工程工具
螺栓扭矩计算器:8.8/10.9 级扭矩与预紧力在线计算
按等级与摩擦条件估算紧固扭矩区间与目标预紧力(K 系数法),支持细牙、英制与双头螺柱
自定义 K 值(实测)
准确 K 只能由与生产一致的镀层/润滑/垫圈堆叠实测确定;范围 0.08–0.40。
建议扭矩(N·m)
下限
77 N·m
典型
87 N·m
上限
102 N·m
目标预紧力
40.2 kN (9.04 kip)
K
0.15–0.2
Proof
586.0545999999999 MPa
As / At
92 mm²
单位换算(典型值)
87 N·m = 64 lbf·ft = 770 lbf·in = 9 kgf·m
表面压力(预紧力 / 承压面积)
254 MPa
承压圆直径按 dw≈1.5d 假设。参考:碳钢被夹件许用压应力约 200 MPa 级、铝约 90、铜排约 60——超过被夹件许用值时可能压溃,需加大垫圈或换大规格。
摩擦散布:同一典型扭矩下的预紧力带
34.3–45.7 kN
控制摩擦(润滑 + 合适垫圈)可将同扭矩下预紧力散布从 ±20% 收窄到 ±10%,往往允许使用更小规格、更小工具、更轻的连接。
⚠ 摩擦系数是扭矩最大的变量:同一规格在不同润滑条件下扭矩可差 30–50%。实际施工请以设计文件或厂家扭矩表为准。
输出为区间而非单值——这才是扭矩的诚实表达
校核你的扭矩
把这档扭矩参数发到我的邮箱
含你选定的规格、等级、摩擦系数与扭矩计算结果;可直接转发给车间、采购或客户。
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这个计算器好用吗?
全规格扭矩速查表, Grade 5 · 电镀锌(干)
当前参数组合下全规格扭矩区间,当前选择高亮。可打印为 A4 挂图。
| 公称直径 | As mm² | 目标预紧力 kN | 下限 N·m | 典型 N·m | 上限 N·m |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/4" | 21 | 9 | 9 | 10 | 11 |
| 5/16" | 34 | 14.9 | 18 | 20 | 24 |
| 3/8" | 50 | 22 | 31 | 36 | 42 |
| 7/16" | 69 | 30.1 | 50 | 57 | 67 |
| 1/2" | 92 | 40.2 | 77 | 87 | 102 |
| 9/16" | 117 | 51.6 | 111 | 125 | 147 |
| 5/8" | 146 | 64.1 | 153 | 173 | 204 |
| 3/4" | 216 | 94.8 | 271 | 307 | 361 |
| 7/8" | 298 | 131 | 437 | 495 | 582 |
| 1" | 391 | 171.8 | 655 | 742 | 873 |
| 1-1/8" | 493 | 188.5 | 808 | 916 | 1077 |
| 1-1/4" | 625 | 239.3 | 1140 | 1292 | 1520 |
| 1-1/2" | 907 | 346.9 | 1983 | 2247 | 2643 |
内六角圆柱头螺钉扭矩(M3–M24)
内六角圆柱头螺钉(GB/T 70.1 / DIN 912 / ISO 4762)12.9、10.9、8.8 三个性能等级的拧紧扭矩。每行为 K 系数法估算 T = K · d · F,目标预紧力 F = 70% × Rp0.2 × As;应力截面积 As 取 ISO 898-1 公称值(M3–M5 取表 4)。
表内披露两列 K:K = 0.20(干态/来料态)与 K = 0.13(涂油)——散布的主导因素是摩擦而不是螺钉。小于 10 N·m 的档位保留一位小数,避免四舍五入把 K 区间压成同一个数。12.9 级 Rp0.2 = 1100 MPa。
性能等级 12.9
| 公称直径 | As mm² | 目标预紧力 kN | 扭矩 K = 0.20 N·m | 扭矩 K = 0.13 N·m |
|---|---|---|---|---|
| M3 | 5.03 | 3.9 | 2.3 | 1.5 |
| M4 | 8.78 | 6.8 | 5.4 | 3.5 |
| M5 | 14.2 | 10.9 | 11 | 7.1 |
| M6 | 20.1 | 15.5 | 19 | 12 |
| M8 | 36.6 | 28.2 | 45 | 29 |
| M10 | 58 | 44.7 | 89 | 58 |
| M12 | 84.3 | 64.9 | 156 | 101 |
| M14 | 115 | 88.6 | 248 | 161 |
| M16 | 157 | 120.9 | 387 | 251 |
| M18 | 192 | 147.8 | 532 | 346 |
| M20 | 245 | 188.7 | 755 | 491 |
| M22 | 303 | 233.3 | 1027 | 667 |
| M24 | 353 | 271.8 | 1305 | 848 |
性能等级 10.9
| 公称直径 | As mm² | 目标预紧力 kN | 扭矩 K = 0.20 N·m | 扭矩 K = 0.13 N·m |
|---|---|---|---|---|
| M3 | 5.03 | 3.3 | 2 | 1.3 |
