1、緊固件基礎(chǔ)知識,主講人：董靜,2,緊固件基礎(chǔ)知識,一:緊固件的定義 緊固件在市場上也稱為標(biāo)準(zhǔn)件，是將兩個或兩個以上的零件（或構(gòu)件）緊固連接成為一件整體時所采用的一類機械零件的總稱。 備注： 螺絲是緊固件的通用說法，日?？陬^語。 二：緊固件的種類 1. 螺栓：由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，有可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。,舉例：外六角螺栓圖片,2. 螺柱：沒有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時，它的一端必須旋入帶有內(nèi)螺紋孔的零件中，另一端穿過帶有

2、通孔的零件中，然后旋上螺母，即使這兩個零件緊固連接成一見整體。這種連接形式稱為螺柱連接，也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結(jié)構(gòu)緊湊，或因拆卸頻繁，不宜采用螺栓連接的場合。 舉例：雙頭螺柱圖片,3. 螺釘：也是由頭部和螺桿兩部分構(gòu)成的一類緊固件，按用途可以分為三類：機器螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。機器螺釘主要用于一個緊定螺紋孔的零件，與一個帶有通孔的零件之間的緊固連接，不需要螺母配合（這種連接形式稱為螺釘連接，也屬于可拆卸連接；也可以與螺母配合，用于兩個帶有通孔的零件之間的緊固連接。）緊定螺釘主要用于固定兩個零件之間的相對位置。特殊用途螺釘例如有吊環(huán)螺釘?shù)裙┑跹b零件用。

3、舉例：a.機器螺釘圖片,b.緊釘螺釘圖片： c.特殊螺釘圖片：,4. 螺母：帶有內(nèi)螺紋孔，形狀一般呈顯為六角柱形，也有呈四方柱形或圓柱形，配合螺栓、螺柱或機器螺釘，用于緊固連接兩個零件，使之成為一件整體。,尼龍自鎖螺母是一種新型高抗振防松緊固零件,能應(yīng)用于溫度-50100的各種機械、電器產(chǎn)品中。目前,宇航、航空、坦克、礦山機械 、汽車運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、紡織機械、電器產(chǎn)品以及各類機械對尼龍自鎖螺母的需求量劇增,這是因為它的抗振防松性能大大高于其他各種 防松裝置,而且振動壽命要高幾倍甚至幾十倍。當(dāng)前機械設(shè)備的事故有80以上是由于緊固件的松動而造成的,特別在礦山機械中尤為嚴(yán)重,而 使用尼龍自鎖螺母

4、就可以杜絕由于緊固件松脫所造成的重大事故。 5. 自攻螺釘：與機器螺釘相似，但螺桿上的螺紋為專用的自攻螺釘用螺紋。用于緊固連接兩個薄的金屬構(gòu)件，使之成為一件整體 ，構(gòu)件上需要事先制出小孔，由于這種螺釘具有較高的硬度，可以直接旋入構(gòu)件的孔中，使構(gòu)件中形成響應(yīng)的內(nèi)螺紋。這種連接形式也是屬于可拆卸連接。 舉例：十字大扁頭自攻釘,6. 木螺釘：也是與機器螺釘相似，但螺桿上的螺紋為專用的木螺釘用羅紋，可以直接旋入木質(zhì)構(gòu)件（或零件）中，用于把一個帶通孔的金（或非金屬）零件與一個木質(zhì)構(gòu)件緊固連接在一起。這種連接也是屬于可以拆卸連接。 舉例：GB102 7. 墊圈：形狀呈扁圓環(huán)形的一類緊固件。置于螺栓、螺釘或

5、螺母的支撐面與連接零件表面之間，起著增大被連接零件接觸表面面積，降低單位面積壓力和保護(hù)被連接零件表面不被損壞的作用；另一類彈性墊圈，還能起著阻止螺母回松的作用。,舉例：平墊圈,8. 擋圈：供裝在機器、設(shè)備的軸槽或孔槽中，起著阻止軸上或孔上的零件左右移動的作用。,9. 銷：主要供零件定位用，有的也可供零件連接、固定零件、傳遞動力或鎖定其他緊固件之用。 10. 鉚釘：由頭部和釘桿兩部分構(gòu)成的一類緊固件，用于緊固連接兩個帶通孔的零件（或構(gòu)件），使之成為一件整體。這種連接形式稱為鉚釘連接，簡稱鉚接。屬與不可拆卸連接。因為要使連接在一起的兩個零件分開，必須破壞零件上的鉚釘。,11. 組合件和連接副：組合

