紧固件基础知识

紧固件基础知识主讲人：董静2紧固件基础知识一:紧固件的定义紧固件在市场上也称为标准件，是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。备注：螺丝是紧固件的通用说法，日常口头语。二：紧固件的种类1.螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，有可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。举例：外六角螺栓图片2.螺柱：没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场合。举例：双头螺柱图片3.螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件，与一个带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合（这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸连接；也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。）紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。举例：a.机器螺钉图片b.紧钉螺钉图片：c.特殊螺钉图片：4.螺母：带有内螺纹孔，形状一般呈显为六角柱形，也有呈四方柱形或圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。尼龙自锁螺母是一种新型高抗振防松紧固零件,能应用于温度-50～100℃的各种机械、电器产品中。目前,宇航、航空、坦克、矿山机械、汽车运输机械、农业机械、纺织机械、电器产品以及各类机械对尼龙自锁螺母的需求量剧增,这是因为它的抗振防松性能大大高于其他各种防松装置,而且振动寿命要高几倍甚至几十倍。当前机械设备的事故有80％以上是由于紧固件的松动而造成的,特别在矿山机械中尤为严重,而使用尼龙自锁螺母就可以杜绝由于紧固件松脱所造成的重大事故。5.自攻螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体，构件上需要事先制出小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。举例：十字大扁头自攻钉6.木螺钉：也是与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用罗纹，可以直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金（或非金属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。举例：GB1027.垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。举例：平垫圈8.挡圈：供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。9.销：主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。10.铆钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带通孔的零件（或构件），使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接，简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开，必须破坏零件上的铆钉。11.组合件和连接副：组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉（或螺栓、自供螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应；连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。12.焊钉：由光能和钉头（或无钉头）构成的异类紧固件，用焊接方法把他固定连接在一个零件（或构件）上面，以便再与其他零件进行连接。三.我司主要使用标准1.中国国家标准（国标）-GB2.德国国家标准（德标）-DIN3.国际标准-ISO4.日本国家标准（日标）-JIS5.美国国家标准（美标）-ANSI6.英国国家标准-BS备注：以上几种标准除了一些基本尺寸如头部对边、头部厚度等的不同以外，最主要的是螺纹部分的不同。GB、DIN、JIS、ISO的螺纹都是以mm（毫米）为单位，统称为公制螺纹。ANSI螺纹是以英寸为单位的称为美标螺纹。除了公制螺纹和美制螺纹外还有一种BS—英制标准,其螺纹也是以英寸为单位，俗称惠氏螺纹。四.螺纹简述1.螺纹定义:（英文名：screwthread）在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。2.螺纹种类：a.螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；b.按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹;c.按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹,三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动；d.按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，一般用右旋螺纹；e.按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹；联接用的多为单线，传动用的采用双线或多线；f.按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹;3.螺纹术语：参照标准GB/T14791-934.螺纹的代号标注在图样上螺纹需要用规定的螺纹代号标注，除管螺纹外，螺纹代号的标注格式为：螺距（单线时）特征代号公称直径×旋向导程（P螺距）（多线时）管螺纹的标注格式为：特征代号尺寸代号旋向其中，右旋螺纹省略不注，左旋用“LH”表示。5.螺纹标记的标注当螺纹精度要求较高时，除标注螺纹代号外，还应标注螺纹公差带代和螺纹旋合长度。