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浅谈装配中的螺栓拧紧力矩一、螺纹基本知识1.1左旋右旋1、右旋螺纹:常用的最重要原因有两个：一是右手常用方便、顺手；二是右螺纹车削工艺性好2、左旋螺纹：符合左手定则。用于右旋螺纹不能满足的地方。例如：因为运动方向可能导致松动的地方---自行车的左脚踏板芯轴；保证右旋习惯的地方----机床进给丝杠；起区分的作用----可燃气体气瓶；双向运动---拉器等....。一般机械调节装置会用到左旋螺纹左右螺纹匹配应用也就是一根螺杆的两端分别为左旋螺纹和右旋螺纹这样就可以通过旋转螺杆实现两端螺母的间距；如自行车轮轴暖气片组螺纹轴等1.2粗牙细牙粗牙螺纹：用于紧固件细牙螺纹：同样的公称直径下细牙的螺距小升角小自锁性能更好适于薄壁细小零件和冲击变载等情况1.3螺纹头数单头螺纹（n=1）：用于紧固双头螺纹和多线螺纹(n>=2)：用于传动1.4自锁螺纹如图所示螺纹受到向外的力螺旋角为导程中径。当即时不论有多大螺纹都不会脱落（脱扣另说）。二、螺纹联接预紧力的作用螺纹联接的预紧力就是使螺纹联接在承受工作载荷之前预先受到力的作用这个预加作用力就是预紧力。合适的预紧力是增强联接可靠性和紧密性的重要前提。预紧力达不到规定要求就会使被联接件受载后出现缝隙或发生相对滑移造成零部件的松动甚至使整机无法正常工作。如果预紧力过大就会引起人为的零部件损坏例如采用O形圈密处如果预紧力过大就会挤坏0形圈使密封失效。不合适的预紧力会带来以下后果：螺纹联接零件的静力破坏。若螺纹紧固件拧得过紧即预紧力过大就会引起人为的零部件损坏螺栓可能被拧断联接件被压碎、咬粘、扭曲或断裂也可能使螺纹牙形被剪断而脱扣。被联接件滑移、分离或紧固件松脱。对于承受横向载荷的普通螺栓联接预紧力使被联接件之间产生正压力依靠摩擦力抵抗外载荷因此预紧力的大小决定了它的承载能力。若预紧力不足被联接件将出现滑移从而导致被联接件错位、歪斜、折皱螺栓有可能被剪断。对于受轴向载荷的螺栓联接预紧力使接合面上产生压紧力受外载荷作用后的剩余预紧力是接合面上工作时的压紧力。若预紧力不足将会导致接合面松动甚至导致两被联接件分离的严重后果同时预紧力不足还将引起强烈的横向振动致使螺母松脱等现象发生。螺栓疲劳破坏。不合适的预紧力在大多数情况下会使螺栓因疲劳而失效。减小预紧力虽然能使螺栓上循环变化的总载荷的平均值减小但却使载荷变幅增大所以总的效果大多数是使螺栓疲劳寿命下降引起疲劳破坏。因此在装配工艺中一定要确定预紧力的范围。根据被联接件的重要程度、受力情况、运动方式、结构特点、螺纹规格与等级、被联接件材料与联接的目的等方面综合考虑确定科学合理的预紧力矩范围；在装配时严格遵守工艺规定的力矩要求。只有这样才能真正提高螺纹联接的可靠性以及联接件的抗疲劳强度。三、螺栓受力3.1受力分析螺栓在螺母拧紧时受到两种应力：①预紧力引起的拉应力；②螺纹力矩引起的扭转剪切力。研究表明当螺栓承受的预紧拉应力(表示)达到其屈服强度(表示)的0．78倍时螺纹沟底开始破坏由此螺栓预紧应力需满足这一前提条件螺栓应变才能控制在弹性变形范围段对一般机械螺栓连接考虑工程实际因素通常取。当我们拧紧螺栓时两个零件被夹紧图1中的夹紧力就等于张力。实际上夹紧力是我们希望得到的这就是螺纹联接的预紧力虽然这个夹紧力F是很难测量的但我们可以通过测量拧紧力矩T来控制预紧力(图2)。在装配过程中实际施加的作用力主要用于克服摩擦力而真正转变成夹紧力的只有10％多一点大约90％的能量被转化成了摩擦力。这也正是为什么拧紧完成后螺栓不会自己脱落下来的原因其作用力的转化情况为图3所示。当拧紧螺栓时螺栓转动直到螺栓头底面与被联接件表面贴合此时螺栓才开始被拧紧。对于硬联接(如图4所示)当达到需要的转矩时也就是当达到需要的夹紧力时从装配面开始贴合到拧紧完成只需要转动不大的角度即可完成装配过程说明硬联接的转矩变化率较大。对于软联接(如图5所示)即使同一样的规格尺寸装配面开始贴合后还需要转动很多圈才能拧紧说明软联接的转矩变化率小。图3表明施加的拧紧力矩主要克服了摩擦力一是螺纹副中的摩擦力(约占40％)二是贴合端面的摩擦力(约占50％)而真正转变成夹紧力(即预紧力)的却只有10％左右所以摩擦力对拧紧力矩的影响非常大。因此在装配时螺栓有没有进行润滑对拧紧力的影响非常明显没有润滑的螺栓在拧紧时会产生较大的摩擦力。也就是说如果需要一定的夹紧力当拧紧没有润滑的螺栓时需要施加更大的转矩。如果螺栓被润滑了则摩擦力减小如果继续按照与没有润滑的螺栓相同的转矩进行拧紧螺栓有可能会被拉断。另外螺栓表面处理方式的不同对摩擦力也有明显影响。表面镀锌与表面发黑处理相比前者的摩擦系数明显偏小拧紧过程中需要克服的摩擦力也小所以在同一部位拧紧同样规格、等级的镀锌螺栓时应比表面发黑的螺栓施加较小的转矩才是正确的。被联接件与螺母、螺栓