ICS 45.060 S 34 TB 中华人民共和国铁道行业标准 TB/T3246.2—2019 代替TB/T3246.2—2010 机车车辆螺栓连接设计准则 第2部分：机械应用设计 Design guide of bolted joints for rolling stock- Part 2 : Design for mechanical applications 2019-06-05发布 2020-01-01实施 国家铁路局发布 TB/T3246.2-2019 目 次 前言 1 1 范围 规范性引用文件 3 符号 4 螺栓连接概述 4.1 连接功能· 4.2 设计原则 4.3安装预紧力 5结构参数 5.1需连接的零部件的几何尺寸 5.2紧固长度 5.3螺栓连接的柔度 6选择紧固元件 6. 1 概述 6.2 施加作用力的安装工具 6.3 螺纹 6. 4 螺栓 6. 5 螺栓头 6.6 螺母 6. 7 垫圈 6. 8 表面涂层 螺栓连接的配置及参数的选择 7. 1 概述 7. 2 影响配置的数据 7. 2. 1 概述…. 7.2. 2 旋合深度 7.2.3 摩擦系数 8 7.2.4拧紧等级（拧紧系数α） 7.3确定尺寸 11 11 7.3.1 预先确定尺寸 7.3.2 计算与确定尺寸 11 7.3.3 用紧固扭矩M进行安装 附录A（资料性附录） 在技术文件中进行记录的示例 12 附录B（规范性附录） 预先确定螺纹公称直径的尺寸 附录C（资料性附录） 安装预紧力及紧固扭矩的近似值 17 参考文献 20 1 TB/T3246.2—2019 前言 TB/T3246《机车车辆螺栓连接设计准则》共分为7个部分： 第1部分：螺栓连接的分类； -第2部分：机械应用设计； 一第3部分：电气应用设计； 一第4部分：螺栓连接的安全； 一第5部分：防腐蚀保护； —第6部分：连接尺寸； 第7部分：安装。 本部分为TB/T3246的第2部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替TB/T3246.2一2010《机车车辆及其零部件设计准则螺栓连接第2部分：设计一 机械制造应用》，与TB/T3246.2一2010相比，除编辑性修改外主要技术变化如下： 修改了规范性引用文件（见第2章，2010年版的第2章）； 修改了符号和部分符号含义说明（见第3章，2010年版的第3章）； 修改了螺栓连接的设计原则（见4.2,2010年版的4.2）； 修改了选择紧固元件的要求（见6.1,2010年版的6.1）； 修改了推荐的螺栓材料的性能等级要求（见6.4,2010年版的6.4)； 修改了螺栓设计原则的说明（见6.5,2010年版的6.5）； 修改了配置螺栓连接时的最低要求（见7.1,2010年版的7.1）； 修改了不同的螺栓头形状的解释（见7.2.1,2010年版的7.2.1）； 修改了旋合深度的要求及相关说明（见7.2.2，2010年版的7.2.2）； 修改了摩擦系数的要求（见7.2.3,2010年版的7.2.3）； 修改了紧等级、拧紧系数α的标准值及所使用的工具紧固扭矩的离散值的说明（见7.2.4， 2010年版的7.2.4)； 删除了在技术文件中进行记录的要求（见2010年版的7.3）； 修改了修正后紧固扭矩的公式（见7.3.3,2010年版的7.4.3）； 一修改了安装预紧力及紧固扭矩的近似值（见附录C,2010年版的附录C）。 本部分由中车威墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提出并归口。 本部分主要起草单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有 限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车大连机车车辆有限公司、 中车戚墅堰机车有限公司。 本部分主要起草人：于春广、宋树亮、徐世东、胡小山、周伟旭、李冠军、李嘉飞、魏春阳、戴晓超、 阮思维。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为：TB/T3246.2一2010。 TB/T3246.2—2019 机车车辆螺栓连接设计准则 第2部分：机械应用设计 1范围 TB/T3246的本部分规定了机车车辆中机械制造应用的螺栓连接设计的符号、螺栓连接概述、结构 参数、选择紧固元件、螺栓连接的配置发参数的选择。 本部分适用于机车车辆中符合GB/T3098.1—2010及CB/T3098.规定的钢制螺栓及螺母的螺 /T3098.15-2014规定的A2及A4钢种制造的 螺栓及螺母的连接（件） 也道车辆可参照执行 SNOH 注：本部分原则上不能 结果的实验研究和数值算法（FEM一有限元法BEM- 边界元法），尤其是重要的连 接件。 2 规范性引用文件 文心 的应用是必 下列文件对于本 公不可少的。