螺紋緊固件應力截面積和承載面積 GB /T 16823.1 - 1997

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  應力截面積

  
  

  3.1  應力截面積的計算，見下面公式，如無特殊要求，取3位有效數字。

         或  A_s = 0.7854(d-0.9382P)²

          式中：A_s ——螺紋的應力面積，mm²；

             d——外螺紋大徑的基本尺寸，mm；

             d₂——螺紋中徑的基本尺寸，mm；

             d₃——螺紋小徑的基本尺寸（d₁）減去螺紋原始三角形高度（H）的1/6值，即：mm；

             H——螺紋原始三角形高度（H = 0.866025P），mm；

             P——螺距，mm；

             π——圓周率，π= 3.1416。

  3.2  應力截面積值

       對粗牙螺紋M1~M68（GB 193）、細牙螺紋M8×1~M130×6（GB 193）的應力截面積（A_s）值，如下表所示。

  粗牙螺紋			細牙螺紋
  螺紋直徑d mm	螺距P mm	應力截面積AS mm2	螺紋直徑d mm	螺距P mm	應力截面積AS mm2
  1	0.25	0.46	8	1	39.2
  1.1	0.25	0.588	10	1	64.5
  1.2	0.25	0.732	10	1.25	61.2
  1.4	0.3	0.983	12	1.25	92.1
  1.6	0.35	1.27	12	1.5	88.1
  1.8	0.35	1.7	14	1.5	125
  2	0.4	2.07	16	1.5	167
  2.2	0.45	2.48	18	1.5	216
  2.5	0.45	3.39	20	1.5	272
  3	0.5	5.03	20	2	258
  3.5	0.6	6.78	22	1.5	333
  4	0.7	8.78	24	2	384
  4.5	0.75	11.3	27	2	496
  5	0.8	14.2	30	2	621
  6	1	20.1	33	2	761
  7	1	28.9	36	3	865
  8	1.25	36.6	39	3	1030
  10	1.5	58	45	3	1400
  12	1.75	84.3	52	4	1830
  14	2	115	56	4	2144
  16	2	157	60	4	2490
  18	2.5	192	64	4	2851
  20	2.5	245	72	6	3460
  22	2.5	303	76	6	3890
  24	3	353	80	6	4340
  27	3	459	85	6	4950
  30	3.5	581	90	6	5590
  33	3.5	694	95	6	6270
  36	4	817	100	6	7000
  39	4	976	105	6	7760
  42	4.5	1120	110	6	8560
  45	4.5	1310	115	6	9390
  48	5	1470	120	6	10300
  52	5	1760	125	6	11200
  56	5.5	2030	130	6	12100
  60	5.5	2360
  64	6	2680
  68	6	3060

  
  
  
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  承載面積

  
  

  4.1  承載面積的計算涉及眾多因素，如緊固件的支承面形狀、尺寸、螺栓和螺釘通孔的大小、有無墊圈面或墊圈等。常用支承面形狀的計算公式，如下表所示。如無特殊要求，取3位有效數字。

  
  

  支承面的形狀	承載面積的計算公式
  圓 形
  六角形
  方 形
  注：Ab1——圓形支承面的承載面積，mm2；             Ab2——六角形支承面的承載面積，mm2；             Ab3——方形支承面的承載面積，mm2；             dw——支承面或墊圈面直徑，mm2，見GB 5276；             S——六角或方形的對邊寬度，mm，見GB 5276；             dh——螺栓或螺釘通孔直徑，mm，按GB 5277選取；              π——圓周率，π=3.1416。

  
  

  4.2  典型的螺紋緊固件的承載面積（A_b）值及承載面積（A_b）與應力截面積（A_s）之比（A_b/A_s以下簡稱面積比），如下圖及表3~表5所示。

   

   

