机械设计资料：常用紧固件选型设计.ppt

紧固件选型计算总则•1、选用标准件时，应优先选用国家标准 •2、非标准件在设计时应优先选用已有的基准车型的非标准件 •3、轴类衬套选用的材料一般为Q235钢 •4、表面处理:其颜色种类不宜过多，一般为2～3种•5、热处理：在满足设计强度要求的基础上，尽量采用强度较低的性能等级，防止出现脆断现象 螺纹联接的基本类型 • 1、螺栓联接 2、螺钉联接 用于通孔,损坏后容易更换 用于联接件很少拆卸的盲孔 3、双头螺柱联接 4、紧定螺钉联接用于被联接件需经常拆卸的肓孔 用以固定两零件 的相对位置 螺纹防松方法 •1、增大摩擦力 ：•如弹簧垫圈 、锁紧螺母 、齿形锁紧垫圈 •2、机械方法 ：•开槽螺母 、双联止动垫圈 、止动垫圈 •3、粘合法 ：螺栓、螺钉、螺柱和螺母设计选用 •1、螺栓直径的计算 •螺纹都是使用预紧联接，受力有以下三种情况：• ①、复合载荷（轴向载荷P和横向载荷R）• 当螺栓预紧力在联接结合面处处产生的摩擦力不足以克服联接件受的横向力时，螺栓按复合载荷计算 • n—安全系数当控制预紧力时μ=1.25～1.5；不控制预紧力时，n查表1得K0—螺栓的预紧系数查表2得Kc—螺栓的相对刚度系数。

查表3得P∑—螺栓的总轴向拉力,Nd—螺栓直径,mmσs—材料屈服极限，Mpa ②、轴向载荷•d—螺栓直径•p∑—螺栓的总轴向拉力N•σS—材料的屈服极限，Mpa•k0—螺栓的预紧系数查表2得•Kc—螺栓的相对刚度系数查表3得•σlp—许用拉应力，Mpa • n—安全系数，当控制预紧力时n=1.2～1.5；不控制预紧力时，查表1得③、横向载荷• •P0—所需预紧力，N•σlp—许用应力，Mpa•Kn—可靠系数，通常取1.1～1.3•m—摩擦面数量•μ—结合面间的摩擦因数查表4得•d—螺栓直径，mm•σs—材料屈服极限，Mpa  表1 预紧联接螺栓的安全系数n值（不控制预紧力） 钢种静载荷变载荷M6～M16M16～M30M30～M60M6～M16M16～M30M30～M60碳钢4～33～22～1.310～6.56.56.5~10合金钢5～44～2.52.57.5～555～7.5      • 表2 预紧系数KO值 联接情况Ko值紧固静载荷变载荷1.2～2.02.0～4.0 紧密 软垫金属成型垫金属平垫1.5～2.52.5～3.53.0～4.5• 表3 螺栓的相对刚度系数Kc值 联接型式Kc值连杆螺栓钢板联接+金属垫（或无垫）0.20.2～0.3 表4 预紧联接结合面的摩擦因数μ值 被联接件表面状态μ值钢或铸铁零件干燥的加工表面有油的加工表面0.1～0.160.06～0.10钢结构喷沙处理涂覆锌漆轧制表面，钢丝刷清理浮锈0.45～0.550.40～0.500.30～0.352、螺栓长度 •总长度=被连接件的厚度+垫圈厚度+螺母厚度+（3～4）倍螺距3、型号选用 最常用的有以下几种：•a.法兰面螺栓 f.六角形螺母•b.六角头螺栓 g.发兰面带磨盘齿螺母•c.内六角螺钉 h.发兰面自锁螺母•d.十字槽螺钉 I.开槽螺母•e.自攻螺钉4、螺栓、螺母强度等级的表示方法•螺栓性能等级的标记代号由两部分组成•如：8  .  8•             •                                       公称屈服点（σs）与公称抗拉强度（σb）比值的10倍• 公称抗拉强度（σb）的1/100 •     两部分数字的乘积为公称屈服点的1/10•螺母性能等级的标记代号：•公称高度≥0.8D螺母，用螺栓性能等级标记的第一部分数字标记，该螺栓应为可与该螺母相配螺栓中性能等级最高的。

