壓鑄鋁合金A380（對應(yīng)國標(biāo)牌號YZALSi9Cu4），其強度

5、遠低于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的強度，所以應(yīng)校核鋁合金上螺紋牙型的強度，主要是螺紋材料的剪應(yīng)力及彎應(yīng)力。螺紋牙型的剪應(yīng)力及彎應(yīng)力按如下公式進行校核： DbzkZWF剪應(yīng)力剪應(yīng)力彎應(yīng)力彎應(yīng)力 zDbkh32ZWF式中：Fw 最大軸向外荷載，即預(yù)緊力F(N) D內(nèi)螺紋大徑(mm) b螺紋牙根部寬度(mm) kZ載荷不均勻系數(shù)(無量綱) h螺紋牙的工作高度(mm) z螺紋牙數(shù)參考文獻：1范厚軍.緊固件手冊.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，20042成大先. 機械設(shè)計手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社，北京，20073周德軍. 單個螺紋牙剪切應(yīng)力計算應(yīng)用淺析,河南科技,2010All Rights Reserved YIFU A

6、UTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015參數(shù)參數(shù)M3螺釘螺釘M4螺釘螺釘FwDbkZhzpa11.567435. 0314. 316 .1609DbzkZMFW剪應(yīng)力剪應(yīng)力彎應(yīng)力彎應(yīng)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機械設(shè)計手冊mmphm271. 05413. 0)3(mmph

7、m379. 05413. 0)4(二極管（含銅鼻子）取整 62. 7)3(pHzm旋合深度）（HpHzm)3(1、二極管固定螺釘校核：旋合深度）（HpHzm)3(All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2015 )22-2 . 1(602120nnnMpan，取大值變載荷作用下為安全系數(shù)，在冷熱交YL112壓鑄鋁合金許用剪應(yīng)力壓鑄鋁合金許用剪應(yīng)力 、許用彎應(yīng)力、許用彎應(yīng)力 pa1232246Mns 參考文獻：1郭洪民.流變壓鑄YL112鋁合金的熱處理與力學(xué)性能.南昌大學(xué)：中國有色金屬學(xué)報，20082 GB/T 15114-2009鋁合金壓鑄件 基本滿足要求MpaMpaMpaMpa12088.1046011.56All Rights Re