螺纹紧固件设计手册

1. 螺纹紧固件设计概述

螺纹紧固件依据头部、杆部、尾部及螺纹形式的不同，有非常多的种类；同时，螺栓/螺母的强度等级及表面处理也是多种多样的，工程师将依据需求来选择、设计紧固件。一个完整的设计，需要进行如下设计校核： 1）螺纹连接轴向预紧力设计计算 2）螺栓规格及强度等级选择

3）配合螺母的等级及内螺纹啮合长度确定 4）螺栓长度确定 5）表面处理选择

6）头部形式及装配空间确认 7）装配工艺试验验证

2. 螺纹连接预紧力设计计算

螺栓/螺母连接是通过完成装配后，产生一定的轴向预紧力，来保证被连接件的固定，或传递载荷或密封等功能。在设计选择螺栓/螺母时，对于关键的联结部位，首先必须确认需要螺栓提供的轴向预紧力的范围。

在确定预紧力时，应考虑下列因素： ——最小预紧力满足功能要求

——最大等效应力不超过螺栓的破坏应力 ——螺栓的应力幅不超过疲劳极限 ——联接体装配后的变形

下面是一些常见的连接形式中，最小轴向预紧力的计算：

（1）螺栓的轴向力F KQ 通过配合面产生的静摩擦力，用以传递切向载荷F Q 或扭矩M Y ，q 为配合面数量。

μΤ：配合面的摩擦系数

ra ：摩擦半径，对于车轮螺栓为PCD/2

（2）螺栓的轴向力F Kp 用于提供保证密封所需的压力

F kp =A D ?P i

Pi ：密封介质的压强 A D ：密封面积

（3）防止张开所需的轴向力F V ，在有轴向外力FA 作用时，被联接件仍留有一压力F KR

。

图1 通过配合面间的摩擦力传递载荷

图2 轴向外力在螺纹联结体上的分布图

同时还要考虑工作中预紧力的变化ΔF ： * 材料压陷或松弛,预紧力减小FZ

* 由于温度变化,在螺栓和被连接件间产生热膨胀差,导致预紧力发生变化ΔFvth

综合考虑上述所有因素，所需的螺栓最小轴向力

F min =F KQ +F KP +F V +ΔF （1）

3. 螺栓规格及强度等级确定

螺栓在装配拧紧时，处于拉扭符合的应力状态，其屈服轴力和破坏轴力都小于单纯拉伸时螺栓的载荷。

对于采用扭矩法拧紧的连接，螺栓的等效应力最大可到屈服点90%，螺栓能承受的最大轴向预紧力F Mzul 与螺纹副的摩擦系数μG 有关，表1为常用螺栓的保证载荷、最小拉力载荷及允许的最大装配轴力（等粗杆螺栓）。

（2）

D2—螺纹中径

D0—螺杆部最小截面直径 μG ——螺纹副摩擦系数

表1 螺栓强度等级、保证载荷、最小拉力载荷及允许的最大装配轴力（等粗杆螺栓）

F V =F PA +F KR

对于M6以上的螺纹，有粗牙和细牙之分，下表列出了各自的优劣势。可依据需求选用。

依据螺栓需要提供的最小轴向预紧力，考虑到将要采用的装配工艺和工具，对可能

产生的最大轴向力F max进行粗略估计，对于扭矩控制拧紧，F ma x∕F min=0.14-0.16；对于扭矩转角控制拧紧，F ma x∕F min=0.12-0.14。

