M10的螺钉保证载荷3.37吨，做设计不能靠经验，理论计算之后心里更有底

前两天我看到一个2吨的叉车，升降货叉与链条之间是采用一个M10的螺钉连接在一起，那么一个M10的螺钉能否满足2吨货车的使用要求？

螺钉随处可见，对于碳钢螺钉，上面都会标注性能等级参数，比如12.9，其中12代表抗拉强度为1200MPa，9表示屈服强度是抗拉强度的0.9倍，虽然参数值写的很明确，但大多数人并不清楚1200MPa是多大的力，今天就举例说明一颗M10的螺钉承载能力。 

先上结论：一颗碳钢M10性能等级8.8的螺钉可以承受33700N的拉力，大概3吨重量。

M10螺钉8.8级机械性能参数：

抗拉强度Rm：800MPa

规定非比例延伸0.2%的应力（屈服）Rp0.2：640MPa （0.8×800）

保证应力Sp：d≤16mm时580MPa，d＞16mm时600MPa（不适用栓接结构，栓接d以12mm为界）

保证应力比：0.91

螺纹公称应力截面积A：58mm²

最小拉力载荷Fm,min：46400N（粗牙）

保证载荷Fp：33700N（粗牙）

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最小拉力载荷Fm,min计算公式：

Fm,min=A×Rm,min

M10最小拉力载荷Fm,min=A×Rm,min=58mm²×800MPa=58×10-4×800×106=46400N

保证载荷Fp计算公式：

Fp=A×Sp

M10保证载荷Fp=A×Sp=58mm²×580MPa≈33700N

结论：M10螺钉可以承受33700N的拉力，大概3吨重量。

下表是碳钢或合金钢的性能等级及材料的化学成分表。

下表是碳钢或合金钢螺钉的机械性能表，比如8.8级对应的抗拉强度为800MPa。

下表碳钢或合金钢螺钉的最小拉力载荷表，比如M10性能等级8.8的螺钉的最小拉力载荷为46400N。

下面是碳钢或合金钢螺钉保证载荷表，也就是螺钉可以安全使用的载荷，比如M10 8.8的螺钉的保证载荷为33700N。

总之做机械设计不能靠经验或者口口相传，一定要有理论计算，只有这样心里才更有底，设计出来的东西才更可靠。

参考文献：GBT3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺柱和螺钉

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