紧固件的基础知识.docx

紧固件基础知识简介紧固件基础知识简介一、紧固件的种类紧固件是机器设备的基础零件将几个（二个或二个以上）零件连接成一体所用的机械零 件统称为紧固件因为紧固件标准化程度高，实现标准化时间早，所以又习惯称为标准件紧固件有螺栓、螺拄、螺钉、自攻螺钉、木螺钉、螺母、垫圈、销、铆钉及组合紧固件 按不同形状和用途，已发布的紧固件国家标准已超过300种十一类紧固件的结构，特性分述如下1、螺栓螺栓是由不同形状（六角的、方的或圆的）的头部和带外螺纹的杆部构成的紧固件螺 栓的正常用法是：用它穿过二个（或二个以上）有通孔的零件后，用螺母与螺栓杆部的外螺 纹旋紧，使零件紧固成一体但也可用杆部外螺纹直接拧在有内螺纹的部件上1-螺栓；2-螺母3-垫圈；4-零件1-螺柱；2-螺母；3-垫圈4-零件；5-机体图1 螺栓连接图2 螺柱连接1-螺钉；2-垫圈3-零件；4-机体图3 螺钉连接2、螺柱螺柱没有头部，是杆状紧固件，杆的二端均制造出外螺纹（但焊接用螺柱仅一端有外螺 纹）用法是：将一端的螺纹杆旋入有内螺纹机体，另一端螺纹杆穿过有通孔的一个（或一 个以上）零件后，旋上螺母即将零件紧固成一体，见图2旋入机体一端的螺纹长度根据机体的不同材质制出不同长度的螺纹，定为不同品种，这 段螺纹长度不计算螺柱长度。

但等长双头螺柱和焊接用螺柱的长度是指全部长度）3、螺钉螺钉有三种类型：机螺钉，紧定螺钉和特殊用途螺钉3.1 机螺钉机螺钉与螺栓相似机螺钉的正常用法是：用带外螺纹的杆部穿过一个（或一个以上） 有通孔的零件后，用杆部的螺纹直接旋紧在有内螺纹的机体上（不需再用螺母），就将零件紧 固成一体，见图3但也可以在穿过被紧固的零件后用螺母旋紧螺钉和螺栓常有相同的用法，二者没有绝对的区别但一般说螺钉的尺寸规格小，强度 低的较多，紧固力比螺柱小3.2 紧定螺钉紧定螺钉分为有头部的和无头部的（螺纹杆的一端直接铣槽口或制出内六角孔）二种主 要用于固定二个零件的相对位置见图43.3 特殊用途螺钉有不脱出螺钉，轴位螺钉和吊环螺钉等4、自攻螺钉自攻螺钉和机螺钉相似但自攻螺钉在穿过有通孔的零件后，能用它硬度较高的自攻螺 纹直接在机体的预制孔中制出螺纹，旋紧螺纹后将被连接的零件联成一体5、木螺钉木螺钉也和机螺钉相似，但它杆部的螺纹可以直接在木硬构件上制出螺纹，旋紧后就 将被连接的零件联成一本6、螺母螺母是六角（方的或圆的）柱体中制出内螺纹的紧固件螺母与螺栓、螺柱等杆部的外螺 纹旋合后将被连接零件联成一体见图1、图27、垫圈垫圈是圆形（方形或特殊形状）中间有孔的片状（或螺旋状）零件。

垫圈置于螺栓（螺钉、 螺杆）或螺母的支承面和被连接零件之间，能增大接触面积，降低单位压力，保护被连接零 件的表面见图1、图2带耳的垫圈能阻止螺母转动弹簧垫圈对一般震动的情况能防止紧 固的零件松脱8、挡圈挡圈是圆形（或环状）的带孔的零件挡圈装在零件的端面，或轴或孔的槽中能挡住零件 左右移动9、销销一般为长的圆柱形（也有带孔的）紧固件销用作零件定位或连接，也有的能传递动 力10、铆钉铆钉由不同形状的头部和圆柱形（也有带孔的）杆部组成的紧固件铆钉穿过三个（或 二个以上）有通孔的零件后，加重力使外露端变形成头状，就将连接零件联成一体抽芯铆钉和击芯铆钉是可在外表作业的铆钉用法是：将铆钉抻入需铆接零件的孔中 用拉铆枪抽拉或用手锤敲击钉头，即将零件铆接铆钉用于不可拆卸的连接，若要将被连接零件分开，必须破坏铆钉 其他九类紧固件都用于可拆卸的连接11、组合紧固件组合紧固件是将螺栓或螺钉或自攻螺钉或螺母）与平垫圈，弹簧垫圈等组装成一体的零 件，是成套使用的紧固件，组合紧固件使用方便，也不会漏件在流水生产线上应用更适合： 组合紧固件的各个单体的形状，结构基本与普通紧固件相同注：平键、半圆键、楔键、钩头键等是紧固用零件。