可能产生的最大轴向力F max必须小于螺栓装配时允许的最大装配轴力F Mzul。

4. 配合螺母的等级及内螺纹啮合长度

螺纹连接件强度匹配设计原则是，在超拧时失效型式应是螺杆断裂，因为内螺纹的破坏不易发现，且内螺纹的损坏带来的损失较大。

螺栓螺钉的强度主要是由材料及热处理的工艺决定，标准的等级有4.8、5.6.、5.8、8.8、10.9、12.9等[1]。

但内螺纹的强度不只是与材料及热处理的工艺有关，同时还与螺纹连接长度有关。标准的螺母的强度等级有4、5.、6、8、10、12等[2]、[3]。

对于螺母的选择，需要螺母的保证载荷大于螺栓，按2表来选择。

表2 螺栓/螺母等级匹配

对于在零件上带螺纹孔的设计，需要合理的设计螺纹的啮合长度，以保证装配螺栓时，内螺纹有足够的强度来匹配。下表是各种内螺纹材料所需的最小啮合长度。

表3 各种内螺纹材料所需的最小啮合长度

注：对于细牙螺纹，啮合长度需增加20%。

5.螺栓长度

1）螺栓有效长度不能太短：至少保证完整螺纹伸出螺母2-3牙（倒角不算完整螺纹）；

对于被连接件带有内螺纹的，螺栓的长度要保证上一章节中的啮合长度。

2）螺栓总长L不能太长：螺栓不与其他零件产生干涉。

6. 表面处理

依据螺栓/螺母所处的环境、位置及功能要求，选择表面处理类别及颜色等。

6.1 常用类别

紧固件常用的表面处理类别有电镀锌、电镀锌镍、锌铝涂覆，主要技术要求见表4。

6.2设计规则

依据紧固件的使用部位及功能要求，按下面的要求进行设计。

对于≥10.9级高强度螺栓，除非外观有特殊要求，表面处理采用锌铝涂覆；

对于可视件，除非高强度螺栓，表面处理采用电镀锌或电镀锌镍。

表5 各部位紧固件耐腐蚀性要求

对于可视件，其外观颜色需考虑与周围颜色的匹配。与铝制件或浅色件匹配的零件采用银色，与黑色塑料或油漆件匹配的采用黑色，如有多种色调，紧固件采用黑色。

对于接地螺钉，为了保证良好的导电性，只能用透明的钝化剂。

7. 头部形式及装配空间

螺栓/螺母通常头部选用六角法兰面或六角头，依据装配时产生的最大轴向力计算支撑面承受的最大压应力，不能超出支撑面的抗压极限。

同时需要考虑装配空间是否足够。表6是一般的需求。

如果确认装配空间有问题，可采用内六角或内六花头部形式。

表6 六角头对边宽度与需要的装配空间

8. 装配工艺参数的确定

装配工艺确定的关键两点：装配产生的最小轴向预紧力满足功能要求、最大不能超出螺栓允许的载荷。

螺纹紧固件的装配方法有为扭矩法、扭矩转角法及扭矩率控制法。

扭矩转角法及扭矩率控制法可以更好的控制螺栓的装配轴向力，更高的利用螺栓的强度，但对设备的要求也较高。多用在发动机或底盘的关键连接部位。

扭矩法控制是最为常用的装配工艺，公式（3）是典型的连接中装配扭矩M A与装配预紧力F V的关系。

依据螺纹的尺寸规格、强度等级及摩擦系数范围，可确定螺栓的最大允许装配力矩。

对于沉头

（3）

M G/M K——螺纹副/头下摩擦面分配的力矩，M A=M G+M K

μG/μK——螺纹副/头下摩擦面摩擦系数

μges——螺栓综合摩擦系数，μges=（μG+μK）/2

P/d2——螺纹螺距/中径

下表是按照理论公式计算得到的六角螺栓在不同的摩擦系数下的允许使用的最大预紧力和最大装配扭矩。

表7 ISO米制粗牙六角螺栓（等粗杆）

表8 ISO米制细牙六角螺栓（等粗杆）

必须强调的是，对于关键的连接部位，装配力矩必须通过设计计算及装配工艺模拟试验，确认装配工艺满足设计轴向力要求。

对于一般的螺栓螺母连接，初始释放动态扭矩值时可以采用以下表格推荐的扭矩，经台架试验或路试，验证无问题时，可作为正式动态扭矩释放。

表9 推荐装配扭矩

对于自攻螺钉的装配力矩，最大装配扭矩不能超过其规定破坏力矩的75%。

表10 自攻螺钉的最小破坏力矩

9 螺纹连接中常见的失效形式及预防措施

下表列出了螺纹连接中常见的失效形式主要的失效原因，及从设计的角度采取的预防措施。

附件1

高强度螺纹紧固件设计、校核流程

参考标准：

[1] GB/T 3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱

[2] GB/T 3098.2 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹

[3] GB/T 3098.4 紧固件机械性能螺母细牙螺纹

[4] VDI 2230

《机械制图教案》常用螺纹紧固件

教学目的：介绍螺纹紧固件的规定标记，讲解螺纹紧固件的连接画法教学重点：常用螺纹紧固件的连接画法。教学难点：常用螺纹紧固件的连接画法教学方法：讲授法教学过程：一、复习旧课 1、螺纹的五个要素是什么？螺纹的三个基本要素是什么？ 2、什么是中径？螺距合导程的关系是什么？ 3、在画单个螺纹时，大径和小径的近似关系时什么？ 4、内、外螺纹的顶径和底径分别指什么？二、引入新课题用螺纹紧固件连接，是工程上应用最广泛的一种可拆连接方式。螺纹紧固件一般属于标准件，它的结构形式很多，可根据需要在有关的标准中查出其尺寸，一般无需画出它们的零件图，只需按照规定进行标记。（一）常用螺纹紧固件的种类和标记常用螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈。它们的结构、尺寸都已分别标准化，称为标准件，使用或绘图时，可以从相应标准中查到所需的结构尺寸。表9－2中列出了常用螺纹紧固件的种类与标记。对照表9－2讲解。 1、螺栓螺栓由头部及杆部两部分组成，头部形状以六角形的应用最广。决定螺栓的规格尺寸为螺纹公称直径d及螺栓长度L ，选定一种螺栓后，其它各部分尺寸可根据有关标准查得。例：螺栓GB/T5782－2000 M12×80，是指公称直径d =12，公称长度L = 80（不包括头部）的螺栓。 2、双头螺柱双头螺柱的两头制有螺纹，一端旋入被连接件的预制螺孔中，称为旋入端；另一端与螺母旋合，紧固另一个被连接件，称为紧固端。双头螺柱的规格尺寸为螺柱直径d及紧固端长度L，其它各部分尺寸可根据有关标准查得。

例：螺柱GB/T898－1988 M10×50，是指公称直径d =10，公称长度L = 50（不包括旋入端）的双头螺柱。 3、螺母螺母通常与螺栓或螺柱配合着使用，起连接作用，以六角螺母应用最广。螺母的规格尺寸为螺纹公称直径D，选定一种螺母后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。螺母的标记形式：名称标准代号特征代号公称直径例：螺母GB/T6170－2000 M12，指螺纹规格D=M12的螺母。 4、垫圈垫圈通常垫在螺母和被连接件之间，目的是增加螺母与被连接零件之间的接触面，保护被连接件的表面不致因拧螺母而被刮伤。垫圈分为平垫圈和弹簧垫圈，弹簧垫圈还可以防止因振动而引起的螺母松动。选择垫圈的规格尺寸为螺栓直径d，垫圈选定后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。平垫圈的标记形式：名称标准代号规格尺寸－性能等级弹簧垫圈的标记形式：名称标准代号规格尺寸例：垫圈GB/T97.1－1985 16－140HV，指规格尺寸d=16，性能等级为140HV的平垫圈。垫圈GB/T93－1987 20，指规格尺寸为d=20的弹簧垫圈。 5、螺钉螺钉按使用性质可分为连接螺钉和紧定螺钉两种，连接螺钉的一端为螺纹，另一端为头部。紧定螺钉主要用于防止两相配零件之间发生相对运动的场合。螺钉规格尺寸为螺钉直径d及长度L，可根据需要从标准中选用。螺钉的标记形式：名称标准代号特征代号公称直径×公称长度例：螺钉GB/T65－2000 M10×40，是指公称直径d = 10，公称长度L = 40（不包括头部）的螺钉。（二）常用螺纹紧固件及连接图画法 1、螺栓连接螺栓用来连接两个不太厚并能钻成通孔的零件，并与垫圈、螺母配合进行连接。如图9－15所示。（1）螺栓连接中的紧固件画法螺栓连接的紧固件有螺栓、螺母和垫圈。紧固件一般用比例画法绘制。所谓比例画法就是以螺栓上螺纹的公称直径为主要参数，其余各部分结构尺寸均按与公称直径成一定比例关系绘制。尺寸比例关系如下（图9－16）：螺栓：d、L（根据要求确定） d1≈0.85d b≈2d e =2d R1= d R =1.5d k = 0.7d c = 0.1d

螺纹紧固件失效分析案例(第1部分)

螺纹紧固件失效分析案例全国紧固件标准化技术委员会机械工业通用零部件产品质量监督检测中心二〇〇八年6月

序机械产品失效是一门关于研究机械产品质量的综合性技术学科，主要研究失效的规律与机理。机械零件的失效是在特定的工作条件下，当其所具备的失效抗力指标不能满足工作条件的要求时发生的。导致零件失效的本质原因可能是材料本身的失效抗力不足，也可能是零件存在与设计或制造等过程有关的缺陷。产品的早期失效往往是产品质量低劣或质量管理不善及科学技术水平不高的直接反映。失效发生后能否尽快作出正确的判断，确定失效原因，制定防止失效的措施，则是衡量有关科技人员技术水平的重要标志。加入WTO后，我国的产品将参与国际市场的竞争，于是提高产品质量成为提高竞争力的关键因素。失效分析则是定量评定产品质量的重要基础，也是保证产品可靠性的重要手段。机械科学研究总院、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心在进行大量失效分析的基础上（包括对断裂、腐蚀和磨损的深入研究，特别是断口、裂纹和痕迹分析），分析了可能出现失效的形式和类型，以供大家在生产中借鉴，在生产工艺中加以避免出现失效的可能；同时，在今后的质量纠纷中维护自己的正当权益。机械工业通用零部件产品质量监督检测中心熊学端研究员从事了几十年失效分析研究工作，有很深的理论造诣，积累了丰富的失效分析经验，本文中列举了部分螺纹紧固件失效分析案例，希望能够为生产企业及用户提供良好的参考和借鉴；同时，中心愿为生产企业和用户在今后的失效分析中提供技术咨询和指导。全国紧固件标准化技术委员会

目录第一部分失效分析概述 (1) 1. 失效定义 (1) 2. 失效分析的意义、目的 (1) 3. 失效的来源 (1) 4. 失效分析的思路、方法 (1) 5. 断口分析 (2) 6. 断口分析部分名词术语 (3) 第二部分失效分析案例 (7) 1. 汽车上臂螺栓断裂原因分析 (7) 2. 溜冰鞋螺钉、螺母断裂原因分析 (12) 3. 紧定螺钉断裂原因分析报告 (20) 4. 连杆螺栓断裂原因分析 (25) 5. 汽车轮毂螺栓断裂原因分析 (29) 6. M8×55高强度螺栓断裂原因分析 (33) 7. 高压开关螺栓断裂原因分析报告 (37) 8. 沟槽刚性接头紧固螺栓断裂原因分析报告 (42) 9. 定位螺钉断裂原因分析 (47) 10. M36×280高强度螺栓断裂原因分析 (53) 11. 高压线塔联结螺栓断裂原因分析 (59) 12. 中压电器用螺栓断裂原因分析报告 (64) 13. 网架螺栓断裂原因分析 (66) 14. 螺钉断裂原因分析 (69) 15. 吊环螺钉断裂失效分析 (73) 16. 螺栓失效原因分析 (79)