6、件是指組合供應(yīng)的一類緊固件，如將某種機器螺釘（或螺栓、自供螺釘）與平墊圈（或彈簧墊圈、鎖緊墊圈）組合供應(yīng)；連接副指將某種專用螺栓、螺母和墊圈組合供應(yīng)的一類緊固件，如鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓連接副。,12. 焊釘：由光能和釘頭（或無釘頭）構(gòu)成的異類緊固件，用焊接方法把他固定連接在一個零件（或構(gòu)件）上面，以便再與其他零件進(jìn)行連接。,三.我司主要使用標(biāo)準(zhǔn) 1.中國國家標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)）-GB 2.德國國家標(biāo)準(zhǔn)（德標(biāo)） -DIN 3.國際標(biāo)準(zhǔn)-ISO 4.日本國家標(biāo)準(zhǔn)（日標(biāo)） -JIS 5.美國國家標(biāo)準(zhǔn)（美標(biāo)） -ANSI 6.英國國家標(biāo)準(zhǔn) -BS 備注： 以上幾種標(biāo)準(zhǔn)除了一些基本尺寸如頭部對邊、頭部厚度

7、等的不同以外，最主要的是螺紋部分的不同。GB、DIN、JIS、ISO的螺紋都是以mm（毫米）為單位，統(tǒng)稱為公制螺紋。ANSI螺紋是以英寸為單位的稱為美標(biāo)螺紋。除了公制螺紋和美制螺紋外還有一種BS英制標(biāo)準(zhǔn),其螺紋也是以英寸為單位，俗稱惠氏螺紋。,四.螺紋簡述,1.螺紋定義:（英文名：screw thread）在圓柱或圓錐母體表面上制出的螺旋線形的、具有特定截面的連續(xù)凸起部分。 2.螺紋種類： a.螺紋按其母體形狀分為圓柱螺紋和圓錐螺紋； b.按其在母體所處位置分為外螺紋、內(nèi)螺紋; c.按其截面形狀（牙型）分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋,三角形螺紋主要用于聯(lián)接，矩形、梯形和鋸齒形螺

8、紋主要用于傳動； d.按螺旋線方向分為左旋螺紋和右旋螺紋，一般用右旋螺紋； e.按螺旋線的數(shù)量分為單線螺紋、雙線螺紋及多線螺紋；聯(lián)接用的多為單線，傳動用的采用雙線或多線； f.按牙的大小分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋; 3.螺紋術(shù)語：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14791-93,4. 螺紋的代號標(biāo)注 在圖樣上螺紋需要用規(guī)定的螺紋代號標(biāo)注，除管螺紋外，螺紋代號的標(biāo) 注格式為： 螺距 （單線時） 特征代號 公稱直徑 旋向 導(dǎo)程（P螺距）（多線時） 管螺紋的標(biāo)注格式為： 特征代號 尺寸代號 旋向 其中，右旋螺紋省略不注，左旋用“ LH”表示。 5. 螺紋標(biāo)記的標(biāo)注 當(dāng)螺紋精度要求較高時，除標(biāo)注螺紋代號外，還應(yīng)標(biāo)注螺紋公

9、差帶代和螺紋旋合長度。 螺紋標(biāo)記的標(biāo)注格式為： 螺紋代號螺紋公差帶代號（中徑、頂徑）旋合長度 有關(guān)標(biāo)注內(nèi)容的說明： l）公差帶代號由數(shù)字加字母表示（內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母），如 7H、6g等，應(yīng)特別指出，7H，6g等代表螺紋公差，而H7，g6代表圓柱體公差代號。,2）旋合長度規(guī)定為短（用S表示）、中（用N表示）、長（用L表示）三種。一般情況下，不標(biāo)注螺紋旋合長度，其螺紋公差帶按中等旋合長度（N）確定。必要時，可加注旋合長度代號S或L，如“ M20-5g6gL”。特殊需要時，可注明旋合長度的數(shù)值，如“M20-5g6g30”。 6.螺紋標(biāo)記在視圖上的標(biāo)注方法 除管螺紋外，在視圖上螺紋標(biāo)

