采用普通螺母時,,軸向載荷在旋合螺紋各圈間的分布是不均勻的,,如圖1(a)所示,,從螺母支承面算起,,第一圈受載最大,,以后各圈遞減。
理論分析和試驗證明,,旋合圈數(shù)越多,,載荷分布不均的程度也越顯著,,到第 8~10 圈以后,螺紋幾乎不受載荷,。
所以,,采用圈數(shù)多的厚螺母,并不能提高聯(lián)接強度,。若采用圖1(b) 的懸置(受拉)螺母,,則螺母錐形懸置段與螺栓桿均為拉伸變形,有助于減少螺母與栓桿的螺矩變化差,,從而使載荷分布比較均勻,。圖 1(c)為環(huán)槽螺母,其作用和懸置螺母相似,。

圖1
由于設(shè)計,、制造或安裝上的疏忽,有可能使螺栓受到附加彎曲應(yīng)力(圖2),, 這對螺栓疲勞強度的影響很大,,應(yīng)設(shè)法避免。
例如,,在鑄件或鍛件等未加工表面上安裝螺栓時,,常采用凸臺或沉頭座等結(jié)構(gòu),經(jīng)切削加工后可獲得平整的支承面(圖3),。

圖2
圖3
螺紋的牙根,、螺栓頭部與栓桿交接處,都有應(yīng)力集中,,是產(chǎn)生斷裂的危險部位,。其中螺紋牙根的應(yīng)力集中對螺栓的疲勞強度影響很大。
可采取增大螺紋牙根的圓角半徑,、在螺栓頭過渡部分加大圓角(圖 4(a))或切制卸載槽(圖 4(b),、4(c))等措施來減小應(yīng)力集中。

圖4
螺栓的最大應(yīng)力一定時,,應(yīng)力幅越小,,疲勞強度越高。在工作載荷和剩余預(yù)緊力不變的情況下,,減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件的剛度都能達到減小應(yīng)力幅的目的(見圖 5),,但預(yù)緊力則應(yīng)增大。
圖 5
減小螺栓剛度的措施有:適當(dāng)增大螺栓的長度,;部分減小栓桿直徑或做成中空的結(jié)構(gòu)即柔性螺栓,。在螺母下面安裝彈性元件(圖 6),也能起到柔性螺栓的效果。柔性螺栓受力時變形量大,,吸收能量作用強,,也適于承受沖擊和振動。
圖 6
為了增大被聯(lián)接系統(tǒng)的剛度,,不宜用剛度小的墊片,。圖7 所示的密封連接以用密封圈為佳。

圖 7
制造工藝對螺栓的疲勞強度有很大影響,。對于高強度鋼制螺栓,,更為顯著。采用輾制螺紋時,,由于冷作硬化的作用,,表層有殘余壓應(yīng)力,金屬流線合理,,螺栓疲勞強度比車削的高,。碳氮共滲、氮化,、噴丸處理都能提高螺栓疲勞強度,。