螺纹及螺纹紧固件(有答案)

项目七、螺纹及螺纹紧固件 1、在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹称（），在其内孔表面上所形成的螺纹称（）。答案：外螺纹、内螺纹 2、螺纹的要素有牙型、直径、（）（）和旋向。当内外螺纹连接时，上述五要素必须相同。答案：、螺距、线数、 3、螺纹的直径有（）、中径和小径三种，一般情况下，螺纹的公称直径为（）。答案：大径、、大径 4、螺纹有（）和多线之分，沿一条螺旋线所形成的螺纹，称为（）。答案：单线、、单线螺纹 5、螺距P、导程Ph、线数n的关系是：（）；对于单线螺纹：（）答案：螺距P=导程Ph/线数N；螺距P=导程Ph 6、螺纹按用途的不同，可分为（）和（）。答案：连接螺纹、传动螺纹 7、常用的螺纹紧固件有等五种。答案：螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈 8、螺纹紧固件连接的基本形式有：（）、（）和螺钉连接。答案：螺栓连接、双头螺柱连接、 9、圆柱齿轮按轮齿方向的不同分为（）、（）、人字齿等。答案：直齿、斜齿、 10、M20×1.5表示是（）螺纹，公称直径、螺距和旋向分别为（）。答案：细牙普通、20mm、1.5mm、右旋 11、已知直齿圆柱齿轮分度圆的直径d=105mm，齿数z=35，则齿轮模数m为( ). 答案：3 12、内外螺纹只有当________ __________等五要素完全相同时，才能旋合在一起。答案：牙型；直径；线数；螺距；旋向 13、________，________，螺距均符合国家标准的螺纹，称为标准螺纹。答案：牙型；直径；

14、导程S和螺距P的关系是________。答案：S=nP 15、绘制外螺纹时，螺纹的小径用（）线绘制，螺纹的大径用（）线绘制。答案：细实粗实 A1、选择正确的螺纹联接图。（ B ） A2、选择正确的螺纹联接画法。（C） A3、选择正确的螺纹画法。（B ）

螺纹紧固件的种类及标准

常用螺纹紧固件的种类及标记一、种类常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等，如下图所示。二、螺纹紧固件的规定标记标准的螺纹紧固件，都有规定的标记，标记的内容有：名称、标准编号、螺纹规格×公称长度。举例如下：级的螺纹性能的双头螺

1985 M5×20 级的开槽圆 1985 M8×25 级的开槽沉性能等级为型六性能等级为为了提高画图速度，螺纹联接件各部分的尺寸（除公称长度外）都可用d（或D）的一定比例画出，称为比例画法（也称简化画法）。画图时，螺纹联接件的公称长度l 仍由被联接零件的有关厚度决定。各种常用螺纹联接件的比例画法，如下表所示。

栓、螺母双头柱、内六角圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉、沉头螺钉圈、弹簧垫圈孔、螺孔和光孔尺常用螺纹紧固件的联接画法螺纹紧固件联接(装配图)一般采用剖视图表达,绘制和阅读这类图样时,不仅要注意螺纹紧固件的联接形式,还要了解装配图画法的基本规定。一、两零件的接触表面之间只画一条线，不能在接触面上将轮廓线加粗；不接触的表

面间，不论间隙大小，都应画成两条轮廓线。二、同一金属零件在各剖视图、断面图中的剖面线方向、间隔应相同；相邻零件的剖面线方向应相反，或方向相同而间隔不同。三、对于螺纹紧固件及轴、球等实心零件，当剖切平面通过其轴线时，这些零件按不剖绘制。常用螺纹紧固件的联接画法一、螺栓联接螺栓联接一般用于两个被联接零件不太厚且允许加工成通孔的场合，通孔的直径略大于螺栓的螺纹规格，一般为1.1d。装配时，先将螺栓插入两被联接零件的通孔，再放上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺栓的联接。(螺栓联接动画演示） 1、螺纹联接件公称长度的确定由上图可看出，l的大小可按下式计算： l>δ1+δ2+h+m。一般螺栓末端伸出螺母约0.3d。假设 d=20，δ1=32，δ2=30，则 l>δ1+δ2+h+m=32+30+0.15d+0.8d=81。 l值应比81约大0.3d，即87，在标准件公称长度l常用数列中可查出与其相近的数值为：l=90。 2、联接画法：

螺纹紧固件及其连接 1

第29讲螺纹紧固件及其连接教学目标：1、使学生熟悉常用螺纹紧固件的标记； 2、使学生掌握螺纹紧固件的画法； 3、使学生掌握螺纹紧固件连接的画法教学重点：螺纹紧固件及其连接的画法教学难点：螺纹紧固件连接的画法教学用具：多媒体教学过程：一、回顾：我们在前面讨论了螺纹的基本要素、连接、标注以及画法，今天讨论几种最常用的螺纹连接的标准件。在可拆连接中，螺纹紧固件连接是工程上应用得最广泛的连接方式。因此，要掌握常用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。二、常用螺纹紧固件及其标记（GB/T 1237—2000）

螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要从有关标准中查出其尺寸，一般无需画

出它们的零件图。表7-5列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、型式及标记示例。参看教材表7-5 三、常用螺纹紧固件的画法中被广泛应用，在装配图中画它的机会很多，因此必须熟练掌握其画法。绘制螺纹紧固件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。 1、比例画法根据螺纹公称直径（d、D），按与其近似比例关系计算出各部份尺寸后作图。此法作图方便，画连接图常用。图7-19为常用螺栓，和螺母的垫圈的比例画法，图中注明了近似比例关系。螺栓头部和螺母因30倒角而产生截交线，此截交线为双曲线，作图时，常用圆弧近似代替双曲线的投影。图7-19 螺栓螺母和垫圈的比例画法图7-20为三种螺钉头部的比例画法。图7-20 螺钉头部的比例画法 2、查表画法根据紧固件标记，在相应的标准中（见附表2-21~附表2—10）查得各有关尺寸后作图。例如需绘制下例螺栓，螺母，垫圈的视图，则可从附录有关表格中表查得各主要部分尺寸。（1）螺栓GB/5782—2000 M10×40 直径d=10 六角头对边距s=16 螺纹长度b=26 螺栓头厚度k=6.68 公称长度l=40 六角头对角距E=17.7 (2.) 螺母GB/T6170一2000 M10 厚度Mmax=8.4 其他尺寸与螺栓头部对应部份相同