10、記的標(biāo)注同線性尺寸標(biāo)注方法相同；而管螺紋是用指引線的形式，指引線應(yīng)從大徑上引出，并且不應(yīng)與剖面線平行。 標(biāo)注的說明： l）M 165g6g表示粗牙普通螺紋，公稱直徑16，右旋，螺紋公差帶中徑 5g，大徑 6g，旋合長度按中等長度考慮。 2）M161.5 LH6G表示細(xì)牙普通螺紋，公稱直徑16，螺距1.5，左旋，螺紋公差帶中徑、大徑均為6G，旋合長度按中等長度考慮。 3）G1表示英制非螺紋密封管螺紋，尺寸代號1in，右旋。 4）Rcl2表示英制螺紋密封錐管螺紋，尺寸代號12in，右旋。 5）Tr208（P4）表示梯形螺紋，公稱直徑 20，雙線，導(dǎo)程 8，螺距 4，右旋。 6）B202LH表示鋸齒

11、形螺紋，公稱直徑 20，單線，螺距 2，左旋。,7.螺紋五要素 螺紋分內(nèi)螺紋和外螺紋。加工在圓柱（圓錐）外表面的螺紋叫外螺紋，加工在圓柱管（圓錐管）內(nèi)表面的螺紋叫內(nèi)螺紋。內(nèi)外螺紋連接時，螺紋的要素必須一致。螺紋的結(jié)構(gòu)要素包括牙型、直徑、線數(shù)、螺距（導(dǎo)程）、和旋向。 (1) 牙型 在通過螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀，稱為螺紋牙型。它有三角形、梯形、鋸齒形和方形等。不同的螺紋牙形，有不同的用途。,普通螺紋的牙形為三角形。普通螺紋和英寸制管螺紋一般用來連接零件，稱為連接螺紋。梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋一般用來傳遞運動和動力，稱為傳動螺紋。 (2)直徑 a.大徑（D,d）螺紋的最大直徑，與外螺

12、紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱的直徑。外螺紋大徑（d）亦稱為頂徑；內(nèi)螺紋大徑（D）亦稱為底徑。,b.小徑（D1、d1） 螺紋的最小直徑，與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑。內(nèi)外螺紋的小徑分別用D1和d1表示 C.中徑（D2、d2） 一個假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方（見右圖）。此假想圓柱稱為中徑圓柱，中徑圓柱的母線稱為中徑線。,(3)線數(shù)指同一圓柱面或圓錐面上螺紋的條數(shù)，記為n。通常多線螺紋使用在精密儀器儀表中或需要快速 旋入的場合。(4)螺距（ph）和導(dǎo)程(p)螺距是螺 紋相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。導(dǎo)程是同一線螺紋上的相鄰兩牙在中

13、徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。對于單線螺紋有p=ph,對于多線螺紋有p=ph/n。,(5)旋向 螺紋分右旋和左旋兩種。如下圖所示，順時鐘旋轉(zhuǎn)時旋入的螺紋，稱為右旋螺紋；逆時鐘旋轉(zhuǎn)時旋入的螺紋，稱為左旋螺紋。工程上常用右旋螺紋，但一些比較重要的安全場合如液化汽罐就可能用到左旋螺紋。當(dāng)內(nèi)外螺紋旋合時，只有螺紋的五要素完全相同時才能互相旋合。改變上述五要數(shù)中的任何一項，就會得到不同規(guī)格和尺寸的螺紋。國家標(biāo)準(zhǔn)對有些螺紋（如普通螺紋、梯形螺紋）的牙型、直徑和螺距都作了規(guī)定，凡是這三項符合標(biāo)準(zhǔn)的，稱為標(biāo)準(zhǔn)螺紋。而牙型合標(biāo)準(zhǔn)，直徑或螺距不符合標(biāo)準(zhǔn)的螺紋稱為特殊螺紋。牙型不符合標(biāo)準(zhǔn)的螺紋叫非標(biāo)準(zhǔn)螺紋，如方牙螺紋

14、。,五.常用單位表示方法 1.公制單位：毫米（mm） 2.美制單位：英寸（inch） 3.單位轉(zhuǎn)換：1inch=25.4mm 0#=0.06inch 每增加1#公稱徑增加0.013inch 六.螺紋等級 1.外螺紋 a.公制：6g，6h b.美制：1A,2A,3A 2.內(nèi)螺紋 1.公制：6G,6H 2.美制：1B,2B,3B,七.緊固件機械性能 一.螺栓、螺釘和螺柱的機械性能-GB3098.1/ISO898-1 1. 范圍：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了由碳鋼和或合金鋼制造的、在環(huán)境溫度為10-35條件下進(jìn)行試驗時，粗牙螺紋M1.6-M39;細(xì)牙螺紋M8*1-M39*3螺栓、螺釘和螺柱的機械性能。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于

