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螺紋連接是一種重要的用于產品之間裝配的緊固方式，為了增強螺紋連接的剛性、緊密性和防松能力，多數螺紋連接在生產裝配時都需要預緊，而為了達到預緊緊固的效果，就需要制定合適的擰緊力矩。 很多時候，我們在設定目標扭矩的時候，都是照搬公司內原先圖紙或者工藝上規定的數值。通常的做法是比如機械牙，然后就找尋內部相同的螺紋公稱直徑，然后選擇和它一樣的擰緊扭矩，最終標在圖紙上，讓產線執行。 以上做法，一般也不會出現什么問題，但前提是你需要直接沿用量產的螺絲，并且被緊固的零件材料也需要類似，才能保證萬無一失，否則雖然公稱直徑相同，但如果螺絲強度等級、螺絲頭接觸面直徑大小、有無彈墊、被緊固零部件材料以及各接觸界面的摩擦系數不一致的話，很可能導致產線出現擰緊失效，如螺絲斷裂、滑牙、松動等問題。 最近通過查詢一些螺紋連接的擰緊力矩計算方法得知，螺絲的擰緊力矩沒有固定的標準值文件，通常只會作為目標參考扭矩，有一定的參考意義，但最穩妥的方法還是要進行扭矩試驗方法，才能得到確切合適的數值。 本文嘗試著通過對相關標準的解讀，結合個人的理解，來對扭矩的計算方法進行說明。 力矩，也稱為扭矩，是使物體繞軸心旋轉或具有旋轉趨勢的物理量。力和力臂的乘積叫做力對轉動軸的力矩。 力矩的計算公式為 M=L*F，其中M是力矩，L是從轉動軸到著力點的距離矢量，F是矢量力。在國際單位制中，力矩的單位是牛頓·米，簡稱?！っ祝枮镹·m。 在對螺紋連接進行擰緊力矩的計算中，可以不考慮其方向。
· 摩擦因數與接觸面積無關; · 摩擦因數與滑動速度無關; · 靜摩擦因數大于動摩擦因數。 上圖F為全反力：接觸面給物體的摩擦力f與支持力N的合力稱為全反力F。F與截面面法線方向N的夾角則稱為摩擦角ρ。 因此tanρ=f/N=μN/N=μ，所以ρ=arctanμ。由公式可以看出：摩擦角只決定于摩擦因數。 為什么要引入摩擦角的概念，是因為受力模型分析的時候，會涉及到此角度。 如下圖為一個外螺紋的示意圖，而螺栓擰緊的過程我們可以將這個復雜的問題簡化為我們更為熟悉和容易接受的斜面推物塊的問題。 螺栓螺紋可等效為一個繞螺桿圓柱，其中斜面與水平面之間夾角為β，也就是所謂的螺紋升角。螺紋展開就是一個斜面，因此可將螺栓看作斜面，將螺母看作滑塊。螺栓的擰緊過程實際上就是通過對螺母施加一個使其能夠沿斜面向上滑動的力，從而得到一個力W，這個W就是我們想要的螺栓軸向預緊力。
如果我們用簡圖將螺紋的受力模型畫出來的話，就需要將螺母的支撐面等效為長為πd2的水平面，其中d2大家應該知道為螺紋的中徑，那么螺栓與螺母的螺紋面就等效為斜面，螺栓則可以等效為斜面上的滑塊，螺栓的預緊力等效為滑塊重力，擰緊螺母相當向左推動重物下的三角塊。因此我們可以得到下面的受力分析圖：
（式中As為螺栓公稱應力截面積，單位為mm2，其值可參考GB/T 16823.1） 寫在最后 上面最后T=KFd，只是簡單用于工程計算的數據，能夠快速得到設定的扭矩的最大和最小值，用于初步設定產線的目標扭矩。
大家有時間的話，可以對比下上面式子的左邊和右邊計算是否一樣，然后再結合實際，看哪個更加準確和接近。 另外國內外也有相關的螺栓擰緊扭矩參考標準，如VDI2230，GB/T 16823.2和VW01126。有興趣的朋友可以自行去學習和加深理解。 謝謝！ |
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