紧固件基础知识

第一章基本知识 1.螺纹: 在零件表面上加工的螺纹称为外螺纹. 在零件内表面上加工的螺纹称为内螺纹. 2.螺纹按用途可以分为：连接螺纹(普通螺纹和管螺纹)和传动螺纹(梯形螺纹和锯齿形螺纹). 3.螺纹加工方法: 用车床加工,先用钻头钻孔,再用丝锥加工内螺纹. 4.螺纹的结构要素: 4.1牙型: 通过螺纹轴线断面上的螺纹轮廓形状称为牙型.常见有三角,梯形,矩形,锯形螺纹. 4.2直径: 大径, 中径, 小径. (公称直径一般指大径) 4.3线数: 单线螺纹和多线螺纹之分.（主要是从线的出口来区分.单线导程=螺距. 多线导程=螺距x 线数.） 4.4螺距: 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距 4.5导程: 同一螺线上的相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离称为导程. 4.6旋向: 左旋螺纹和右旋螺纹,顺时针旋入的螺纺是右旋,逆时钟旋入的螺纹是左旋螺纹.(工程常用右旋螺纹) 5.螺纹标识 5.1普通螺纹: 特征代号公称直径x 螺距,旋向M30 X2 5.2锯齿螺纹: 特征代号公称直径: B40x7-7e 5.3梯形螺纹: 特征代号公称直径: Tr40 x 14 (P7) LH-8e-L 5.4管螺纹:特征代号,尺寸代号,旋向(Rc1) 6.螺纹种类: 开槽圆柱头螺钉,圆柱头内六角螺钉,沉头十字槽螺钉,开槽紧定螺钉, 六角头螺栓,双头螺柱, 六角螺母,六角开槽螺母,平垫圈, 弹簧垫圈. 7.螺丝是总称,螺栓要配合螺母使用,螺钉不用. 螺柱有双头螺柱,没有螺帽. 8.紧定螺钉:又称支头螺丝,定位螺丝.用途:专供固定机件相对位置用的一种螺钉使用时,把紧定螺钉旋入待固定的机件的螺孔中,以螺钉的未端紧压在另一机件的表面上,即使前一机件固定在后一机件上 9.粗牙和细牙的区别:螺距大小不同，粗牙螺距大，细牙小; 1、细牙的螺旋升角更小，更利于螺纹的自锁，所以细牙一般用在需要防松动的地方。2、细牙螺纹螺距小，在相同的螺纹长度上，旋入的牙数更多，即可以起到降低流体泄露的作用，因此用在需要密封的场合。3、粗牙螺纹相同长度牙数少，每一牙的截面尺寸更大，受力好，更适合于承受较大的拉力及冲击力。4、细牙螺纹也应为螺距小的优点可以起到微调的作用。 10.所谓粗牙螺纹，就是标准螺纹，在螺纹的国家标准中可以查到，一般我们外面可以买到的螺钉螺栓都是粗牙螺纹，与细牙螺纹相比，粗牙螺纹具有强度高，互换性好的特点被广泛使用，应作为最优选择。细牙螺纹是相对粗牙螺纹来说的，也是有标准可查的，具体可以查阅机械设计手册。设计时尽量选用标准规格，细牙螺纹具有占空间尺寸小，自锁性好，大多用于受力不大，可以精确调整的地方. 11.粗牙和细牙的区别:螺距大小不同，粗牙螺距大，细牙小; 1、细牙的螺旋升角更小，更利于螺纹的自锁，所以细牙一般用在需要防松动的地方。2、细牙螺纹螺距小，在相同的螺纹长度上，旋入的牙数更多，即可以起到降低流体泄露的作用，因此用在需要密封的场合。 3、粗牙螺纹相同长度牙数少，每一牙的截面尺寸更大，受力好，更适合于承受较大的拉力及冲击力。 4、细牙螺纹也应为螺距小的优点可以起到微调的作用。 12.齿轮: 圆柱齿轮,圆锥齿轮,蜗杆蜗轮 13.键: 用于轴和轴上零件之间的轴向联结,以传递扭矩和运动.分为普通平键,半圆键,钩头楔键. 14.销: 用来固定零件之间的相对位置,起定位作用.常用的圆柱梢和圆锥梢(45#) 15.弹簧:用于缓冲,减振,夹紧,测力以储存能量.(按用途可以分为压缩,拉伸,扭力弹簧) 16.滚动轴承: 根据承受载荷方向不同,可分为以下三类: 16.1向心轴承: 主要承受径向载荷 16.2推力轴承: 主要承受轴向载荷 16.3向心推力轴承: 同时承受轴向和径向载荷. 第二章产品分类一.螺纹分类: 1.普通螺纹: 米制规格紧固件用螺纹. M24X1.5-LH 公称直径为24mm,螺距1.5mm, 细牙左旋. 2.惠氏螺纹: 英制规格紧固件用螺纹. 3/8”-16BSW 公称直径为3/8”,每英寸16牙的粗牙惠氏螺纹 3.统一螺纹: 美制规格紧固件用螺纹. 1/2”-13UNC 公称直径为1/2”,每英寸13牙的粗牙统一螺纹. 二.材料与性能等级:

螺纹紧固件及螺纹连接的画法

螺纹连接是是工程上应用得最广泛的连接方式，熟练掌握螺纹连接及其紧固件的画法，是每个机械工程技术人员必有的技能，下面介绍常用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。一、常用螺纹紧固件及其标记（GB/T 1237—2000）螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要从有关标准中查出其尺寸，一般无需画出它们的零件图。表9-5列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、型式及标记示例。二、常用螺纹紧固件的画法中被广泛应用，在装配图中画它的机会很多，因此必须熟练掌握其画法。绘制螺纹紧固件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。 1、比例画法根据螺纹公称直径（d、D），按与其近似比例关系计算出各部份尺寸后作图。此法作图方便，画连接图常用。图9—19为常用螺栓，和螺母的垫圈的比例画法，图中注明了近似比例关系。螺栓头部和螺母因30倒角而产生截交线，此截交线为双曲线，作图时，常用圆弧近似代替双曲线的投影。图9-20为三种螺钉头部的比例画法。 2、查表画法根据紧固件标记，在相应的标准中（见附表2-21~附表2—10）查得各有关尺寸后作图。例如需绘制下例螺栓，螺母，垫圈的视图，则可从附录有关表格中表查得各主要部分尺寸。（1）螺栓GB/5782—2000 M10×40 直径d=10 六角头对边距s=16 螺纹长度b=26 螺栓头厚度k=6.68 公称长度l=40 六角头对角距E=17.7 (2.) 螺母 GB/T6170一2000 M10

厚度Mmax=8.4 其他尺寸与螺栓头部对应部份相同 (3) 垫圈GB/T97.1-1985 10 外径D=20 内径D=10.5 厚度H=2 根据上述尺寸,即可绘制它们的视图(图9一21)。图中的视图配置，为表达所常用。三．螺纹紧固件的连接画法螺纹紧固件的连接形式通常有螺栓连接，螺柱连接和螺钉连接三类。（一）栓连接螺栓连接一般适用干两个不太厚并允许钻成通孔的零件连接，如图9一22a。连接前，先在两被连接件上钻出通孔，如图9-22b,通孔直径一般取1.1d(d为螺栓公称直径)；将螺栓从一端插入孔中，如图9-22c;另一端再加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺栓连接，如图9一22d。

螺纹紧固件失效分析案例(第3部分)

