螺钉强度计算和选型.ppt

All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 上海逸伏汽车电子科技有限公司螺钉拧紧力矩计算 周振2 0 1 6 .5 .1 6 All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 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 -7 0）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K值有润滑无润滑精加工表面0 .1 0 0 .1 2一般加工表面0 .1 30 .1 5 0 .1 80 .2 1表面氧化0 .2 0 0 .2 4 镀锌0 .1 8 0 .2 2干燥加工表面 0 .2 60 .3 0 All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 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8 0 0 Mpa，屈服强度为抗拉强度的0 .8倍，故 s=0 .8 b=6 4 0 Mpa另外，查表可知：M3螺钉的As=5 .0 3、M4螺钉的As=8 .7 8M3螺钉的预紧力F=（0 .50 .6）sAs =0 .56 4 05 .0 3 =1 6 0 9 .6 NM4螺钉的预紧力F=（0 .50 .6）sAs =0 .56 4 08 .7 8 =2 8 0 9 .6 N来源：GBT3 0 9 8 .6 -2 0 0 0 All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 螺钉拧紧力矩T 参考国标：GBT3 0 9 8 .6 -2 0 0 0 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 .2 41 6 0 9 .631 0 -3 =1 .1 6 (N)M4螺钉的拧紧力矩T=K F d =0 .2 42 8 0 9 .641 0 -3 =2 .6 9 (N) All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 螺钉拧紧力矩T（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A3 8 0（对应国标牌号YZALSi9 Cu4），其强度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： Dbzk Z WF剪应力弯应力 zDbk h3 2Z WF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，2 0 0 42 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社，北京，2 0 0 73 周德军. 单个螺纹牙剪切应力计算应用浅析,河南科技,2 0 1 0 All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 参数M3螺钉M4螺钉FwDbkZhz pa11.567435.0314.31 6.1609Dbzk Z MFW 剪应力弯应力pa88.1047435.0314.31 271.06.16093zDbk h3 22Z MFW NF mW 6.1609)3( NF mW 6.2809)4( mmD m 3)3( mmD m 4)4( )(435.087.0)3(螺距pmmpb m mmpb m 609.087.0)4( 16)3( dpk mz 875.05)4( dpk mz机械设计手册mmph m 271.05413.0)3( mmph m 379.05413.0)4( 二极管（含铜鼻子）取整 62.7 )3( pHz m旋合深度）（HpHz m )3(1、二极管固定螺钉校核：旋合深度）（HpHz m )3( All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 )22-2.1( 602120 nnn Mpan，取大值变载荷作用下为安全系数，在冷热交YL1 1 2压铸铝合金许用剪应力 、许用弯应力 pa1232246 Mns 参考文献：1 郭洪民.流变压铸YL1 1 2铝合金的热处理与力学性能.南昌大学：中国有色金属学报，2 0 0 82 GB/T 1 5 1 1 4 -2 0 0 9铝合金压铸件 基本满足要求MpaMpa MpaMpa 12088.104 6011.56 All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5 All Rights Reserved YIFU AUTOMOTIVE ELECTRONICS TECHNOLOGY 2 0 1 5