紧固件基础知识

螺纹
一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。根据其结构特点和用 途可分为三大类： （一）、普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两 种，细牙螺纹的连接强度较高。 （二）、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。 （三）、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。 二、机械螺纹的主要几何参数： （一）、大径/牙外径（D、d）：为外螺纹牙顶或内螺纹牙底重合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代 表螺纹尺寸的公称直径。 （二）、中径（D2、d2）：D2=d2=D（d）－ 2 x 3/8 x H ,式中H为原始三角形高： H=（√3 /2）P=0.866025P(60°牙山角); H=0.960491P(55°牙山角) （三）、小径/牙底径（D1、d1）：为外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。 （四）、螺距（P）：为相邻牙在中径线上对应两点的轴向距离或相邻牙山或两相邻牙谷间的距离。 在英制、美制螺纹中以每一英寸（25.4 mm）内的牙数来表明牙距（如下表）。 （五）、牙型半角（α/2）：牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角，公制普通螺纹于美制螺纹牙型半角为 （六）、螺纹旋合长度：两相配合螺纹，沿螺纹轴方向相互旋合部分的长度。
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。
１）、制造者的识别标志 和性能等级
左旋螺纹的标志
１、左旋螺纹的螺栓、螺钉和螺柱，应按（下图）规定的符号 进行标志：螺栓和螺钉在头部顶面或末端标志；螺柱应在拧 入螺母端标志。
可选用的左旋螺纹标志
3.紧固件的安装要求


1）螺栓或螺钉凸出螺母多少尺寸为宜
通常，螺栓前端为了旋合的方便都会有倒角的存在（螺母两 端也有），突出螺母是为了让开倒角，让配合螺纹扣相互之 间配合更好，更牢固 保证尽量多的螺纹扣参与有效的工作 锁紧后螺栓超过螺母的长度一般留大于螺栓直径的长度并小 于直径的2倍(如M16的螺栓留16~32mm),具体可以根据使用 的场合和使用要求来确定。
紧固件基础知识
目录
1.紧固件分类 2.紧固件的标记方法 3.紧固件的安装要求 4.紧固件基本知识 5.紧固件机械性能 6.螺钉生产工艺
1.紧固件分类


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。
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。



2）螺钉/螺栓、平垫、弹垫、（螺母）的安装顺序
有螺母的放在螺母侧：螺栓 （平垫） 工件 平垫 弹垫 螺 母，见图1 没有螺母的放在螺杆头侧：平垫-弹垫-螺栓。 一般把平垫放在工件侧，也就是最底部或最下面，平垫上面 是弹簧垫，然后螺栓上紧。


图1


3）平、弹垫的选用依据
螺栓连接时选择垫圈目标是分散被连接材料的得力、减小扭 转螺栓或螺母时对被连接材料表面的伤害或防止其松动。选 择垫圈时可实际需要，要放松可选用弹簧垫圈，要保护被连 接材料表面，可选一般的平垫圈。选择的原则是垫圈的内径 稍大于螺栓的外径，太大了框，太小了无法使用。螺钉连接 时，选用稍大于螺钉外景的最大处的平垫圈即可， 平垫的选用标准依据GB/T 5286-2001(螺栓、螺钉和螺母用 平垫圈总方案） 在腰孔上安装紧固件时平垫须加大加厚
1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。 2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。 3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。
（二）、公制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、 6 H、7H。（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常状况下为II级）在公制螺纹中， H和h的基本偏差为零。G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为负值。 （三）、螺纹标记 M10×1–5g 6g M10×1–6g 公差代号 中径和顶径公差代号（相同）
2.紧固件的标记方法
紧固件的识别标志
六角头和六角花形头螺栓的头标
1、六角头和六角花形头螺栓和螺钉应标志制造者的识别标志 和表1给出的性能等级标志代号。 2、对所有性能等级的产品，标志是强制性的，并最好在头部 顶面用凹字或凸字标志，或在头部侧面用凹字标志（如下图） 对带法兰面的螺栓或螺钉，应在法兰上标志（因其制造工艺 不允许在头部顶面标志）。 3、对公称直径d≥5mm的六角和六角花形头螺栓和螺钉要求标 志。
螺柱的标志 １、螺柱应标志制造者的识别标志和表１给出的性能等级的标 志代号。 ２、对公称直径d≥５mm的性能等级为５.６、８.８及其以上的 产品要求标志，并在螺柱无螺纹杆部用凹字标志如（下图１） ３如在无螺纹杆部不可能标志，则在螺柱拧入螺母端允许仅标 志性能等级如（下图２）。对过盈配合的螺柱应在拧入螺母 端只标志制造者的识别标志（如有可能时）。
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：GBwk.baidu.com02
7. 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。
(1)制造者的识别标志 (2)性能等级
圆头方颈螺栓的标志
1、圆头方颈螺栓应标志制造者的识别标志和表1给出的性能等 级的标志代号。 2、对性能等级为8.8及其以上的产品，标志是强制性的，并在 头部顶面用凹字或凸字标志，（如下图） 3、对公称直径d≥５mm的圆头方颈螺栓要求标志。
１）制造者的识别标志。 ２）性能等级

