224 第21章 螺纹紧固件连接的防松 一、松动机理 螺纹连接在工作状态下可能会经受所有类别的变动载荷，包括极为激烈的振动和冲击载荷。在变动载荷的作用下，螺纹连接的失效通常是由其自身的松动和疲劳破坏所引起的。在一般情况下，螺纹连接抗振松的寿命比其材料和结构的疲劳寿命短得多，远在疲劳破坏之前，就已经出现了因松动而造成螺纹连接的松脱失效，或者出现了因松动而导致连接件和被连接件的过早疲劳破坏。螺纹连接的失效会影响产品和设备的正常运转，甚至会造成严重的后果。如何防止螺纹连接的松动是研制和设计螺纹紧固件的重要任务之一。 在通常的螺纹连接中，摩擦力产生于内外螺纹接触面或螺纹紧固件支承面与被连接件的接触面上。当螺纹连接开始松转时，克服螺纹接触面上的摩擦所需的力矩M1 为： tgQdM221……………………………（公式21-1） 式中：Q——作用于螺栓或螺钉上的预紧力，又称轴力或紧固系统的夹紧力； d2——螺纹中径； ρ ——摩擦角，对于三角形螺纹,cos1Mtg,M1是螺纹接触面之间的摩擦系数，β是牙型半角； α ——螺纹螺旋线的升角，又称导角。 螺纹紧固件被拧紧后，由于螺母或螺钉头支承面上的摩擦而产生的附加力矩M2为： 2222DQM…………………………（公式21-2） 式中：µ 2——螺母或螺钉头支承面与被连接件接触面之间的摩擦系数； D2——螺母或螺钉头支承面的平均直径，在接触压力均匀的情况下，D2 的精确值是：2233232nnRRRRD，Rω 和 Rn 分别是支承面的外半径和内半径，如果支承面不平或接触压力不均匀，D2 就可能随着支承面的内半径到外半径而变化。 综上所述，决定螺纹连接开始松转时的总力矩M 为： 2222221DtgdQMMM…………………（公式21-3） 分析公式21-3 可知，仅在总力矩M 等于或小于零的情况下，螺纹紧固件才开始自行松转。对于连接用螺纹，在受静载荷作用时，即使润滑条件很理想，其摩擦角也始终大于升角：ρ >α ，即满足螺纹的自锁条件，使公式21-3括号内的总值不会等于或小于零，螺纹紧固件也就不会自行松转。但是在经受动载荷时，例如在振动和冲击的作用下,螺纹紧固件在螺纹和支承面上产生了微观的滑移，这种相对的微观运动使摩擦系数由相对高的静态值变为很低的动态值，螺纹连接在各个方向上处于自由摩擦状态。此时，作用在螺纹上的轴向力在圆周方向上形成一个导致螺母松转的内松...
