螺栓预紧力与安装扭矩计算器

使用标准的扭矩-拉力（螺母系数）关系，估算目标夹紧预紧力以及达到它所需的安装扭矩。

螺纹尺寸
UNF

螺栓等级
保证应力（SAE J429）

目标预紧力
保证载荷的 %

对于可重复使用（非永久）的紧固接头，75% 是常见目标。

扭矩（螺母）系数 K
润滑条件

安装扭矩

85.0 ft-lbf

At = 0.1600 in² · 预紧力 F = 10,197 lbf

✔ 即使 K 固定，扭矩-拉力关系也有 ±25–30% 的离散 — 请将其视为起点，而非保证的预紧力。

工程模型（扭矩-拉力 / 螺母系数法）

标准参考拉伸应力面积公式遵循 ASME B1.1（已对照公布值验证，例如 1/2″-20 UNF 为 0.1600 in²）。SAE J429 定义了 2/5/8 级的保证应力。扭矩-拉力（螺母系数 K）关系是广泛使用的工程近似，而非精确的物理定律 — 实际摩擦因表面状态、镀层和润滑而有显著差异。

计算方法 At = π/4·(D−0.9743/n)² · F = At × 保证应力 × % · T = K × F × D

假设与局限

螺母系数 K 是粗略近似 — 即使 K 控制良好，实际扭矩到预紧力的离散通常也在 ±25–30%。对于安全关键或疲劳敏感的接头，建议通过螺栓伸长量或超声波测量来验证预紧力，而不是只靠扭矩。
假设为静态、一次性拧紧 — 不模拟松弛、嵌入损失或反复循环下的接头疲劳。
等级保证应力为 SAE J429 公布的标称值 — 请务必对照您具体紧固件的证书确认。

静态参考数据

参考：按螺纹尺寸的预紧力与扭矩（5 级，75% 保证载荷，K=0.20）

由上方所用精确公式预先计算的值 — 无需重新输入即可快速查询。

螺纹尺寸	At (in²)	预紧力 F (lbf)	扭矩
3/8″-24 UNF	0.0878	5,597 lbf	420.0 in-lbf (35.0 ft-lbf)
1/2″-20 UNF（计算器默认值）	0.1600	10,197 lbf	1,019.7 in-lbf (85.0 ft-lbf)
5/8″-18 UNF	0.2560	16,317 lbf	2,039.7 in-lbf (170.0 ft-lbf)
3/4″-16 UNF	0.3730	23,777 lbf	3,566.5 in-lbf (297.2 ft-lbf)

计算示例

1/2″-20 UNF 5 级螺栓夹紧杆端关节轴承支架。目标：75% 保证载荷，标准轻度涂油装配（K=0.20）。

拉伸应力面积 At = π/4×(0.5−0.9743/20)² ≈ 0.1600 in²（与公布的 ASME B1.1 值完全一致）。
预紧力 F = 0.1600 × 85,000 psi × 0.75 ≈ 10,197 lbf。
安装扭矩 T = 0.20 × 10,197 × 0.5 ≈ 1,020 in-lbf ≈ 85 ft-lbf — 与该确切尺寸/等级组合的常见公布扭矩表数值一致。
请记住扭矩到预紧力的实际离散度为 ±25–30% — 对于安全关键接头，建议通过螺栓伸长量而不是仅靠扭力扳手来验证预紧力。