  表3

  螺紋緊固件				螺栓或螺釘 通孔直徑dh mm	面積比 Ab/As
  種類	對邊寬度S mm	墊圈面	螺紋公稱直徑d mm
  六角頭螺栓	标準系列	無	3~80	按GB 5277 （無内倒角）或 GB 152.2~152.4	見表4
  		有
  	加大系列	有	12~39
  		無
  内六角螺釘	/	無	1.6~36		見表5
  方頭螺栓	标準系列	無	10~48
  六角法蘭面螺栓	标準系列	無	5~16
  盤頭螺釘	/	無	1.6~10
  注：     1. 六角頭螺栓的标準系列、加大系列，按GB 3104選取；方頭螺栓按GB 8選取；内六角螺釘，按GB 70，選取，六角法蘭面螺栓，桉GB 5787選取，盤頭嫘釘，按GB 67或GB 818選取。     2. 當螺母支承面的形狀、尺寸與表中六角頭螺栓、方頭螺栓、六角法蘭面螺栓相同時，表4和表5也适用于該螺母。

  
  

  表4

  螺紋規格		螺栓或 螺釘通孔直徑dh mm	六角頭螺栓的承載面積與應力面積之比
  			六角标準系列			六角墊圈面标準系列			六角加大系列			六角墊圈面加大系列
  粗牙	細牙		對邊寬度 S mm	承載面積 Ab2 mm2	面積比 Ab2/AS	支承面 直徑 dw=0.95S mm	承載面積 Ab1 mm2	面積比 Ab1/AS	對邊寬度 S mm	承載面積 Ab2 mm2	面積比 Ab2/AS	支承面 直徑 dw=0.95S mm	承載面積 Ab1 mm2	面積比 Ab1/AS
  M3	/	3.4	5.5	17.1	3.4	5.22	12.3	2.4	/	/	/	/	/	/
  M4	/	4.5	7	26.5	3	6.65	18.8	2.1	/	/	/	/	/	/
  M5	/	5.5	8	31.7	2.2	7.6	21.6	1.5	/	/	/	/	/	/
  M6	/	6.6	10	52.4	2.6	9.5	36.7	1.8	/	/	/	/	/	/
  M7	/	7.6	11	59.4	2.1	10.45	40.4	1.4	/	/	/	/	/	/
  M8	M8×1	9	13	82.7	2.3(2.1)	12.35	56.2	1.5(1.4)	/	/	/	/	/	/
  M10	M10×1.25	11	16	127	2.2(2.1)	15.2	86.4	1.5(1.4)	/	/	/	/	/	/
  M12	M12×1.25	13.5	18	137	1.6(1.5)	17.1	86.5	1(0.94)	21	239	2.8	19.95	169	2
  M14	M14×1.5	15.5	21	193	1.7(1.5)	19.95	124	1.1(0.99)	24	310	2.7	22.8	220	1.9
  M16	M16×1.5	17.5	24	258	1.6(1.5)	22.8	168	1.1(1.0)	27	391	2.5	25.65	276	1.8
  M18	M18×1.5	20	27	317	1.7(1.5)	25.65	203	1.1(0.94)	30	461	2.4	28.5	324	1.7
  M20	M20×1.5	22	30	399	1.6(1.5)	28.5	258	1.1(0.95)	/	/	/	/	/	/
  M20	M20×1.5	22	/	/	/	/	/	/	34	621	2.5	32.3	439	1.8
  M22	M22×1.5	24	/	/	/	/	/	/	36	670	2.2	34.2	466	1.5
  M22	M22×1.5	24	34	549	1.8(1.6)	32.3	367	1.2(1.1)	/	/	/	/	/	/
  M24	M24×2	26	36	591	1.7(1.5)	34.2	388	1.1(1.0)	41	925	2.6	38.95	661	1.9
  M27	M27×2	30	41	749	1.6(1.5)	38.95	485	1.1(0.98)	46	1130	2.5	43.7	793	1.7
  M30	M30×2	33	46	977	1.7(1.6)	43.7	645	1.1(1.1)	50	1310	2.3	47.5	917	1.6
  M33	M33×2	36	50	1150	1.7(1.5)	47.5	754	1.1(0.99)	55	1600	2.3	52.25	1130	1.6
  M36	M36×3	39	55	1430	1.8(1.7)	52.25	950	1.2(1.1)	60	1920	2.4	57	1360	1.7
  M39	M39×3	42	60	1730	1.8(1.7)	57	1170	1.2(1.1)	65	2270	2.3	61.75	1610	1.6
  M42	/	45	65	2070	1.8
  M45	/	48	70	2430	1.9
  M48	/	52	75	2750	1.9
  M52	/	56	80	3080	1.8
  M56	/	62	85	3240	1.6
  M60	/	66	90	3590	1.5
  M64	/	70	95	3970	1.5
  M68	/	74	100	4360	1.4
  /	M72×6	78	105	4770	(1.4)
  /	M76×6	82	110	5200	(1.3)
  /	M80×6	86	115	5640	(1.3)
  注：     1. 螺栓或螺釘通孔直徑dh，按GB 5277中等裝配系列（無内倒角）的基本尺寸選取；     2. 對邊寬度S，見六角支承面圖，按GB 3104的基本尺寸選取；     3. 墊圈面直徑dw，見六角墊圈面圖，按dw=0.95S計算；     4. 括号内的面積比（Ab/AS）适用于細牙螺紋。

