螺纹紧固件联接工程

　　本书概述了在螺纹联接的设计和评估时应注意的基本原理及相关事项。内容包括螺纹联接设计的基本过程、螺纹联接的故障现象、螺纹联接的原理、螺纹联接设计中所涉及的知识、联接设计可靠性测试过程中需要注意的事项、导致螺纹联接故障原因的关键点、螺纹联接检查方法以及常用的螺栓、螺母之外的其他紧固件的联接方法；详细介绍了螺纹联接设计计算实例。为便于理解，本书尽可能避免了偏重于严密性的细致描述以及特殊情况的记述，把理解螺纹联接的通用基础知识作为目标。本书的内容是作者在丰田汽车公司长期工作所获得的知识和经验。

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序
译者的话
前言
第1章螺纹联接设计的基本
过程1
第2章螺纹联接的故障现象3
2.1拧紧过程中的故障3
2.2拧紧过程后的故障4
2.3故障的特点和原因5
第3章螺纹紧固件的基本
原理7
3.1螺纹紧固件的力学原理7
3.1.1斜面原理7
3.1.2紧固扭矩与螺栓轴向预紧力
之间的关系8
3.1.3螺栓轴向预紧力与螺栓、被
联接件的弹性变形之间的
关系12
3.1.4外加载荷和施加在螺栓上的
载荷之间的关系14
3.1.5螺栓和被联接件的弹簧
常数19
3.2螺纹紧固件的装配24
3.2.1轴向预紧力作用下螺栓的
屈服24
3.2.2扭矩（紧固）法27
3.2.3塑性区紧固法29
3.2.4其他装配方法31
3.3螺栓的静态失效32
3.3.1螺栓的拉伸断裂32
3.3.2螺栓的剪切断裂32
3.4螺栓的疲劳断裂33
3.4.1疲劳断裂33
3.4.2螺纹的疲劳断裂34
3.4.3偏心载荷作用下的系统
形变图35
3.4.4螺纹的疲劳极限36
3.5螺纹失效38
3.6螺栓的延迟断裂43
3.7被联接件的分离45
3.8被联接件的滑动46
3.9螺栓松动47
3.9.1旋转松动47
3.9.2非旋转松动57
3.9.3防松措施67
3.10螺纹规格72
3.10.1螺纹的基本形状72
3.10.2螺纹牙底的形状73
3.10.3外螺纹的应力面积73
3.10.4支承面面积74
3.10.5螺栓和螺母的力学性能74
3.10.6螺栓头下圆角半径76
第4章螺纹联接设计方法77
4.1确定作用在机器（系统或部件）
上的载荷78
4.2计算作用在螺纹联接系统上的
载荷79
4.3将螺纹联接系统上的载荷分解成
剪切载荷分量、拉伸载荷分量
和偏心量79
4.4防止各种问题发生的研究79
4.4.1与剪切载荷Ws有关的
研究79
4.4.2（纯）拉伸载荷的研究83
4.4.3偏心拉伸载荷的研究85
4.5螺栓尺寸、螺栓强度和紧固扭矩
的确定86
4.6对过度拧紧和应力腐蚀开裂的
研究88
4.7使用样件进行功能验证试验89
第5章螺纹联接可靠性评价
方法90
5.1样品的条件90
5.2试验载荷91
5.2.1概述91
5.2.2最大保证载荷91
5.2.3防滑保证载荷91
5.2.4防松保证载荷91
5.2.5防分离保证载荷92
5.2.6防疲劳保证载荷92
5.2.7温度92
5.3故障分析迹象92
5.3.1是否拧紧92
5.3.2螺栓失效原因93
5.3.3松动及其原因研究93
5.4故障特征99
5.4.1剪切载荷作用下的旋转
松动99
5.4.2拉伸载荷作用下的螺栓
疲劳断裂100
5.4.3蠕变（应力松弛）引起的
松动100
5.5松动的测量方法101
5.5.1残余扭矩的测量方法101
5.5.2螺栓和螺母的松动角度测量
方法102
5.5.3弹簧垫圈上升量测量
方法103
5.5.4检查旋转和滑动存在的
方法103
5.5.5残余轴向预紧力的测量
方法104
5.6轴向预紧力的测量方法104
5.6.1使用超声轴向预紧力测
量仪的方法104
5.6.2使用螺栓贴应变片的测量
方法106
5.6.3使用压力传感器的方法108
5.7螺纹紧固件摩擦系数的测量
方法109
5.7.1样品109
5.7.2测量装置109
5.7.3拧紧速度110
5.7.4螺纹摩擦系数、支承面摩擦
系数和总摩擦系数的
计算110
螺纹紧固件联接工程目录第6章螺纹联接的检查方法113
6.1紧固扭矩和检查扭矩之间的
关系113
6.2紧固扭矩的检查114
6.3紧固扭矩的监测和记录114
6.4根据轴向预紧力进行的检查114
第7章各类螺纹紧固件的
使用116
7.1垫片116
7.1.1垫片的承载表面功能117
7.1.2垫片的隔离功能117
7.1.3弹簧垫圈的弹簧功能118
7.1.4垫片的必要性120
7.2双头螺柱120
7.3自攻螺钉121
7.4止动部件122
7.4.1螺纹阻力型止动123
7.4.2机械式止动124
7.4.3支承面阻力型止动125
7.4.4胶粘剂125
7.4.5如何评价止动部件的
性能125
7.5双螺母128
7.6粗牙螺纹和细牙螺纹128
7.7支承面角度129
第8章螺纹设计计算实例131
8.1承受剪切载荷的联接系统：曲轴
和飞轮之间的联接131
8.2承受扭转载荷的联接系统：曲轴
和带轮之间的联接137
8.3承受偏心拉伸载荷的联接系统：
连杆和连杆盖之间的联接145
8.4承受惯性力的联接系统：安装
计算机152
8.5承受一次性大冲击载荷的联接
系统：安全带肩带固定器的
安装156
8.6电气功能件的联接系统：车窗
玻璃电动升降器的安装162
8.7暴露于高温下的联接系统：
排气歧管和排气管之间的
联接166
第9章为进一步理解螺纹紧固件
进行的计算练习171
附录185
附录A附图185
附图1~6六角头螺栓（粗牙）
的T-F-μ-σy
图185~188
附图7~12六角法兰面螺栓（细
牙）的T-F-μ-σy
图188~191
附图13~18小六角头螺栓（细牙）的T-F-μ-σy
图191~194
附录B附表194
附表1螺纹中径、底径、应力面积
（As）和牙底横截面积（A3）
一览表194
附表2外螺纹零件（粗牙和细牙
螺纹）轴向拉伸试验中最
小屈服载荷196~197
附表3材料的临界面压198
附表4支承面积Aw（最小值）和
应力面积As比值表199
附表5支承面等效摩擦直径
dw200
附表6接触面的摩擦系数201
附表7不同材料的热膨胀系数α、
弹性模量E和剪切
模量G201
附表8推荐的螺纹临界啮合
长度值203
附表9从维氏硬度值获得的钢铁
材料（光滑试样）强度值
的估算203
附录C符号列表204
参考文献207