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
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。