| M4 | 8.78 | 5.8 | 4.6 | 3 |
| M5 | 14.2 | 9.3 | 9.3 | 6 |
| M6 | 20.1 | 13.2 | 16 | 10 |
| M8 | 36.6 | 24.1 | 39 | 25 |
| M10 | 58 | 38.2 | 76 | 50 |
| M12 | 84.3 | 55.5 | 133 | 87 |
| M14 | 115 | 75.7 | 212 | 138 |
| M16 | 157 | 103.3 | 331 | 215 |
| M18 | 192 | 126.3 | 455 | 296 |
| M20 | 245 | 161.2 | 645 | 419 |
| M22 | 303 | 199.4 | 877 | 570 |
| M24 | 353 | 232.3 | 1115 | 725 |
性能等级 8.8
| 公称直径 | As mm² | 目标预紧力 kN | 扭矩 K = 0.20 N·m | 扭矩 K = 0.13 N·m |
|---|---|---|---|---|
| M3 | 5.03 | 2.3 | 1.4 | 0.9 |
| M4 | 8.78 | 3.9 | 3.1 | 2 |
| M5 | 14.2 | 6.4 | 6.4 | 4.2 |
| M6 | 20.1 | 9 | 11 | 7 |
| M8 | 36.6 | 16.4 | 26 | 17 |
| M10 | 58 | 26 | 52 | 34 |
| M12 | 84.3 | 37.8 | 91 | 59 |
| M14 | 115 | 51.5 | 144 | 94 |
| M16 | 157 | 70.3 | 225 | 146 |
| M18 | 192 | 86 | 310 | 201 |
| M20 | 245 | 109.8 | 439 | 285 |
| M22 | 303 | 135.7 | 597 | 388 |
| M24 | 353 | 158.1 | 759 | 493 |
该规格配哪把内六角扳手(GB/T 5356-1)
- M3 · 2.5 mm 内六角扳手
- M4 · 3 mm 内六角扳手
- M5 · 4 mm 内六角扳手
- M6 · 5 mm 内六角扳手
- M8 · 6 mm 内六角扳手
- M10 · 8 mm 内六角扳手
- M12 · 10 mm 内六角扳手
- M14 · 12 mm 内六角扳手
- M16 · 14 mm 内六角扳手
- M18 · 14 mm 内六角扳手
- M20 · 17 mm 内六角扳手
- M22 · 17 mm 内六角扳手
- M24 · 19 mm 内六角扳手
⚠ 参考值仅供选型与预算,既不作为验收依据,也不构成装配工艺指令。请按自家镀层与润滑组合的实测 K 复核;安全关键连接须做完整连接副分析(如 VDI 2230)。
计算方法与数据源
采用 K 系数法(螺母系数法):T = K·D·F,其中 T 为扭矩,D 为公称直径,F 为目标预紧力。目标预紧力按档位取值:可复用档 = 屈服强度 Rp0.2 × 应力截面积 × 70%(约等于 77% 保证载荷);近屈服档 = 保证载荷 × 90%。K 值按摩擦条件取公开经验区间,支持实测 K 输入。英制(UNC/UNF + SAE Grade)按 Machinery's Handbook 口径:75% proof 为默认基准。
数据源:粗牙应力截面积 As 与等级 Rp0.2/Sp 来自 ISO 898-1 / ISO 3506-1 公开性能等级体系;细牙 As 查自 ISO 898-1 表 6(如 M8×1=39.2 mm²、M14×1.5=125 mm²);英制 At 用 UN 公式 π/4·(d−0.9382P)²,SAE Grade 保证载荷应力按 SAE J429(含尺寸分档);K 区间参考 Machinery's Handbook、Machine Design 实验综述(waxed/MoS₂/PTFE 约 0.10、镀锌+蜡约 0.12)。
精度:扭矩法预紧力散布典型 ±15–20%(K 在 0.10–0.30 之间波动即可造成此量级差异);液压拉伸法可到 ±5%。结果用于选型与预算,不替代装配工艺。
边界:本工具是简化估算,不等于 VDI 2230 完整法——后者需要考虑连接件与被夹件弹性变形、嵌入损失、装配方式等参数。结构关键连接请按 VDI 2230 完整分析或由工程师核算。
钢结构高强连接副(GB/T 1231 / GB/T 32076.7):M12–M36 的预拉力取 GB/T 1231-2024 表14(10.9S 与 8.8S 两行表值);三列扭矩按该标准 §6.3.1 的扭矩系数验收区间 K = 0.110~0.150 分列(变异系数 Vk ≤ 0.077)。
M39–M64(GB/T 32076.7-2015):该段无预拉力表,按 GB/T 32076.2-2015 §4 以 Fp = 0.7 · Rm · As 推算,Rm = 1040 MPa(10.9 级)、As = π/4 · (d − 0.9382 · P)²(ISO 898-1 公称应力截面积定义式)。
成套口径:高强连接副按螺栓+螺母+两个垫圈成套供货与检验,预拉力与扭矩系数都是整套的性能,施工时请保持到货批次的配套组合。
常见问题
为什么输出区间而不是一个数?
