螺栓，机械零件，带螺母的圆柱形螺纹紧固件。通常人们会说“拧螺栓是一项技术活”，它的知识体现在哪里？
拧紧时的扭矩分配
拧紧螺栓，只有在施加一定的扭矩并旋转一定的角度后才能完成，这部分扭矩+角度作品最终转化为三个部分：
1、在螺栓头下面的摩擦消耗；
2、螺纹摩擦消耗；
3、产生预紧力。
这也可以根据下面的公式获得：
• Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk))
• 预紧力 螺纹副 在螺栓头下面
• 定义Definitions
Fm = 夹紧力clamping force
P = 螺距pitch of thread
μg = 螺纹副摩擦系数friction value in thread
d2= 螺栓直径diameter bolt
Dkm = 螺栓头的表面尺寸size of surface
bolt (nut)-head
Dkm = (dw + dh)/2
μk = 螺栓头表面的摩擦系数fricition value
surface bolt-head
一般而言，三者之比是10%、40%以及50%，这部分能耗很容易直观的实现：10%夹紧力的功体现在螺栓的拉力上，40%和50%体现了螺纹副以及在螺栓头下面拧紧后摩擦力导致的发热。
螺栓的初始设计是按照上图所示的比例来分配它们之间的关系，如果在实际过程中改变了三者的比例，会产生扭矩“合格”，不合格的夹紧力。
典型情况1：
螺纹需要额外润滑
此时，螺旋副的摩擦系数降低，摩擦力矩变小，施加的扭矩“转移”夹紧力，后果可能是：螺栓断裂或工件变形。
典型情况2：
生锈的螺栓或涂漆的螺纹副
此时，螺旋副的摩擦系数增大，扭矩合格后可能夹紧力不足。
改变摩擦系数的其他常见情况有：
涂层材料变化，涂层厚度变化，螺栓/螺钉公差，旋转接触面与螺母的摩擦系数，工具速度，添加垫圈/减少等。
了解螺栓和螺母的紧固技术
拧紧螺栓是装配过程中的一个重要部分，螺栓/螺母必须在产品生命周期内稳定连接，否则可能造成严重的质量事故，因为螺栓/因螺母失效导致的安全事故时有发生。
螺栓/螺母的失效模式如下：
1. 力量不足
螺栓的常用强度等级如下，如果螺栓制造商提供的螺栓不能满足相应的强度要求，螺栓连接的安全性得不到保证。
2. 螺纹副力量不足
按照ISO898要求，与螺栓配合的螺旋副/螺母的强度应该与螺栓本身的强度相匹配，比如螺栓强度为10.9的螺栓，强度应该是10的螺母。
3. 螺纹高度
另据ISO898要求，或者螺母的有效螺纹连接高度一般大于公称直径D的0.8以上，比如M10与螺栓相匹配的螺母高度不得低于8mm。
螺栓/螺母的机械强度试验
螺栓/测试螺母机械强度的方法有很多，相对权威的方法是基于ISO898-1以及ISO898-2，螺栓机械拉伸强度的测试方法如下：固定螺栓的两端，轴向拉力由万能材料试验机产生，通过轴向张力/螺栓的力学性能指标可以通过轴向拉伸得到。
轴向拉力/轴向拉伸量：
螺母/螺纹副的机械强度试验，下图是示意图：
1. 实验载荷一般在抗拉强度88%~94%之间。
2. 长期载荷15S。
3. 确保螺钉不会永久变形。
4. 15S手动拧出螺纹，坚果说/螺纹强度合格。
评论列表（20条）