但它专用于轴上，没有列入紧固件 范围内，本文对它将作一般介绍二、怎样选择紧固件品种紧固件共有十一大类，有的很容易选定，如木螺钉、铆钉、螺母、垫圈等就不介绍了 螺栓，双头螺柱和机器螺钉等选用，应按照结构，强度要求等做出选择对机体上制出内螺纹的，安装的零件重量较大或承受较大压力的，应选用双头螺柱机 体是钢件的应选用GB/T 897 （或GB/T 898）双头螺柱，拧入机体的螺纹长度bm=螺纹直径d, GB/T 898 （bm=1.25d）；机体是铸铁的应选用GB/T 899 （bm=1.5d）；机体是铝或其合金的 应选用GB/T 900 （bm=2d）拧入机体的双头螺柱装上零件，加上垫圈后应用螺母拧紧，才 达到将零件紧固一体的作用GB/T 901等长双螺柱用于有通孔零件的连接，螺柱二端均需配 螺母，拧紧后即将零件紧固成一体螺栓用于几个通孔零件的连接，只需在一端配螺母，拧紧后即将零件紧固成一体螺栓 主要用于受力较大的机件（受力特大和防松要求较高的，应采用六角法兰面螺栓）常用的 螺栓有六角头螺栓、方头螺栓、半圆头方颈螺栓（俗称马车螺栓）T型槽螺栓和地脚螺栓等机器螺钉尺寸规格较小，一般用于受力较小，（但内六角圆柱头螺钉用于受力较大的构 件上），机体上制出内螺纹的构件上，装上零件后用杆部的螺纹直接拧在机体上，即将零件 紧固成一体。

机螺钉有盘头、圆柱头、沉头等多种头形头部有开一字槽的，十字槽的和内 六角等自攻螺钉尺寸规格较小，多用于与薄的金属板或塑料件连接的构件上，用在受力较小， 且不常拆卸的部位组合紧固件的各零件基本与单件的结构相同，用途也相同，只是把平垫圈或弹簧垫圈等 组装在一起，在使用时不必再找各零件配套，可提高安装效率，防止漏件，所以不另介绍品 种选择紧固件品种按尺寸公差和粗糙程度的不同分为A、B、C和F级新国标同一品种中也有A 级和B级二种（A级用于dW24、LWlOd或LW150B级用于d〉24、L〉10d或L〉150）都是精制品 C级为粗制品，F级是精密机械（如仪器、仪表）用的产品如GB/T 13806.1螺钉）A、B、 C级旧国标称光（精制）、半光（半精制）和毛（粗制）现在由于生产设备和工艺更新， 级制品也达到A、B级水平但大规格的或用量少的长规格，仍采用热压，切削工艺，只能达 到C级的水平A、B、C级产品根据设备精度可适当选用三、 怎样选择紧固件头部六角形头部是紧固件最常用的，因它转位角度小，扳拧方便，扳拧力大强度要求特高 应选用大六角头的（如GB/T 1228或法兰面六角头螺栓GB/T 5787等）。

旧国标GB 21是小六 角头，因头形太小，不能满足螺纹组装件的抗脱扣的强度，因此新国标取消了小六角头系列， 但旧设备维修和扳拧空间很小的地方，还可使用小六角头方头的对角尺扳手容易卡住，因此也是常用的螺栓中的半圆头方颈，带榫等头形多用于结构中六角头下有垫圈面的头形多用于高强度螺柱、扭矩较大螺栓从制造上讲可使切六角边 时产生的小毛刺藏干垫圈面下，使用时毛刺不刮坏零件表面机螺钉、自攻螺钉和木螺钉等的头部有六角的、方的、圆柱的、沉头的、半沉头的等， （特殊的还有三角、五角、十二角和翼形、滚花形等），六角的、方形的用于扳拧力矩大的 场台，沉头的用于紧固件头部不允许超出零件表面的场合，半沉头也是同样目的，但外观看 更美观扳拧结构有一字槽的、十字槽的、内六角和内六角花形、内花键形，GB 824内花键螺 钉新国标已取消，因内六角和内六角花形，能达到很高的安装力矩，可代替内花键形）小 规格的和扳拧力矩小的可用一字槽或十字槽，而十字槽在使用时更方便、有自动定心作用， 螺丝刀不易滑出，扳拧力也较大生产时十字槽比一字槽简便，而且也节省材料，故十字槽 是应推广的品种四、 怎样选择紧固件杆部螺栓、螺钉等的杆部有：1、一部分是圆柱杆，其余部分是螺纹体。