•公称高度≥0.5D而<0.8D的螺母，由两位数字标记，如：04•第一位数字表示其承载能力比淬硬芯棒测出的承载能力要小，第二位数字表示公称应力的1/1005、螺栓、螺钉、螺柱和螺母选配  螺母性能等级相配的螺栓、螺钉和螺栓螺母Ⅰ型Ⅱ型性能等级螺纹规格范围螺纹规格范围43.6 4.6 4.8＞M16＞M16——53.6 4.6 4.8≤M16≤M39——5.6 5.8≤M3966.8≤M39≤M39——88.8≤M39≤M39＞16 ≤M3999.8≤M16——≤M161010.9≤M39≤M39——1212.9≤M39≤M16≤M39注：一般说来，性能等级较高的螺母，可以替换性能等级较低的螺母螺栓-螺母组合件的应力高于螺栓的屈服强度或保证应力是可行的6、材料选用 常用螺栓、螺钉、和螺柱的材料选用 性能等级材料和热处理化学成分回火温度0c minCPmaxSmaxBmaxminmax3.6 碳钢——0.200.050.060.003——4.6 4.8 5.65.8 6.8——0.550.050.060.003——8.8中碳钢，淬火并回火0.250.550.0350.0350.0034259.8中碳钢，淬火并回火0.250.550.0350.0350.00342510.9中低碳合合金钢，淬火并回火0.200.550.0350.0350.00342512.9合金钢,淬火并回火0.280.500.0350.0350.003380• 螺母的材料选用 性能等级化学成分C(max)Mn(min)P(max)S(max)4  5  6——0.50——0.0600.1508  9040.580.250.0600.15010050.580.300.0480.05812——0.580.450.0480.058注：为改善螺母的机械性能，必要时可增加合金元素。

7、沉孔设计•设计沉孔时 ，应按下表选用其尺寸• 沉头、半沉头螺钉及自攻螺钉沉孔尺寸的选用 规格M3M4M5M6M8M10ST2.9ST3.5ST4.2ST4.8ST5.5d3.44.55.56.69113.13.74.55.15.8d16.49.610.612.817.620.36.38.29.410.411.5t≈1.62.72.73.34.65.01.72.42.62.83.0d——螺钉孔直径 d1——螺钉头部孔直径 t——螺钉头部孔深度• 内六角圆柱头用沉孔直径的选用 螺纹规格M3M4M5M6M8M10M12d3.44.55.56.69.011.013.5d1——————16d26.08.010.011.015.018.020.0t3.44.65.76.89.011.013.0d——螺钉孔直径 d2——螺钉孔倒角直径 d1——螺钉头部直径 t——螺钉头部深度 d——螺钉孔直径 d2——螺钉孔倒角直径• d1——螺钉头部直径 t——螺钉头部深度螺纹规格M3M4M5M6M8M10M12d3.44.55.56.99.011.013.5d1——————16d29101113182226六角头螺栓、六角螺母用沉孔直径的选用垫圈及挡圈的选用•1、垫圈 •在满足强度要求的前途下，可选用成本较低的钢板，并根据实际情况选择是否进行热处理。

•垫圈的种类有： •⑴平垫圈•一般用于金属零件，以增加支承面防止损伤零件表面 •⑵弹簧垫圈 •广泛用于经常拆开的联接处，靠弹性及斜口摩擦防止紧固件的松动 •⑶弹性垫圈 •不宜用于材料较软或经常拆卸处，其弹力均匀，防松效果好•⑷止动垫圈 •⑸异形垫圈 •2、挡圈 •最常用的是孔用和轴用弹性挡圈、开口挡圈 用于防止零件后退•其材料采用弹性较好的碳素结构钢，热处理硬度为HRC44～51 表面进行氧化处理 销 •销主要用作装配定位，也可用作联接零件 •最常用的是圆柱销、销轴、开口销、圆锥销 •销轴用开口销锁定，拆卸方便，用于铰接处 •销的材料常选用35、45、及合金钢，热处理硬度一般为HRC28～46 •表面进行镀锌或氧化处理 自攻螺钉 •多用于联接较薄的钢板、有色金属板及塑料覆盖件 •自攻螺钉的材料常选用低碳钢，其表面进行渗碳处理，或直接选用35钢不进行热处理•一般热处理表面硬度应大于450HV0.3 •表面处理采用镀锌或氧化处理，在钝化前应进行去氢处理 紧固件的标记方法螺栓 GB/T5782—2000 M12×1.25×80螺母 GB/T6170—2000 M12垫圈 GB/T97.1 —1985 10自攻螺钉 GB/T845—1985 ST3.5×16 销 GB/T119.2 6×30铆钉 GB/T12618—1990 5×10挡圈 GB/T886 30×40紧固件的标志方法•螺栓、螺母的标志方法•时钟面法，用于小规格的标准件。

•如：•代号法 用于常规的标准件•如。