图7 2号螺栓中的裂纹 25× 5号、2号螺栓的显微组织为保持马氏体位向的调质索氏体（见图8）。在螺栓表面存在约0.03～0.04mm的贫碳区，该区的显微硬度与基体硬度无明显区别，对螺栓的质量并不构成威胁。 5号螺栓 2号螺栓图8 螺栓的显微组织500× 另外须指出的是，在2号螺栓裂纹周围存在明显的脱碳层（图9），这是螺栓在热处理前就已存在裂纹的佐证。图9 2号螺栓裂纹周边的脱碳层（白亮区） 250× 六、结论 1.螺栓的硬度，显微组织符合图纸及标准要求。 2.从螺栓断口上存在的海滩状花样，可以判断螺栓的断裂属于疲劳断裂。 5号螺栓表面存在的微细裂纹以及材料中存在粗大非金属夹杂物，是造成5号螺栓首先过早疲劳断裂的原因。由于它的断裂，造成其余螺栓载荷增大，从而造成它们相继断裂。

6. M8×55高强度螺栓断裂原因分析某公司送检一个合闸拐臂圆头内六角紧固螺栓，螺栓在使用过程中发生断裂。螺栓规格为M8×55-12.9，拧紧扭矩为95N·m。一、检验 1、外观送检样为螺栓残骸中靠头部的一段（图1），螺栓未见变形，表面经发黑处理。图1 断裂螺栓残骸 2、断口图2 为螺栓断口的低倍形貌。断口平直，断裂处位于螺纹牙底。图2 断口低倍形貌断口大体上可分成三个区：Ⅰ区为裂纹源区，位于断口的外周边（牙底），周边存在众多的台阶花样，表明断裂起始位置的多源性；Ⅱ区为裂纹快速扩展区，该区的宏观特征为粗条带状的放射花样；Ⅲ区为最后断裂区，宏观特征为纤维状。从最后断裂区（Ⅲ区）约占整个断口面积的1/3来推断，螺栓工作应力很高。将断口在扫描电镜下高倍放大观察。断裂源区的形貌如图3 所示。图3 断裂源区的微观形貌

标准件、常用件,螺栓、螺纹标准

第十二章标准件、常用件教学目的要求：本章主要介绍螺纹以及螺纹紧固件、键、销等标准件，齿轮、弹簧等常用零件的基本知识，规定画法，标注方法及连接画法。教学重点难点：螺纹紧固件装配图的画法。学时：6 §１螺纹 1.1螺纹的基本知识 1.1.1螺纹的形成当一个平面图形（如三角形、梯形、矩形等）绕着圆柱面作螺旋运动时，形成的圆柱螺旋体称为螺纹。在圆柱外表上形成的螺纹称为外螺纹。在圆柱内表上形成的螺纹称为内螺纹。 1.2 螺纹要素 1.牙型沿螺纹轴线方向剖切,所得到的螺纹牙齿剖面的形状称为螺纹牙型.常见的牙型有三角形、梯形、锯齿型等。 2．公称直径（１）大径(Ｄ,ｄ)：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径。大径．．即为公称直径。．．．．．．．（２）小径(Ｄ1,ｄ1)：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径称为小径。（３）中径(Ｄ2,ｄ2)：它是假想圆柱面的直径即在大径和小径之间，其母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径。３．线数(n) 螺纹有单数和多数之分，当圆柱面上只有一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹，有两条或两条以上在轴向等距离分布的螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹。４.螺距和导程相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为螺距，用Ｐ表示。同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为导程，用Ｌ表示。L=n*p ５．旋向螺纹的旋向有左旋．．之分。若顺着螺杆旋进的方向观察，顺时针旋转时旋进的螺纹．．和右旋称右．旋．螺纹．．。．．，逆时针旋转时旋进的螺纹称左．旋．螺纹内、外螺纹连接的条件是：螺纹五个要素必须完全相同，否则内、外螺纹不能相互旋合。

螺纹紧固件失效分析案例(第2部分)

5．金相组织分别对未断与断裂螺钉和螺母各1件纵向解剖进行金相观察。图8为试样末浸蚀时的低倍形貌。 a 25× b 50× c 25× 图8 螺钉纵剖金相磨面（a、b—螺钉，c—螺母）从图可以清楚地看到，螺钉在牙的侧面存在明显的裂纹，每个牙上裂纹的位置与形态完全一致，将裂纹放大后（图8b）可以明确判断，上述裂纹实际上是螺钉在搓丝过程中形成的折叠。折叠处（图8b中的A处）的显微硬度为540HV ， 0.05明显要高于其他部位的渗碳层的硬度，此系A处两面渗碳的结果，这点同时也说明上述裂纹在热处理前业已存在。另外，对一个断裂的螺钉解剖后发现，在过渡圆角处存在细微裂纹（图9），浸蚀后观察，该裂纹沿晶扩展（图10），这与断口源区扫描电镜下观察到的沿晶断裂特征（图3）完全吻合。在裂纹周围也未发现非金属夹杂物聚集和沉淀相析出。图9 断裂螺钉圆角处的裂纹50× 图10 图9裂纹浸蚀后的放大形貌500×

螺母牙顶形成双峰（图8C），这也是搓丝工艺不当所形成的。双峰鞍部形成的不规则尖缺口将对随后的热处理及使用均将产生不利影响。图11为螺钉渗碳层的低倍形貌及渗层组织，渗碳层为回火屈氏体。断裂与未断裂螺钉的芯部组织均为板条马氏体，未断螺钉的马氏体板条更粗大些（图12）。 25× 100× 图11 螺钉渗碳层形貌及组织 a断裂螺钉 b未断螺钉图12 螺钉的芯部组织500× 图13为螺母的渗碳层组织，断裂与未断裂螺母的渗碳层组织相同，均系回火屈氏体。断裂螺母与未断裂螺母的芯部组织则完全不同（图14）。图13 螺母的渗碳层组织250×

a 断裂螺母 b 未断螺母图14 螺母的芯部组织 500× 断裂螺母芯部组织为绌片状珠光体+铁素体，而未断者为板条马氏体。这与表1中螺母测定的硬度值完全对应。 6.含氢量分析根据螺钉断口形貌特征及延时断裂特征，加之螺钉经酸洗后镀锌，怀疑有渗H 2 现象[1]。因此，对螺钉进行了含氢量测定，采用高频加热——热导法（QB-Q-05-81）。为了对比，对螺钉和螺母经除H 2处理与未除H 2 处理（原始态）各1件进行了测定。结果如表2。表2螺钉H2含量原始态含H2量0.0005（5ppm）螺钉 220℃×3h除H2含H2量0.0006（6ppm）原始态含H2量0.0006（6ppm）螺母 230℃×3h除H2含H2量0.0003（3ppm）显然，螺钉镀锌过程中已显著渗H 2 ，尽管尝试了除氢处埋，螺钉没有显示出效果(和除氢温度和时间不够有关)，螺母中的含氢量虽降低了一半，但仍然很高。三、结果分析 1．原材料从螺钉、螺母的金相组织可以初步判断，材料为低碳钢。螺钉的断裂表明与材料成分没有关系，因此对材料的化学成分未作且也无必要进行分析。螺钉的非金属夹杂物未见异常。 2．机加工从检验结果可以明显看出，无论是螺钉还是螺母，在机加工过程中均存在明显的缺陷。螺钉在搓丝过程中产生了严重的折叠，折叠形成的尖锐缺口，在随后的热处理过程中极易诱使缺口继续扩展。另外，这种折叠缺口沿周向分布，与外加载荷主应力垂直，由于应力集中效应，很容易使螺钉拧紧时产生的拉应力作用下造成裂纹缓慢扩展，最终导致失稳断裂。螺钉双峰齿顶的形成同样也是加工螺纹时工艺不当产生的，双峰之间鞍部的尖锐缺口对螺钉的使用性能不利。 3．热处理检验结果表明，螺钉和螺母渗碳层分布及组织没有发现异常。但断裂螺母的芯部组织为P+F混合组织，完伞不同于未断螺母的板条马氏体组织。P+F混合组