因为摩擦系数在现实中本身就有散布:表面状态、镀层厚度、润滑剂批次都会改变它。单值是假精确;区间才是工程上诚实的答案。
润滑后扭矩为什么更小?
同样扭矩下,润滑越好摩擦损耗越小,转化到预紧力的比例越高。所以达到同一预紧力,润滑状态所需扭矩显著更低。
扭矩超过保证载荷会怎样?
预紧力超过保证载荷后螺栓进入塑性变形区,夹紧力不再随扭矩线性增长,且可能产生永久伸长甚至断裂。用上面的"校核你的扭矩"确认裕度;关键连接请做 VDI 2230 分析。
细牙和粗牙扭矩差多少?
细牙应力截面积 As 更大(如 M14 细牙 125 mm² vs 粗牙 115 mm²),同等级下预紧力与扭矩更高;但细牙更易咬死/剥扣,装配要求更高。扭矩差值约与 As 比值相当(M14 约 +9%)。
为什么 K 值只能实测确认?
镀层、润滑、垫圈堆叠不同,K 可从 0.10 到 0.30 变化;同一供应商不同批次都可能漂移。预设区间只能做初估,准确值必须用与生产一致的堆叠实测(ISO 16047 方法)。
不锈钢螺栓为什么容易咬死?
A2/A4 奥氏体不锈钢韧性强、冷作硬化明显,螺纹副摩擦生热后容易局部焊合。建议涂防咬合剂并按"润滑脂/MoS2"或"蜡/PTFE"档执行扭矩(K≈0.10–0.12)。
英制与公制扭矩怎么换算?
1 lbf·ft ≈ 1.356 N·m(本工具已内置换算)。但 SAE Grade 与 ISO 8.8/10.9 是不同强度体系,不能只换单位不换等级。
防咬合剂(anti-seize)应该计入扭矩吗?
会显著降低 K(到 0.10–0.12 档)。若供应商扭矩表基于干态,涂防咬合剂后按原值执行会严重过载;反之亦然。务必按实际润滑状态选档。
什么情况下必须用 VDI 2230?
承受交变载荷的关键连接(疲劳敏感)、被夹件为非钢材料、超大规格、或对预紧力精度有认证要求的场合。
钢结构大六角高强螺栓的终拧扭矩怎么定?
按扭矩法确定:T = K·Pc·d,其中 Pc 为设计预拉力、d 为公称直径。Pc 取设计文件规定值(GB/T 1231-2024 表14 给出 10.9S/8.8S 的预拉力范围,施工常取其中值),K 必须用到货批次实测的扭矩系数,不能沿用别的批次——供货验收区间为 0.110~0.150,实测通常抽 8 套连接副标定。施工惯例:初拧约为终拧的 50%,当天完成终拧。
扭剪型高强螺栓为什么没有扭矩表?
因为扭剪型(GB/T 3632)不走扭矩法:专用扳手以内套筒卡住梅花头,拧断梅花头即达到规定预拉力,预紧力由螺栓本身与扳手标定决定,与扭矩值无关。给出扭矩表反而会误导施工方法。需要扭剪型连接副的重量与规格,请用「螺栓重量计算器」的 GB/T 3632 档。
内六角圆柱头螺钉拧多大扭矩?
12.9 级按 T = K · d · F 取值,K 取 0.20(干态)或 0.13(涂油),F = 70% × Rp0.2 × As。以 M10 × 12.9 为例约 58–89 N·m,M6 × 12.9 约 12–19 N·m,随润滑状态不同而异。表值为估算,须按自家镀层与润滑组合的实测 K 复核。
免责声明:本工具为简化估算工具,结果仅供选型与预算参考,不构成装配工艺依据。实际施工扭矩以设计文件或厂家扭矩表为准。