2、全部螺纹体前 一种俗称半螺纹，后一种称全螺纹半螺纹的杆部也有几种：1、杆部与螺纹外径（大径） 相等的等粗杆或称粗杆2、杆部约等于螺纹中径（简称螺纹中径）比螺纹大径小的称细杆 3、杆部比螺纹底径（小径）小的称腰状杆（用于不脱出螺钉）；4、杆部上端还有制出方颈 或带榫的紧固件系大量生产的产品，采用少无切削的冷镦工艺，产品的头部和杆部用直径均匀的 圆线（圆棒料）在冷镦机锻压而成细杆的用约等于中径的圆料锻压粗杆的用约等于大径的 圆料锻压，再对制螺纹部分用挤压法将其缩细为中径，工艺较复杂螺纹的加工用螺纹工具（搓丝板或滚丝轮）辗压而成，生产速度极高，且螺纹质量比切 削工艺好辗压加工的螺纹，金属的纤维没有被切断，而辗压后金属结晶组织更致密，（产 生冷作硬化）使强度提高螺纹辗压加工需用约等于螺纹中径的原料，辗压后制成标准的螺 纹件螺纹的底径［小径］比圆料小，螺纹大径比圆料大细杆产品工艺简单，耗料少，产品价格当然低些从经济上考虑，如果被紧固的零件不 十分要求固定相互位置，应尽量选用细杆产品采用细杆产品不影响连接强度螺栓副强度 的计算是按强度较低的螺纹部分确定的而螺纹部分的强度是按螺纹应力截面积计算的。

螺纹应力截面积：As=0.7854（d-0.9382P） （GB/T 16823. 1规定）式中d—螺纹大径，P—螺距）即计算直径=d—0.9382P而细杆直径约等于螺纹中径d2=d-0.6492P （d-0.6492P） > （d-0.93282P），所以采用细杆产品不影响连接强度，而细杆却有较好的弹性，能提高疲劳强度对于被紧固的零件相互位置要求严格的就应采用粗杆产品，要求更严格的应采用铰制孔 用螺栓（GB 27）相互位置要求较严而紧固强度不高的可用全螺纹产品代替粗杆全螺纹 产品用于被紧固零件不是特薄的，应不要求螺纹制到根部（也就是不贴近头部），以免影响 强度螺栓杆部与头部的连接处应有较大圆角，它能提高头与杆的结合强度，避免发生头杆 脱落（俗称掉头），如要求螺纹贴近头部，则头部连接处的圆角就不存在，强度就降低采 用全螺纹产品对被紧固零件厚度不确定的（如修配用）可减少备料规格：全螺纹产品也可作 调节螺钉用全螺纹产品用细杆料加工，因此生产较简单但全螺纹长度太大的，螺纹工具 损耗大，螺纹加工也较困难，产品价格就不低了螺纹长度长些比短些好，因此螺纹长度公差规定为加二个螺距（螺距按粗牙算）稍长 些也无影响。

新国标螺纹长度允差由规定夹紧（件）长度计算，1gmax-1smin=5P, 5P去除螺 尾（=3P）实际公差也是2P螺尾是指能看到螺纹线但不是完整螺纹的部分完整外螺纹用 螺纹量规测量时，通规应能顺利通过，止规应拧不上（或最多拧上二倍螺距），测量大径时 应在大径公差内双头螺柱（GB 897〜GB 900）宜采用粗杆产品因细杆螺柱的螺纹在拧入机体时会发生 继续制出内螺纹，造成螺柱拧人机体的长度超过预定长度，使另一端的螺母时，非但松不出， 还将螺柱从机体中拧出，GB 901双头螺拄，根据用途可选用细杆的螺栓，螺钉杆的端部有很多形状如平端、倒角端、锥端、球面端、圆柱端、凹端、阶端、 菊花端和刮削端等平端一般指滚丝后自然形成的端面（或有小倒角的端面）这种端面看起 来不美观、对旋拧螺母不影响，但如有磕碰，端部容易损坏，旋拧螺母就较困难倒角端是 在螺纹端面有明显的倒角，能更方便的旋入螺母锥端、圆柱端等用于紧定螺钉，使零件定位更牢固圆柱端的能使紧固时产生的端部变 形，不超出螺纹小径，而便于螺钉拧出（更换）刮削端用于自攻螺钉和自钻自攻螺钉五、怎样选择紧固件的螺纹螺纹有多种类型即三角螺纹（普通螺纹）、梯形螺纹、方牙螺纹、圆锥螺纹和锯齿螺纹 等。

按照旋入时旋转方向又有。