螺纹标记的标注格式为：螺纹代号——螺纹公差带代号（中径、顶径）——旋合长度有关标注内容的说明：l）公差带代号由数字加字母表示（内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母），如7H、6g等，应特别指出，7H，6g等代表螺纹公差，而H7，g6代表圆柱体公差代号。2）旋合长度规定为短（用S表示）、中（用N表示）、长（用L表示）三种。一般情况下，不标注螺纹旋合长度，其螺纹公差带按中等旋合长度（N）确定。必要时，可加注旋合长度代号S或L，如“M20-5g6g－L”。特殊需要时，可注明旋合长度的数值，如“M20-5g6g－30”。6.螺纹标记在视图上的标注方法除管螺纹外，在视图上螺纹标记的标注同线性尺寸标注方法相同；而管螺纹是用指引线的形式，指引线应从大径上引出，并且不应与剖面线平行。标注的说明：l）M16－5g6g表示粗牙普通螺纹，公称直径16，右旋，螺纹公差带中径5g，大径6g，旋合长度按中等长度考虑。2）M16×1.5LH－6G表示细牙普通螺纹，公称直径16，螺距1.5，左旋，螺纹公差带中径、大径均为6G，旋合长度按中等长度考虑。3）G1表示英制非螺纹密封管螺纹，尺寸代号1in，右旋。4）Rcl／2表示英制螺纹密封锥管螺纹，尺寸代号1／2in，右旋。5）Tr20×8（P4）表示梯形螺纹，公称直径20，双线，导程8，螺距4，右旋。6）B20×2LH表示锯齿形螺纹，公称直径20，单线，螺距2，左旋。7.螺纹五要素螺纹分内螺纹和外螺纹。加工在圆柱（圆锥）外表面的螺纹叫外螺纹，加工在圆柱管（圆锥管）内表面的螺纹叫内螺纹。内外螺纹连接时，螺纹的要素必须一致。螺纹的结构要素包括牙型、直径、线数、螺距（导程）、和旋向。(1)．牙型在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状，称为螺纹牙型。它有三角形、梯形、锯齿形和方形等。不同的螺纹牙形，有不同的用途。普通螺纹的牙形为三角形。普通螺纹和英寸制管螺纹一般用来连接零件，称为连接螺纹。梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹一般用来传递运动和动力，称为传动螺纹。(2)．直径a.大径（D,d）螺纹的最大直径，与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。外螺纹大径（d）亦称为顶径；内螺纹大径（D）亦称为底径。b.小径（D1、d1）螺纹的最小直径，与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。内外螺纹的小径分别用D1和d1表示C.中径（D2、d2）一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方（见右图）。此假想圆柱称为中径圆柱，中径圆柱的母线称为中径线。(3)．线数指同一圆柱面或圆锥面上螺纹的条数，记为n。通常多线螺纹使用在精密仪器仪表中或需要快速旋入的场合。(4)．螺距（ph）和导程(p)螺距是螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程是同一线螺纹上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对于单线螺纹有p=ph,对于多线螺纹有p=ph/n。(5)．旋向螺纹分右旋和左旋两种。如下图所示，顺时钟旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹；逆时钟旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。工程上常用右旋螺纹，但一些比较重要的安全场合如液化汽罐就可能用到左旋螺纹。当内外螺纹旋合时，只有螺纹的五要素完全相同时才能互相旋合。改变上述五要数中的任何一项，就会得到不同规格和尺寸的螺纹。国家标准对有些螺纹（如普通螺纹、梯形螺纹）的牙型、直径和螺距都作了规定，凡是这三项符合标准的，称为标准螺纹。而牙型合标准，直径或螺距不符合标准的螺纹称为特殊螺纹。牙型不符合标准的螺纹叫非标准螺纹，如方牙螺纹。五.常用单位表示方法1.公制单位：毫米（mm）2.美制单位：英寸（inch）3.单位转换：1inch=25.4mm0#=0.06inch每增加1#公称径增加0.013inch六.螺纹等级1.外螺纹a.公制：6g，6hb.美制：1A,2A,3A2.内螺纹1.公制：6G,6H2.美制：1B,2B,3B七.紧固件机械性能〈一〉.螺栓、螺钉和螺柱的机械性能-----GB3098.1/ISO898-11.范围：本标准规定了由碳钢和或合金钢制造的、在环境温度为10-35℃条件下进行试验时，粗牙螺纹M1.6-M39;细牙螺纹M8*1-M39*3螺栓、螺钉和螺柱的机械性能。本标准不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件。2.标记制度：性能等级的标记代号，由两部分数字组成第一部分数字表示公称抗拉强度的1/100第二部分数字表示公称屈服点（σs）或公称规定非比例伸长应力(σp0.2)与公称抗拉强度（σb）比值（屈强比）的10倍。这两部分数字的乘积为公称屈服点的1/103.抗拉强度（tensilestrength）的定义：抗拉强度是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力，用σb=FO/AOFO----试样在断裂前的最大外力（N）AO----试样原来的截面积（mm²）σb---抗拉强度（Mpa、N/mm2）备注：a.PSI是压力单位，欧美国家常用单位。英文全称为Poundspersquareinch。P是磅pound，S是平方square，I是英寸inch。b.单位换算：1PSI=6.895kpa=0.006895Mpa举例：随意抽取一份客户图纸4.屈服强度（yieldstrength）定义：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。备注：a.材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）b.当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到b点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。①．屈服点yieldpoint（σs）试样在试验过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。②．上屈服点upperyieldpoint（σsu）试样发生屈服而力首次下降前的最大应