凡是注日期的引1用文件，仪注日期的版本适用于本文 文件，其最新 件。凡是不注日期的 版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 CB/T 70. 1 柱头螺钉 S CB/T 70.3 头螺钉 通螺 GB/T193 普 直径与螺 B GB/T 197- 2018 通螺纹 公 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1 固件 GB/T3098.2 机械性能 螺母 44 GB/T3098.6- 固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.9 紧固伴机械性能 GB/T3098.15—20M 周件机 械性能不锈钢螺母 紧固件 螺冷和螺钉通孔 GB/T5277 GB/T 5782 六角头螺布 GB/T5783 六角头螺栓 定力试验 GB/T16823.3 紧固件 扭矩 TB/T3246.1 机车车辆螺栓连接设计准则第1部分：螺栓连接的分类 TB/T3246.4 机车车辆及其零部件设计准则 螺栓连接 第4部分：螺栓连接的安全 TB/T 3246.5 机车车辆及其零部件设计准则 螺栓连接 第5部分：防腐蚀保护 TB/T3246.6—2019 机车车辆螺栓连接设计准则 第6部分：连接尺寸 3符号 本部分使用下列符号： AN 公称截面积 As 螺纹应力截面积 C, 啮合长度修正因子 d 外螺纹大径的基本尺寸（公称直径） TB/T3246.2-2019 D. 螺母支承平面的内径（螺母内径） d. 螺栓头支承平面的内径 d 螺栓或螺钉通孔直径 dha 被连接件靠螺栓头侧支承平面的内径（倒角内径） Dri 头部支承平面的内径 Dkm 螺栓头和螺母贴合面上产生摩擦力矩的有效直径 d. 螺栓头支承平面的外径（支承外径） d2 螺纹中径的基本尺寸 fz 由于收缩而造成的塑性变形、收缩量 FA 轴向作用力，作用在螺栓轴上、按比例分布在螺栓元件上的力 Fz 由于工作中的收缩而引起的预紧力损失 FM 安装预紧力 FmGM 内螺纹的脱扣载荷 Fmcs 外螺纹的脱扣载荷 FMmax 螺栓设计规定的最大安装预紧力，以至于即使拧紧方法不够精确或者拧紧过程中产 生变形，也能达到并保持连接中要求的夹紧力 Fmax( Kopl) 螺栓头上的最大作用力 FMmin 由于拧紧方法不精确及达到最大摩擦而使FMm.可能达到的最小安装预紧力 FMm 平均安装预紧力 Fms 未旋合部分的螺栓螺纹的断裂作用力（GB/T3098.1—2010） F MTab 表C.1规定的安装预紧力 Fe 横向作用力 紧固长度 MA 安装时使用F预紧螺栓时的紧固扭矩 M 接合力矩 AMM 标明的紧固扭矩的离散值 MAred 修正的紧固扭矩 Jeu 有效螺母高度及有效旋合深度（外螺纹及内螺纹啮合部分） P 螺栓螺纹的螺距 Ra 粗糙度轮廊算术平均偏差 R.. 抗拉强度 Rpo.2 届服强度 R, 粗糙度轮廓的最大高度 S, 防止疲劳断裂的安全系数 拧紧系数，紧固系数 αA Op 被连接件在中心夹紧和中心受载时的柔度 os 螺栓的柔度 螺纹中的摩擦系数 μc Pμges 表示螺栓连接的总摩擦特性的对比摩擦系数 μk 螺栓头支承面中的摩擦系数 MT 分界面中的摩擦系数 拧紧时届服点应力的利用率（受损害的横截面全塑性的极限值） TBM 内螺纹件的抗剪强度（近似值为0.6R.） 2 TB/T3246.2-2019 在经过螺栓和螺母贴合平面上，中心夹紧和中心受载时的传力比 螺栓连接概述 4.1 连接功能 本部分规定的螺栓连接具有下列功能：把零部件互相连接起来，防止出现滑动或互相脱开，但应可 以拆卸。 传递静态或动态作用力应符合表1的规定。 表1 作用于螺栓连接的作用力及载荷 外部作用于螺栓连接的作用 由此产生单个紧固元件的载荷种类 纯拉伸应力 （同心的轴向作用力） 拉伸应力及弯曲应力 （偏心的轴向作用力） CHINA 剪切应力及弯曲应力 （横向作用力） 合成的负荷 （拉伸作用力、弯曲作用力及横向作用力） 3 TB/T3246.2—2019 4.2 设计原则 螺栓连接强度为最薄弱零件的强度，除特殊情况外，该零件应为螺栓，见图1。 设计原则：Fms<Fmx(Kopl)>AR<FmcM>Facso 螺栓组成部分 承载能力 失效原因 螺栓头剪断 Fmax(Kopl) 螺栓头 螺栓头/杆过渡区域中断裂 杆 ANRm 在无切口的杆的范围内断裂 螺纹尾扣中断裂 可加载螺纹 Fms 未旋合部分中断裂 第1个承载螺纹线中断裂 FmGM 啮合中的螺纹 FmGS 啮合中的螺栓和/或螺母螺纹脱开 图1螺栓连接设计原则示意 4.3安装预紧力 紧固时作用在外螺纹件上的拉力或作用在被连接件上的压力。 5结构参数 5.1需连接的零部件的几何尺寸 连接尺寸及公差应符合TB/T3246.6—2019中第3章及第4章的规定。 5.2紧固长度 根据被连接件的厚度确定紧固长度1及螺栓的长度，见图2。为了使螺栓杆的弹