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文章出處：螺絲百科 網責任編輯： 法士威精密零件 閱讀量： 發表時間：2022-08-15
螺紋配合廣泛應用在各類零件的連接。但如果設計不當，生產過程不佳，也會產生如滑牙、斷裂等失效現像。
各位朋友可能會有這樣的疑問，螺栓和螺母在配合的過程中，誰會更容易失效呢？
今天，法士威通過詳細數據，研究下到底孰強孰弱？設計過程中有哪些的注意事項？
一）受力分析
當螺栓螺母在擰緊的過程中，會將扭矩轉化為軸向力，軸向力最后會由相互嚙合的螺紋（內螺紋和外螺紋）承受。
受力狀態如下圖所示，軸力會轉化為內螺紋和外螺紋的剪切應力。
如果螺栓和螺母材料完全相同，因為螺栓的受力面積比較小，在相同作用力的情況下，螺紋更容易滑牙和斷裂。
那么，實際情況是什么樣的呢？
我們需要用數據來支撐。
二）螺拴和螺母的力學能力分析
螺母硬度
螺拴硬度
那么，是不是螺栓硬度和強度較高，在擰緊過程中就更不容易被破壞呢？
螺母保載力
螺拴保載力
3）而10.9級M10*1.5粗牙螺紋的保載力為48100N（見上表）。
通過對比來看，螺紋的螺距越小，其承載能力則會越強。
細牙螺拴保載力
三）螺拴設計的注意事項
要選用對應等級的螺紋進行配合
螺栓和螺母配合時，其通常的配合原則如下表所示。
例如，當采用的螺母等級為8級時，螺栓的最高等級只能是8.8級，這樣能保證螺母的載荷承受能力始終大于螺栓。
輕金屬內螺紋連接螺栓時，應選用合適的配合長度并做螺紋孔強度校核
鋁合金的硬度一般在60-80 BHN，其硬度遠低于配合的螺栓。
因此螺紋孔較常見的一種失效模式是螺紋孔滑牙，如下圖所示。
當出現螺紋孔滑牙時，其返工和維修的難度相對較高，因此設計時需遵循一些規則。
如下表所示，鋁、鎂合金零件的配合長度要達到2.0-2.7d，相較于鋼螺母的配合長度0.8-1d，配合長度有了明顯的提升。
配合長度的增加可以有效的防止螺紋孔滑牙，即使過載擰緊的連接副，首先失效的是螺栓，而非內螺紋。
設計的螺紋孔在批量使用前，可采用重復擰緊的方法來驗證螺紋孔強度（具體方法之前文章有詳細介紹）。
實驗過程中，螺紋不允許出現滑牙或脫扣，擰至失效時，要求螺栓斷裂在螺紋處，新螺栓仍可以輕松擰入。
五） 法士威的總結
1)為了便于維修和返工，螺母的設計保載力會高于螺栓的設計保載力，過載擰緊時，螺栓會首先失效。
2)設計螺栓螺母連接時，應該遵循相應的配合準則，即螺栓的級別小于或等于螺母的級別。對于輕金屬連接的內螺紋孔，螺紋嚙合長度應滿足一定尺寸要求，同時可通過重復擰緊的方法來校核螺紋孔的強度。 3)螺紋連接副擰至失效時，當擰緊扭矩出現突然跌落，其失效模式通常是螺栓斷裂；當扭矩相對緩慢的降低，還伴隨階段性扭矩升高，其失效模式一般為螺紋滑牙。