螺纹紧固件的种类及标记

螺纹紧固件的种类及标记通过螺纹起紧固作用的零件称为螺纹紧固件。常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母及垫圈等，如图9-11所示。六角头螺栓双头螺柱六角螺母六角开槽螺母内六角圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉开槽沉头螺钉紧定螺钉平垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈圆螺母图9-11 螺纹紧固件螺纹紧固件的结构、尺寸均已标准化，在机械设计中不需要单独绘制它们的图样，可以根据设计要求从相应的国家标准中查出所需要的结构尺寸。一、常用螺纹紧固件的种类（一）螺栓螺栓由螺栓头和螺栓杆两部分组成。头部形状以六角形应用最多，常用等级为A级和B级，同时又有全螺纹与部分螺纹及粗细杆之分。决定螺栓规格的尺寸为螺栓公称直径d 及螺栓长度l，选定一种螺栓后，其他部分尺寸可根据有关国家标准查得（见附表）。（二）双头螺柱双头螺柱两头加工有螺纹，一端旋入被连接件的预制螺孔中，称为旋入端；另一端与螺母旋合，紧固另一个被连接件，称为紧固端。在结构上分为A级和B级两种。A级的要在规格前标注“A”，B级的可不标。双头螺柱的旋入端长度b m与带螺孔的被连接零件的材料有关：（1）青铜、钢，取b m=d 1

（2）铸铁，取b m=1.25d （3）铝合金，取b m=1.5d （4）非金属材料，取b m=2d 决定双头螺柱规格的尺寸为螺柱直径d及紧固端长度l，选定一种双头螺柱后，其他部分尺寸可根据有关标准查得（见附表）。（三）螺钉螺钉按使用性质可分为连接螺钉和紧定螺钉两种。前者用于连接，根据头部形状不同有开槽圆柱头螺钉、开槽沉头螺钉、开槽盘头螺钉等。后者主要用于防止两相配零件之间发生相对运动，有开槽平端紧定螺钉、开槽锥端紧定螺钉、内六角平端紧定螺钉等。决定螺钉规格的尺寸为螺钉直径d及长度l，其他部分尺寸可根据有关标准查得（见附表）。（四）螺母螺母与螺栓或螺柱配合使用，起连接作用。螺母的形式有六角形、圆形、方形等，以六角头螺母应用最普遍。圆螺母常用于轴上零件的轴向固定。六角头螺母有Ⅰ、Ⅱ及A、B、C型之分，还有粗细和厚薄之分。决定螺母规格的尺寸为螺纹公称直径D，选定一种螺母后，其他部分尺寸可根据有关标准查得（见附表）。（五）垫圈垫圈安装在螺母与被连接件之间，其目的是增加螺母与被连接件之间的接触面积，保护被连接件表面在拧紧螺母时不被擦伤。除平垫圈以外，还有弹簧垫圈和止动垫圈等，它们可以防止因振动而引起的螺母松动。决定垫圈规格的尺寸为螺栓直径d，选定垫圈后，其他部分尺寸可根据有关标准查得（见附表）。二、常用螺纹紧固件的标记表9-2 常用螺纹紧固件的标记 2

紧固件基础入门介绍

緊固件簡介本簡介將提供一些工業的基本術語, 在學習這些術語之前, 必須選擇一些適當的觀念. 在緊固件業界, 一個成功的業務員是銷售緊固而不是緊固件本身. 緊固件定義: 將兩個或兩個以上的物件彼此互相固定的一種機械裝置. 換句話說, 緊固件是一種五金件, 對用戶來說他們本身沒有任何價值, 但是合適的運用, 他們就可以滿足客戶的需要了. 這就是緊固, 緊固是一個系統, 緊固件只是這個系統中的五金件而已, 一個業務員必須學會依據用途, 緊固件功能和緊固系統來思考, 這也就是說, 當一個用戶想要緊固兩個或兩個以上的物件時, 業務員必須理解這種用途, 並且能夠建議一種合適的緊固件, 用戶關心的是緊固, 而不僅是緊固件. 接下來, 我們來學習緊固件的一些組成, 要想學好這些組成, 就必須遵照應用功能的觀念, 永遠記得, 除非理解了他的用途, 否則你永遠也無法找到他想要的緊固件. 每一個緊固件都有幾部分組成, 以不同的順序組合就可以實現一定的功能. 1. 尾Point 2. 螺紋Thread 3. 頭部Head 4. 驅動系統Driver Systems 5. 其餘部分每一組成部分都有數種形式, 可以按構造和功能性來劃分. 學習的時候請致力於特定的用途, 這樣你就能更好的理解緊固, 永遠記得, 用戶要買的是緊固而不是緊固件本身. 大多數應用場合, 尾部是緊固件實現功能的第一部分, 它首先接觸到工作面. 在應用上緊固件開始工作是從尾部開始, 這就是緊固件尾部的作用. 尾部啟動緊固件可以有以下幾個作用: 1.啟動螺紋. 2.對中或定位. 3.穿透. 4.鑽孔. 所有的尾部都有啟動螺紋的作用, 許多尾部還另有上面所列作用中的一項. 有一些尾部只是啟動螺紋, 如下所列. 1.鍛尾或墩尾( Die Point or Header Point ) : 打製尾部比較經濟的方法是在鍛粗時同時打尾, 這樣會產生一個倒角, 頂部直徑將小於齒根直徑. 尾部變形量大約比最大的小徑小10%左右, 角度大約40~50度, 或55~65度, 這樣在螺紋孔或螺母中至少就很容易啟動緊固件. 2.滾尾( Rolled Point ) : 長螺樁或長螺栓, 在製尾時有效的辦法是頂部倒角類似於鍛尾, 最後一個半螺紋被輾牙機輕微輾製成凹形, 此種方式較易在鑽孔, 螺紋孔或螺母中導入緊固件. 3.推拔尾( Tapered Point ) : 幾乎所有的自攻螺絲都是這種尾部( 薄板螺紋, 切削螺紋, 成型螺紋)這種推拔尾用在於鑽孔且孔無螺紋, 緊固件必須自己攻出配合螺紋. 且有一些尾部除了啟動螺紋外還可以用來輔助對中或定位. 4.狗尾( Dog Point ) : 尾部截面直徑略小於螺紋小徑, 通常尾部延伸長度大約是螺紋公稱徑的三分之二.