15、緊定螺釘及類似的不受拉力的螺紋緊固件。 2. 標(biāo)記制度：性能等級的標(biāo)記代號，由兩部分?jǐn)?shù)字組成 第一部分?jǐn)?shù)字表示公稱抗拉強度的1/100 第二部分?jǐn)?shù)字表示公稱屈服點（s）或公稱規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(p0.2)與公稱抗拉強度（b）比值（屈強比）的10倍。 這兩部分?jǐn)?shù)字的乘積為公稱屈服點的1/10 3.抗拉強度（ tensile strength ）的定義：抗拉強度是指金屬材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，用b=FO/AO FO-試樣在斷裂前的最大外力（N） AO-試樣原來的截面積（mm） b-抗拉強度（Mpa、N/mm2 ） 備注： a. PSI是壓力單位，歐美國家常用單位。英文全稱為Pounds p

16、er square inch。P是磅pound，S是平方square，I是英寸inch。 b. 單位換算：1PSI =6.895kpa=0.006895Mpa,舉例：隨意抽取一份客戶圖紙,4.屈服強度（yield strength ）定義：是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。對于無明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強度。大于此極限的外力作用，將會使零件永久失效，無法恢復(fù)。如低碳鋼的屈服極限為207MPa，當(dāng)大于此極限的外力作用之下，零件將會產(chǎn)生永久變形，小于這個的，零件還會恢復(fù)原來的樣子。 備注：a.材料的變形

17、分為彈性變形（外力撤銷后可以恢復(fù)原來形狀）和塑性變形（外力撤銷后不能恢復(fù)原來形狀，形狀發(fā)生變化，伸長或縮短） b.當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，進(jìn)入屈服階段后，變形增加較快，此時除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到b點后，塑性應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為下屈服點和上屈服點。由于下屈服點的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點或屈服強度(ReL或Rp0.2)。,屈服點yield point（s） 試樣在試驗過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長（變形）時的應(yīng)力。 上屈服點upper yield point（su） 試樣

18、發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。 下屈服點lower yield point（SL） 當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)時屈服階段中的最小應(yīng)力。 有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度（yield strength）。 .詳見材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖 5.常用性能等級：3.6級、4.6級、4.8級、5.6級、5.8級、6.8級、8.8級、9.8級、10.9級、12.9級十個等級。 6.螺栓性能等級標(biāo)號的含義 ：螺栓性能等級標(biāo)號由兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別代表螺栓的公稱抗拉強度值和屈強比值，如性能等級為4.8級的高強度螺栓其含義為：（1）

19、：螺栓材質(zhì)公稱抗拉強度為400MPa級（2）：螺栓材質(zhì)的屈強比值為0.8（3）：螺栓材質(zhì)的公稱屈服強度為400 x0.8= 320MPa級 7.高強度螺栓的區(qū)分及含義。 8.8級及以上等級的螺栓統(tǒng)稱為高強度螺栓，其余等級螺栓稱為普通強度螺栓。,8.所用材料-GB3098.1 表2,備注： 鋼的分類 鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金.按照化學(xué)成份分類如下： 碳素鋼： a.低碳鋼（C0.25%） b.中碳鋼（ C:0.25% -0.6%） c.高碳鋼（C0.6%） 合金鋼： a.低合金（合金元素總含量5%） b.中合金（合金元素總含量 5%-10%） c.高合金（合金元素總含量10%

20、） 按照品質(zhì)分類：按照鋼中硫（S）和磷（P）的含量可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。 a.普通鋼（P0.045%,S 0.055%） b.優(yōu)質(zhì)鋼（S、P均 0.035%） c.高級優(yōu)質(zhì)鋼（ P0.035%,S 0.030% ） 按照成形方法分類:a.鍛鋼 b.鑄鋼 c.熱軋鋼 d.冷拉鋼 按照用途分類： 建筑及工程用鋼,a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼 結(jié)構(gòu)鋼 a.機械制造用鋼：調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼、易切結(jié)構(gòu)鋼、冷塑性成形用鋼：冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼 b.彈簧鋼 c.軸承鋼 工具鋼 a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼 特殊性能 a.

21、不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼；c.電熱合金鋼; d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼 專業(yè)用鋼：橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等 中國鋼號表示方法的分類說明 碳素結(jié)構(gòu)鋼 a.由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后邊的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是Mpa。例如：Q235為235Mpa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。,b.必要時鋼號后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C、D.脫氧方法符合：F表示沸騰鋼；b.表示半鎮(zhèn)靜鋼；Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號，即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。 C.專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 a.鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。