  
  

  表5

  螺紋 規格	螺栓或螺釘 通孔直徑dh mm	螺栓及螺釘的承載面積與應力截面積之比
  		内六角螺釘			方頭螺栓			六角法蘭面螺栓			盤頭螺釘
  		支承面 直徑dw mm	承載面積 Ab1 mm2	面積比 Ab1/As	對邊 寬度S mm	承載面積 Ab3 mm2	面積比 Ab3/As	支承面 直徑dw mm	承載面積 Ab1 mm2	面積比 Ab1/As	支承面 直徑dw mm	承載面積 Ab1 mm2	面積比 Ab1/As
  M1.6	1.8	2.72	3.27	2.57	/	/	/	/	/	/	3.2	5.5	4.3
  M2	2.4	3.4	4.56	2.2	/	/	/	/	/	/	4	8.04	3.9
  M2.5	2.9	4.18	7.12	2.1	/	/	/	/	/	/	5	13	3.8
  M3	3.4	5.07	11.11	2.21	/	/	/	/	/	/	5.6	15.6	3.1
  M4	4.5	6.53	17.59	2	/	/	/	/	/	/	8	34.4	3.9
  M5	5.5	8.3	30.35	2.14	/	/	/	9.4	45.64	3.2	9.5	47.1	3.3
  M6	6.6	9.38	34.89	1.74	/	/	/	11.6	71.47	3.6	12	78.9	3.9
  M8	9	12.33	55.79	1.52	/	/	/	14.9	110.75	3	16	137	3.7
  M10	11	15.33	89.54	1.54	16	161	2.8	18.7	179.61	3.1	20	219	3.8
  M12	13.5	17.23	90.02	1.07	18	181	2.1	22.6	258.01	3.1
  M14	15.5	20.17	130.83	1.14	21	252	2.2	26.4	358.7	3.1
  M16	17.5	23.17	181.11	1.15	24	335	2.1	30.6	494.89	3.2
  M18	20	/	/	/	27	415	2.2
  M20	22	28.87	274.48	1.12	30	520	2.1
  M22	24	/	/	/	34	704	2.3
  M24	26	34.81	420.77	1.19	36	765	2.2
  M27	30	/	/	/	41	974	2.1
  M30	33	43.61	638.4	1.14	46	1261	2.2
  M33	36	/	/	/	/	/	/
  M36	39	/	973.47	1.19	55	2170	2.7
  M39	42	/	/	/	/	/	/
  M42	45	/	/	/	65	2635	2.4
  M45	48	/	/	/	/	/	/
  M48	52	/	/	/	75	3501	2.4
  M52	56	/	/	/
  注：     1. 螺栓或螺釘通孔直徑db，按GB 5277中等裝配系列（無内倒角）的基本尺寸選取；     2. 内六角螺釘的支承面直徑dw，按GB 70的“dwmin”值選取；     3. 方頭螺栓（标準型）的對邊寬度，桉GB 8（即GB 3104标準系列）的“Smax”值選取；     4. 六角法蘭面螺栓的支承面直徑dw，按GB 5787的“dwmin”值選取；     5. 盤頭螺釘的支承面直徑dw，按GB 67或GB 818的“dkmax”值選取。