汽车由于在崎岖不平的道路上颠簸，车辆各个部位除了受到正常的拉力、推力和振动力以外，还会受到各种不同方向的扭力和冲击力！所以汽车上各部位的连接螺栓极易松脱，造成某个零部件无法正常工作，甚至引起机械事故。如发动机连杆螺栓松脱，就可能造成高速摆动的连杆脱离曲轴，甩出去，捣破发动机气缸体。

分析螺纹连接失败的原因

阿基米德（Archimedes）（公元前-年）发明的波纹螺丝，导致目前普遍用于所有连接技术的螺纹紧固件的产生。现在，螺纹连接装置是用于机器构造·安装和修理的最重要的可拆卸部件，人们对其已习以为常，因而从未认真分析其功能。导致螺纹连接装置失败的两个主要原因是:

·张力松弛

·自松

作用于螺栓上的轴向、横向力及扭矩

松弛

当螺栓轴向长度发生永久变化或被粘物本身在密封热表面松弛时，螺纹连接件便会松弛、螺栓张力减弱，因此使残留夹持力下降。长度永久变化是由以下因素造成的：

·沉陷--在螺栓张力的压迫下，接触部件（如螺母、垫圈）的粗糙表面变得光滑起来。

·蠕变--螺栓或螺母的支撑面上所受的压力，超过材料本身的抗压强度。

防止松弛

如果能够增加连接的弹性而使预期的沉陷和蠕变量得以补偿，那么基本上可防止预应力下降。这可通过以下方法达到:

具有高l/d比的螺栓（l＝轴长，d＝轴径）;

凸缘螺栓和凸缘螺母以及火并回火的垫圈，可降低表面压力，从而降低支表面上的沉陷;

带有压装弹簧头垫圈或凹面支撑垫圈的螺栓和螺母;

刚性锥形弹垫圈或盘形弹簧。

自松

接触表面之间出现滑动时，螺纹连接装置将自松，这种强制相对运动能克服螺纹连接装置内的摩擦力，从而使螺纹的自锁作用消失。只有当夹持力大到足以阻止这种运动时，才能克服力矩M.不致使连接装置松弛。式中符号含义:

ML＝自松扭矩

Fv＝有效预应力

d2＝螺纹的中径

φ＝螺纹螺旋角

ρ＝螺纹摩擦角

A＝支撑表面的摩擦系数

rA＝支撑面摩擦力的力臂

如果螺纹连接装置的结合力不能阻止受力部分间的相对运动，螺栓则会摇动:螺纹齿腹彼此滑过，螺栓几乎不再有摩擦性。松弛扭矩则为:

松弛力矩Mi只取决于预应力，螺纹的中径和螺旋角，作用方向与上紧方向相反，致使螺纹连接装置松弛。以下因素可引起接触面之间的滑动:

轴向动态负载:脉动轴向超负荷导致齿腹相对运动;

垂直于轴向的动态负载;弯曲材料的不同热膨胀率，冲击或振动可克服支撑部件间的摩擦力。

防止自松

下述方法可以防止适当负载的螺栓的自由松弛:

使用拉伸性好的螺栓，它具有较高预应力足以阻止相对运动。

设计增大l/d比率（I＝齿合长度，d＝螺栓直径），提高连接装置的弹性。（根据经

验最好是I/d比率大于或等于6）。

螺栓和螺母支撑面的光洁度和结构，都会影响摩擦系数。

使用粘合剂，因间隙被完全填充，故可消除横向运动自由度，同时粘合剂固化后，界面连接可增大螺纹摩擦。

形成可靠的连接（如大小合适的螺栓、焊接点），可限制螺纹滑动。

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