螺纹紧固力分析

螺纹紧固力分析本项目对发动机重要螺栓的装配工艺及螺栓紧固力的原理进行了较为全面的研究。通过对螺纹紧固件的紧固力分析,介绍了四种螺纹紧固件的装配方法和拧紧试验原理。同时对四种装配方法进行深入的讨论,利用试验结果论证不同装配方法产生的预紧效果与装配精度。标签：螺纹紧固件装配方法拧紧试验 0 引言螺纹紧固件是发动机机械装配中中最常见的联结件,汽车发动机上有很多种螺栓,螺栓和螺母则是螺纹紧固件中用途最广的零件。无数的质量事故不断提醒人们不可小觑貌似简单的螺纹紧固件。从某种意义上讲装配质量对螺纹紧固件的影响甚至大于其制造质量的影响。随着发动机小型化和扭矩越来越大,对连接要求的提高,装配质量越来越引起人们的关注。如何使螺纹紧固件的实际紧固力精确或较精确地接近理论紧固力(即紧固效果)是最为关心和研究最多的课题。 1 螺纹紧固件的紧固力螺纹紧固件的紧固力Po一般是通过控制扭矩M来实现的,这是基于Po与M 之间存在以下关系:M≈0.001PodM[0.16s/dM+f(0.6+RM/dM)] 式中d—螺纹外径mm s—螺距mm f—摩擦系数 RM—螺母或螺纹紧固件头部支承面平均半径mm 显然,用力矩M来控制Po是很不精确的。因为在这两者的关系中包含着一个变化很大且难精确确定的摩擦系数fo它受螺纹表面及座面粗糙度、润滑剂、拧紧速度、拧紧工具、反复拧紧时的温度变化等诸多不定因素的影响,这就使真正的紧固力很分散,波动极限约为±40%。分析各种螺纹紧固件损坏原因,发现设计正确,工艺及材料合格的产品,大都是由于螺纹松动所致。松动是由于各种外力作用下实际紧固件的紧固力显得不足(尽管扭力扳手已保证了理论紧固力)或螺纹紧固件与被连接件之间产生相对滑动而引起的。也就是说’由于用单纯扭矩法进行机械零件的连结的实_际紧固力与理论紧固力的不一致性,影响了螺纹紧固件的紧固效果。因此,这种凭扭矩进行装配的方法用于一般机械零件的连结尚可,若用在承受高交变应力的机械连接上则很可能出问题。显然,精确控制紧固力是提高螺纹紧固件紧固效果的最好办法。而拧紧试验是制订精确的拧紧工艺(即拧紧工艺优化)和实现精确控制紧固力的重要手段和前提。

汽车标准件基础知识

汽车常用标准件基础知识培训资料

汽车常用标准件基础知识汽车标准件产品编号规则一、编号组成： Q□□□ T□ F□ □ 分型代号表面处理代号机械性能代号尺寸规格代号变更代号品种代号汽车标准件特征代号二、编号各部分的表示方法及含义： 01、汽车标准件特征代号：以“汽”字汉语拼音第一位大写字母“Q”表示。 02、品种代号：品种代号由三位数字组成，首位表示产品大类（大类含义见表1）。第二为分级号、第三位组内序号、结构、功能。表1 03、变更代号：由于产品标准修订，虽然产品结构型式基本相同，但尺寸、精度、性能或材料等标准内容变更以致影响产品的互换时而给出的代号。 04、尺寸规格：尺寸规格代号可直接表示产品的主要尺寸参数。 05、机械性能代号：机械性能代号表示产品的性能等级。机械性能按表2。

表2 06、表面处理代号：表面处理代号表示产品的表面处理状态。表面处理代号按表3。表3

07、分型代号：分型代号表示结构型式和功能要求。三、编号示例 01、六角头螺栓Q150B GB/T5783-2000 GB/T5782-2000

六角头螺栓 Q151C GB/T5786-2000 GB/T5785-2000 编号示例： 01）螺纹规格d= M12，公称长度l=50，性能等级8.8，镀锌钝化的六角头螺栓编号为Q150B1250 02）螺纹规格d= M12×1.25，公称长度l=50，性能等级10.9，防腐磷化的六角头螺栓编号为 Q151B1250TF2. 03）螺纹规格d= M12×1. 5，公称长度l=50，性能等级8.8，镀锌钝化的六角头螺栓编号为 Q151C1250. 02、六角法兰面螺栓GB/T16674-1996 表示全螺纹表示表面处理为彩锌表示机械性能等级为10.9级表示螺杆长度为100表示螺纹规格为M12×1.5表示变更代号表示产品品种为螺栓类表示汽车标准件特征代号表示表面处理为彩锌表示机械性能等级为10.9级表示螺杆长度为100 表示螺纹规格为M12×1.5 表示变更代号表示产品品种为螺栓类表示汽车标准件特征代号

螺纹紧固件失效分析案例(第5部分)

13. 网架螺栓断裂原因分析对一个M39×131的网架螺栓在服役中发生断裂的原因进行分析。螺栓由40Cr钢制造，并经调质热处理。一、外观螺栓断裂处位于杆部的第二个螺扣牙根处。螺栓断裂部位未见塑性变形，断口有部分锈蚀。二、断口图1为螺栓断口的宏观照片。图1 断口宏观形貌断口可明显分成三个区。Ⅰ区为无明显花样的光滑区；Ⅱ区为呈海滩花样的条带区；Ⅲ区为最后断裂区——瞬断区，该区平面与螺栓轴线大体呈45°角，属于剪切断裂区。由断口特征可以判断，螺栓断裂属于弯曲疲劳断裂。为了更清晰的观察断口三个区的形貌，将三个区进行局部放大观察（图2） Ⅰ区 Ⅱ区（其中白道为滑伤） Ⅲ区图2 断口三个特征区的局部放大形貌8×

由照片可见，Ⅰ区为疲劳裂纹萌生及缓慢扩展区。螺纹在螺纹根部高应力集中区首先诱发裂纹，在周期交变应力的作用下，螺纹反复张合，产生摩擦挤压，因而形成光滑断面。在该区裂纹起始部位（图中箭头所指），可见大量细小台阶，说明疲劳裂纹的产生是多源的，此系在缺口应力集中时疲劳裂纹产生的典型形貌特征。Ⅱ区为疲劳裂纹快速扩展区，其形貌特征为有明显的且平行的海滩状前沿线，此系裂纹扩展时周期性伸展与停歇而留下的痕迹。该区约占断口总面积的2/3。Ⅲ区为最后断裂区，断口粗糙灰暗。该区的形成为裂纹扩展至一定程度后（Ⅱ阶段结束），剩余断面不堪承受外力作用，瞬时被拉断的结果。 Ⅰ区和Ⅱ区占整个断口面积的90％以上。三、低倍、金相组织 1.夹杂图3为螺栓材料中的非金属夹杂物，主要为球状不变形氧化物，评定为3级（GB 10561-1989）。图3 夹杂物100× 2.金相组织螺栓材料的金相组织为调质索氏体＋部分断续网状铁素体和针状铁素体（魏氏组织）（图4）。 100× 500× 图4 螺栓材料金相组织四、初步分析意见 1.螺栓的断裂属于弯曲疲劳断裂。螺栓在服役过程中承受了单向弯曲交变应力（或者说双向弯曲交变应力，但其中一侧的应力远大于另一侧）。该应力的产生可能是由于螺栓安装及外界环境的影响等综合因素形成的。根据疲劳裂纹扩展区的面积（Ⅰ区＋Ⅱ区）占整个断口面积的90％以上来判断，螺栓承受的弯

常用螺纹紧固件的种类和标记

常用螺纹紧固件的种类和标记教学目的 1了解螺纹紧固件的种类及连接特点。 2掌握螺栓连接，双头螺柱连接，螺钉连接的画法。教学重点 1各种螺纹紧固件的标记。 2螺栓连接，双头螺柱连接，螺钉连接的画法。教学难点螺栓连接，双头螺柱连接，螺钉连接的画法。常用螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈。它们的结构、尺寸均已标准化，称为标准件，使用或绘图时，可以从相应标准中查到所需的结构尺寸。表7－3中列出了常用螺纹紧固件的种类与标记。对照表7－3讲解。 1、螺栓螺栓由头部及杆部两部分组成，头部形状以六角形的应用最广。决定螺栓的规格尺寸为螺纹公称直径d及螺栓长度L ，选定一种螺栓后，其它各部分尺寸可根据有关标准查得。螺栓的标记形式：例：螺栓 GB/T5782－2000 M24×70，是指公称直径 d =24，公称长度L = 70（不包括头部）的螺栓。

