螺栓啮合长度知多少？

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问：现有铝合金零件，上面要给对手件M6，8.8级螺栓提供螺纹，螺纹深度怎么设计？

01  螺纹深度应该怎么设计呢？

经验方法如下，考虑到螺纹长度误差以及加工误差，按照如下选择是具有充分余量的。：

铝、镁铸造合金的啮合长度要远高于钢和铁材料的啮合长度；连接的螺栓强度越高，啮合长度则越长，如10.9级螺栓的啮合长度是2.5d，而8.8级螺栓的啮合长度是2d。连接件材料强度越低，啮合长度则越长。

同时，如果螺纹是螺母提供，一般地螺母强度应当与螺栓相当，推荐如下表：

02  螺纹深度设计依据是什么呢？

网查有很多标准参考，但笔者认为最权威的应当是：VDI 2230【1】。这是德国工程师协会（VDI）发布的针对高强度螺栓连接的设计和计算标准，它是国际上公认的用于螺栓连接计算的权威标准之一。

标准中5.5.5 啮合长度如下描述：临界啮合长度应该是此时螺栓断裂，而不是螺纹失效。

这是从螺栓的作用以及维护成本上考虑的结果，螺栓断裂更换成本最低，并且根据不同受力要求，我们可以设置不同的螺栓强度，不同的螺纹啮合长度。

根据该原则，计算螺纹恰巧剪切失效时的长度，推理过程详见标准【1】，公式如下：

上述计算过程不复杂但是繁琐，笔者试着手搓了8.8级M6螺栓在A356铝合金上的啮合长度：修正后啮合长度8.71mm。

另外，标准中提供了查曲线的方法：横坐标为螺纹基体材料的屈服强度，纵坐标为螺纹深度与螺栓规格的倍数，对应不同强度等级的曲线的相交位置，即是螺纹深度与d的倍数。

如笔者计算的A356材料，区服强度接近200MPa，8.8级M6螺栓的啮合长度是8.71mm，通过曲线查出约等于1.5d=9mm，相差无几。

03  更高效的计算方式？

如果想计算出更准确的数值，除了手搓，推荐如下网站链接【2】，上面有比较丰富的在线计算工具，可以作为参考。

其中有螺纹旋合长度校验工具，其中要重点识别基体材料强度。

参考：

【1】VDI 2230

【2】https://www.bossard.com.cn/cn-zh-cn/