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。
3
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。
1、公制计量（10进制）1m=100cm=1000mm 2、英制计量（8进制） 1英尺=12英寸 1mm=1000um 1英寸=8英分=25.4毫米（mm）
〃 ３分半＝７/１６
〃 〃 〃 ２分＝１/４ ２分半＝５/１６ ３分＝３/８ 〃 ４分＝１/２ ４分半＝９/１６ 〃 ３、1/4以下的产品用番号来表示其称呼径，如： 4#， 5#， 6#， 7#， 8#， 10#， 12#
9. 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。
10. 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。
60°/2，韦氏牙（BSW）螺纹牙型半角为55°/2 。一般木螺丝牙山角度为60°，尾尖角度60°。
螺纹配合等级：
螺纹配合等级是旋合螺纹之间松或紧的等级。
（一）、对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：
1B、2B和3B级，全部都是间隙配合。等级数字越高，配合越紧。在英制螺纹中， 偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。
弹簧垫直接垫在工件表面容易划伤表面油漆 弹簧垫多用在振动场合，作用就是起到自锁功能防 止振动情况下螺栓松动。 不加弹簧垫螺丝老化后容易锈死，无法拆卸 弹簧垫是防松的平垫片是放在弹簧垫下边形成平面 的，并起到保护工件表面损伤，一般两个配合使用

8. 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。

螺栓螺母的扭力值

1）在没有特殊说明的情况下，螺栓螺母的扭力值参照表1
的规定
表1：


2）电气设备固定螺母扭力值参照表2的规定
表2：
续表2

3）接线端子固定螺母的扭力值参照表3的规定
表3：
4.紧固件基本知识
一、紧固件的历史与现状 紧固件的锻造技术起源于欧美，由最初的切削加工演变为热锻加工和冷礅加工。热锻加工 工艺现在已很少采用，只是对于大型工件、变形量特大和加工尺寸精度不高的还会继 续沿用。 我国应用冷礅技术是从二十世纪五十年代末从苏联引进冷礅成型机设备开始的。冷礅机的 功能由最初的一模一冲、二模二冲发展成现在的三模三冲、四模四冲、五模五冲等多 样化机种。冷礅工艺有以下一些优点：一是生产效率高，有利于批量生产；二是由于 批量生产，有助于降低生产成本；三是能生产高精度的紧固件，如对边，头厚等等； 四产品外观较精美。 二、紧固件的计量单位 三、计量单位：米（m）、毫米（mm)、英寸（〃）英分、英尺。
(1)制造者的识别标志 (2)性能等级
内六角和内六角花形圆柱头螺钉标志
1、内六角和内六角花形圆柱螺钉应标志制造者的识别标志和 表1给出的性能等级的标志代号。 ２、对性能等级为8.8及其以上的产品,标志是强制性的,并最好 在头部顶面用凸字或凹字标志,或在头部侧面用凹字标志（如 下图） 3、对公称直径d≥5mm的内六角和内六角花形圆柱头螺钉要求 标志
公差代号（代表有效径及外径均用6g之公差）
顶径（螺纹外径） 中径（有效径）
螺纹公差带图示
公差 G 偏差 H 基本中径
g
e f h
内螺纹
外螺纹
60°螺纹之基本尺寸；公差；裕度；等级与配合 螺纹级数是用来标称螺纹之裕度及公差的，螺纹配合意味着外螺纹及内螺纹在其最大材料状况时结 合之裕度，换言之即为结合时内螺纹及外螺纹之松紧程度的紧固件而言，裕度通常由外螺纹提供、 这表示外螺纹之大径，有效径，小径均需比基本螺纹轮廓为小，而内螺纹之这三种直径则等于基本 螺纹轮廓尺寸。 60°螺纹之基本尺寸 D阴螺纹基本大径 d阳螺纹基本大径 D2阴螺纹基本有效径 d2阳螺纹基本有效径 D1阴螺纹基本最小经 d1阳螺纹基本最小经 H基本轮廓牙高 P牙距（英制=1/每英寸牙数） 其中D2、d2、D1、d1、计算公式如下： H= /2P=0.866025P D2=D-2x3/8H=D-0.6495P d2=d-2x3/8H=d-0.6495P D1=D-2x5/8H=D-1.0825P d1=d-2x5/8H=d-1.0825P 例1/4-20 UNC之有效径（D2，d2）和小径（D1，d1）基本尺寸为： D=基本最大径=0.25 P=1/20=0.05 D2、d2=D-0.6495P=0.25-(0.6495x0.05)=0.2175 D1、d1=D-1.0825P=0.25-(1.0825x0.05)=0.196 M8x1.25之有效径（D2、d2）和小径（D1、d1）基本尺寸为： D=基本最大径=8 P=1.25 D2、d2=D-0.6495P=8-(0.6495x1.25)=7.188 D1、d1=D-1.0825P=8-(1.0825x1.25)=6.647