2、双头螺柱双头螺柱的两头制有螺纹，一端旋入被连接件的预制螺孔中，称为旋入端；另一端与螺母旋合，紧固另一个被连接件，称为紧固端。双头螺柱的规格尺寸为螺柱直径d及紧固端长度L，其它各部分尺寸可根据有关标准查得。双头螺柱的标记形式：例：螺柱 GB/T898－1988 M24×50，是指公称直径d =24，公称长度L = 50（不包括旋入端）的双头螺柱。 3、螺母螺母通常与螺栓或螺柱配合着使用，起连接作用，以六角螺母应用最广。螺母的规格尺寸为螺纹公称直径D，选定一种螺母后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。螺母的标记形式：例：螺母 GB/T6170－2000 M24，指螺纹规格D=M24的螺母。4、垫圈垫圈通常垫在螺母和被连接件之间，目的是增加螺母与被连接零件之间的接触面，保护被连接件的表面不致因拧螺母而被刮伤。垫圈分为平垫圈和弹簧垫圈，弹簧垫圈还可以防止因振动而引起的螺母松动。选择垫圈的规格尺寸为螺栓直径d，垫圈选定后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。

标准件和常用件

第10章标准件和常用件教学目标：（1）掌握螺纹的规定画法和标注方法。（2）掌握常用螺纹紧固件的画法及装配画法。（3）掌握直齿圆柱齿轮及其啮合的规定画法。（4）掌握键、销、滚动轴承、弹簧的画法。在机器或部件中，有些零件的结构和尺寸已全部实行了标准化，这些零件称为标准件，如螺栓、螺母、螺钉、垫圈、键、销等。还有些零件的结构和参数实行了部分标准化，这些零件称为常用件，如齿轮和蜗轮、蜗杆等。第1节螺纹一、螺纹的形成、要素和结构（一）螺纹的形成一平面图形（如三角形、矩形、梯形）绕一圆柱作螺旋运动得到一圆柱螺旋体，工业上常称为螺纹。在圆柱外表面上的螺纹为外螺纹；在圆柱（或圆锥）孔内表面上的螺纹称为内螺纹。螺纹的加工方法很多，图10-1a是在车床上车制外螺纹的情况。加工不穿通的螺孔，可先用钻头钻出光孔，再用丝锥攻丝，如图10-1b、c所示。 (二)螺纹的要素螺纹的牙型、直径、线数、螺距、旋向等称为螺纹的要素，内外螺纹配对使用时，上述要素必须一致。 1．牙型沿螺纹轴线剖切时，螺纹牙齿轮廓的剖面形状称为牙型螺纹的牙型有三角形、梯形、锯齿形等。不同的螺纹牙型，有不同的用途。 2．螺纹的直径（大径、小径、中径）与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径（内、外螺纹分别用D、d表示），也称为螺纹的公称直径；与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径称为小径（内、外螺纹分别用D1、d1表示）；在大径与小径之间，其母线通过牙型沟槽宽度和凸起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径（内、外螺纹分别用D2、d2表示），如图10-2所示。 3．线数（n）螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹；沿轴向等距分布的两条或两条以上的螺旋线所形成的螺纹为多线螺纹，如图10-3所示4．螺距（P）和导程（L）相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为螺距。同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为导程。导程与螺距的关系为L=nP。 5．旋向螺纹有右旋和左旋之分。按顺时针方向旋转时旋进的螺纹称为右旋螺纹，按逆时针方向旋转时旋进的螺纹称为左旋螺纹。判别的方法是将螺杆轴线铅垂放置，面对螺纹，若螺纹自左向右升起，则为右旋螺纹，反之则为左旋螺纹，如图10-4所示。常用的螺纹多为右旋螺纹。螺纹诸要素中，牙型、大径和螺距是决定螺纹结构规格最基本的要素，称为螺纹三要素。凡螺纹三要素符合国家标准的称为标准螺纹。而牙型符合标准，直径或螺距不符合标准的称为特殊螺纹；对于牙型不符合标准的，称为非标准螺纹。 (三)螺纹的结构图10-5画出了螺纹的末端、收尾和退刀槽等结构。 1．螺纹的末端为了便于装配和防止螺纹起始圈损坏，常在螺纹的起始处加工成一定的形式，如倒角，倒圆等，如图10-5a所示。 2．螺纹的收尾和退刀槽车削螺纹时，刀具接近螺纹末尾处要逐渐离开工件，因此螺纹收尾部分的牙型是不完整的，螺纹的这一段牙型不完整的收尾部分称为螺尾，如图10-5b

螺纹及螺纹紧固件的画法

第二节螺纹及螺纹紧固件的画法图讲解：螺纹是机器零件上常用的结构，如螺钉、螺栓、管接头、丝杠等。螺纹主要用于连接零件、传递动力和改变运动形式。螺纹的加工方法很多，通常是在车床上车削而成。在圆柱（或圆锥）外表面上加工出的螺纹称外螺纹，在圆孔内表面上加工出的螺纹称内螺纹。一、螺纹的规定画法演示讲解： GB规定：螺纹的牙顶用粗实线表示，牙底用细实线表示，在螺杆的倒角或倒圆部分牙底线也应画出。在垂直于螺纹轴线投影面的视图中，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈，此时螺纹上的倒角圆省略不画。在绘图时，大、小径之间按d1（D1）=0.85d（D）的关系画出，螺纹终止线画粗实线。在剖视图或断面图中，断面线必须画至粗实线。外螺纹的规定画法：内螺纹的规定画法：对于不穿通的螺纹孔，钻孔深度与螺纹深度应分别画出，钻孔深度应比螺孔深度约大

0.5d，并且钻孔底部应画出120°的锥顶角。内、外螺纹连接的画法：内、外螺纹连接常用剖视图表示，其旋合部分按外螺纹画法表示，其余部分仍按各自的画法表示。画螺纹连接图时，表示大、小径的粗、细实线应分别对齐，与倒角的大小无关。二、螺纹紧固件的标记和规定画法 1．螺纹紧固件的种类和标记常用的螺纹紧固件有螺栓、螺钉、螺柱、螺母和垫圈等，这些零件均已标准化，它们各部分的结构和尺寸都可以从有关标准中查出。螺纹紧固件通常是由专业工厂成批生产，不单独制造，使用时可直接按规格购买。因此，熟悉常用螺纹紧固件的结构型式及标记是很重要的。螺纹紧固件标记的一般格式：名称标准代号—螺纹规格×公称长度—性能等级名称——指螺栓、螺钉、螺柱、螺母、垫圈。标准代号——国标编号及年号。螺纹规格——两种形式，Md×P（细牙）、Md（粗牙）。公称长度——指螺栓、螺柱、螺钉的有效长度。性能等级——需要说明的标注，一般情况下可省略。例：螺栓 GB5782-86-M12×80 。表示螺纹代号为M，公称直径为12，公称长度为80的螺柱，由标准代号GB5782-86查表可知其为性能等级为8.8级、表面氧化、A级的六角头螺栓。常用的螺纹紧固件的标记见教材表。 2．螺纹紧固件的规定画法演示讲解：在画图时，螺纹紧固件各部分的尺寸可从标准中直接查出，这种按查表获得尺寸画图的方法称为查表画法。另一种是以标记的公称直径为依据，其它各部分尺寸均按近似比例画出，