螺栓直径（轴向拉伸）
由轴向拉伸载荷 F 与许用应力 [σ]=σ_s/S 确定螺栓所需最小螺纹大径，并向上取整至最近公制标准规格（M 系列）。
输入参数
计算公式
A = F/[σ]；d = √(4A/π)；[σ] = σ_s / S
基础知识
螺栓直径指承受轴向工作载荷所需的螺纹公称直径，是螺纹联接强度设计的第一步。
按抗拉条件 $d\ge\sqrt{4F/(\pi[\sigma]n)}$，$F$ 为工作载荷、$[\sigma]$ 为许用应力、$n$ 为安全系数。承受横向载荷时尚需校核预紧与摩擦防松。
历史沿革
螺纹标准由 Whitworth 于 1841 年统一英制螺纹，公制 ISO 螺纹于 1960 年代确立，螺栓强度等级体系使连接设计可量化。
工程应用
用于法兰、钢结构、发动机缸盖等承受预紧与交变载荷的螺纹连接设计。
术语表
| 公称直径 $d$ | 螺纹大径，表征螺栓尺寸的主参数。 |
| 许用应力 $[\sigma]$ | 材料极限应力除以安全系数后的可用应力。 |
| 安全系数 $n$ | 考虑载荷波动与失效后果的裕度系数。 |
使用方法
- 在「输入参数」区填写 轴向载荷 F、屈服强度 σ_s、安全系数 S（注意输入框标注的单位）。
- 点击「计算」按钮，工具依据上方公式进行运算。
- 在结果区查看 计算最小直径、标准规格 M。
公式说明受拉螺栓直径 d = √(4F / (π·σ·n))；F 为工作拉力，σ 为许用应力，n 为安全系数。
公式解读 · 例题 · 知识点
公式解读
仅受轴向拉伸载荷时，螺栓危险截面（小径处）正应力为 $\sigma=F/A$，由强度条件得所需大径：
$$d=\sqrt{\frac{4F}{\pi\,\sigma\,n}}\ \text{(mm)}$$
$F$ 为工作拉力（N），$\sigma$ 为许用拉应力（MPa），$n$ 为安全系数；螺纹小径可近似 $d_1\approx0.8d$。当轴向载荷与预紧扭转载荷共同作用时，复合效应使系数变为 $8/3$。
$$d=\sqrt{\frac{4F}{\pi\,\sigma\,n}}\ \text{(mm)}$$
$F$ 为工作拉力（N），$\sigma$ 为许用拉应力（MPa），$n$ 为安全系数；螺纹小径可近似 $d_1\approx0.8d$。当轴向载荷与预紧扭转载荷共同作用时，复合效应使系数变为 $8/3$。
例题
螺栓承受拉伸载荷 $F=30000\ \text{N}$，许用拉应力 $\sigma=60\ \text{MPa}$，安全系数 $n=1$。
$$d=\sqrt{\frac{4\times30000}{\pi\times60\times1}}=\sqrt{\frac{120000}{188.5}}\approx\sqrt{636.6}\approx25.2\ \text{mm}}$$
按标准规格圆整选取 M27（计算值约 25.2 mm）。
$$d=\sqrt{\frac{4\times30000}{\pi\times60\times1}}=\sqrt{\frac{120000}{188.5}}\approx\sqrt{636.6}\approx25.2\ \text{mm}}$$
按标准规格圆整选取 M27（计算值约 25.2 mm）。
知识点
- 螺栓尺寸通常按单项载荷分别计算：纯轴向拉伸、轴向+扭转、横向剪切等，再取控制工况。
- 螺纹大小用外螺纹大径 $d$ 表示；内螺纹以其配合外螺纹的大径表示。
- 小径 $d_1\approx0.8d$，用于校核螺纹剪切与弯曲强度。
参数说明
输入参数 Inputs
| 参数 Parameter | 符号 Symbol | 单位 Unit | 默认 Default |
|---|---|---|---|
| 轴向载荷 F (N) | F | N | 10000 |
| 屈服强度 σ_s (MPa) | sigma_s | MPa | 400 |
| 安全系数 S | S | 2.5 |
输出结果 Outputs
| 结果 Result | 符号 Symbol | 单位 Unit |
|---|---|---|
| 计算最小直径 | d_req | mm |
| 标准规格 M | d_std | mm |
应用场景
- 工程计算与单位换算的常用场景
常见问题
这个工具使用什么公式？
本工具依据 ISO / AGMA / ASME 等标准公式 进行计算：A = F/[σ]；d = √(4A/π)；[σ] = σ_s / S
计算结果有多精确？
结果与输入精度一致，基于国际单位制（SI）与通用工程近似；关键工况建议结合安全系数复核。
常用于哪些场景？
工程计算与单位换算的常用场景