摘要：在螺纹连接中，摩擦系数对于螺纹联接的可靠性是一个重要的影响因素。本文在理论分析为基础上，通过横向振动试验，对M10xl.25-8.8级法兰螺栓进行了防松性能分析，得出了几种不同摩擦系数下，高强度法兰螺栓防松性能的对比曲线及其防松效能优劣，对实际工程中的螺栓选用具有一定指导意义。

    0 引言
    在现代机械中，紧固件的数量约占机器零件总数量的60%，其中螺纹联接是机械联接中使用最普遍的形式之一。一般螺纹紧固都具有自锁性能，但在变载、冲击、振动作用下或者工作温度变化较大时均可能发生松动，导致预紧力下降。
    螺纹紧固件的摩擦系数是重要的设计参数，它直接影响着螺栓的材料强度效能利用和防松性。摩擦系数较大的螺栓一般防松性好，但是相同扭矩下得到的预紧力也小，而且由于拧紧过程中螺栓会受到更大的剪切力，螺栓等效拉应力更容易超过材料的强度极限，此时设计者往往需要提高螺栓的规格来满足预紧力的设计要求，造成材料的浪费；摩擦系数较小的螺栓，在相同扭矩下得到的预紧力较大，但自身防松效果较差。
    可见，螺栓摩擦系数的选取是一个平衡防松性能与强度效能利用的矛盾问题。本文以某一规格的高强度连接螺栓为例，针对同一规格不同表面处理要求，在理论分析的基础上，通过横向振动实验探究了几种不同摩擦系数螺栓的防松特性，为该规格的高强度连接螺栓的摩擦系数设计、选定提供有意义的参考。

    1 理论分析
    1.1螺纹的受力
    相互配合的螺纹之间受到的是一种复合力的作用，为了分析方便，以矩形螺纹作为研究对象。螺纹副中，螺母所受到的轴向载荷Q沿螺纹各圈平均分布，为便于分析，用集中载荷Q代替，并设Q作用在中径为d2圆周上的一点。将矩形螺纹沿中径d2展开，得到斜角等于螺纹升角的斜面。当螺母相对于螺杆等速旋转时，可看作一个滑块（螺母）沿着斜面作等速滑动，如图1。

    拧紧螺母时，相当于水平推力F推动滑块沿斜面向上滑动，它的作用方向与d2的圆周相切，运动过程中还受到接触面的摩擦力Ff、轴向载荷Q。当螺母匀速拧紧时（滑块匀速上升），根据匀速条件得知滑块所受到的合力为零，及作用在滑块的各力平衡。根据
封闭三角形原理，得到平衡方程。

    1.2摩擦系数对螺栓防松性能的影响
    螺栓松脱主要是由两方面原因造成的：松弛和松动。其中松弛是指紧固件装配完成后，整体结构处于静止状态下，在5～10 min内紧固件的夹紧力会出现衰退的现象，主要是由于粗糙表面的相互嵌入和材料的蠕变两大原因引起的；松动是指紧固件在转配完成后，紧固件结构受到一定时间的交变载荷后，螺母与螺栓之间发生了显著的相对转动，预紧力下降直到预紧力消失的现象。

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