螺栓作為連接件，使用十分廣泛， 其在機車車輛、航太航空、風電機組 上的使用環境大多是高強度高應力， 而在乘用車主要部件的使用環境大多 是低應力卨周期，但仍然存在著極大 的隱患。從安全角度來說，螺栓所聯 接的部件都是很昂貴的。所以，螺栓失 效時，損壞的不僅僅是它們本身，而是 整個產品。

螺栓連接作為汽車裝配上的重要 應用，據有關資料介紹，根據發動機 上的螺紋緊固件通常在1500?2000 顆左右，品種更是高達100個以上，規 格也是從M6?M30不等，而其中大約 100顆是與車輛的安全性能有密切聯 系的。而做為在裝配過程中最重要的 螺栓規格及預緊力的選用，存在理論 上的不足和認識的誤區。

不論螺紋緊件作為連接或密封作用，還是需要裝配的子零件，都有一定的屈服極限。在裝配過程中，如果預緊力過大，使零件的變形量超過零件的屈服強度，零件就會損環。故裝配件要長時間穩定有效工作，設計人員必 須對螺栓預緊力進行規范設計。

在選用螺栓時，就必須考慮到螺栓的尺寸參數和性能等級以及擰緊力矩。在選擇擰緊力矩的時候，除了查看國標規定的擰緊力矩，需不需要考慮連接件的材料，比如鑄鋼和鑄鋁件同樣的螺紋孔，擰緊力矩會一樣嗎?影響選擇擰緊力矩的因素有材料嗎，還是和有效牙數（有效螺紋孔深度）有關?

擰緊力矩不是目的，螺栓拉力（預緊力）才是。

1、螺栓預緊的目的

絕大多數螺栓連接件在裝配時都必須擰緊，以使其在承受工作載荷之前，預先受到拉力作用，這個預加作用力稱為預緊力。預緊的目的在于增強連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件出現縫隙或發生相對滑移，最終保證緊固件可靠地連接在一起。 大量研究及實驗表明，螺栓連接預緊力的大小將對螺栓總載荷、連接臨界載荷、抵抗橫向載荷能力和接合面密封能力等產生重要影響。緊固件可靠地連接在一起的關鍵，是將螺栓連接的軸向預緊力控制在適當的范圍內。若預緊力不適當，不僅會造成被連接件滑移、分離或松脫，還會導致螺栓損壞。預緊力與螺栓拉力的關系比較復雜，涉及到螺栓螺母材料、牙型、螺距、被連接件材料、表面粗糙度、潤滑方式，最終簡化為公式M=kFd，M為扭矩，F為螺栓拉力，d為公稱直徑，k為系數需要根據實際情況實測。

2、螺栓擰緊軸向預緊力選擇 螺栓軸向預緊力下限由連接結構的功能決定，該值要保證被緊固件在工作過程中始終可靠地貼合。螺栓軸向預緊力上限由螺栓(或螺母)和被緊固件的強度及受力狀態決定，該值要保證螺栓及被緊固件在預緊和工作過程中不發生拉長、剪斷、疲勞斷裂、脫扣等現象。大量的研究表明，較大的初始預緊力可以有效提高螺栓連接防松性能，因此螺栓預緊力應在保證螺紋不被破壞前提下盡量取高值。3、螺栓擰緊力矩的選擇精準的方法是使用專門的測螺栓拉力的儀器，擬合出k值，下圖給出30CrMnSiA緊固件的擬合值。

如果沒設備的話，可以按照實際連接情況（包括緊固件、被連接件、潤滑條件等）將螺栓擰斷，記錄擰斷力矩，取30~70%作為擰緊力矩。

實際工作中，我們很少去測螺栓拉力，通常的做法是嚴格按照機械設計手冊要求進行設計，根據相關標準，選用擰緊力矩，那么擰緊力矩該如何選擇呢？

在專業的螺栓緊固裝配中，一般都配有標準扳手，不同的直徑規格的螺栓使用 不同長度的扳手。扳手長度為螺栓直徑的15倍左右，在這個基礎上使用專業的力學 工具可以體現準確的擰緊力矩，達到量化的預緊力，對於一些關鍵件和重要件尤為 重要。一旦使用大規格長扳手擰緊小規格的螺栓，往往會造成拉過緊，破壞零件本 身使整個連接構件失效。

在擰緊螺母時，兩個或者多個零件被壓緊，零件自身被壓縮，就像彈簧的壓縮 變形一樣，在螺母和螺栓與裝配件之間的接觸表面零件自身會產生很大的力，這個力會使得螺栓發生拉仲變形，經計算該應力是簡單的軸向拉力的1.3倍，螺栓產生 的拉應力超過材料的強度極限時，螺栓就被拉斷了。僅僅按操作者的經驗進行螺 栓的緊固，對於批量生產的產品是非常不科學的。對於長扳手擰緊小螺栓時，更應 該注意預緊力的大小，避免發生過度預緊的現象。

使用標準扳手時，施加力大小可參照表1。

表1常用規格螺栓扳手長度及施加力參考值

表2列出部分常用規格螺栓不同性能等級所對應的緊固扭矩值。

對於設計人員來說，該連接處的預緊力需要多大，才能既達到零件的工作要求，又不大於螺栓的安全應力，這就需要計算出該處所需的應力最小值，以此數值 來選用合適的螺栓緊固件。施加於螺栓緊固件上的預緊力，上限值取決於螺栓緊固 件的屈服強度，下限值取決於滿足工作需要所需提供的最小預緊力。

表2常用規格螺栓的緊固扭矩值