螺纹连接设计及螺栓紧固力矩设定
紧固螺栓的扭力矩必须为多少
紧固螺栓的扭力矩必须为多少
紧固螺栓的扭力矩是指在安装螺栓时所需施加的力矩大小。
正确的扭力矩可以
确保螺栓连接的紧固效果，防止螺栓松动或过紧导致的问题。
在工程实践中，紧固螺栓的扭力矩大小需要根据具体情况而定，取决于螺纹尺寸、材料、标准等因素。
影响紧固螺栓扭力矩的因素
1.螺纹尺寸：螺栓的直径和螺距是决定扭力矩大小的重要因素。
一般
来说，螺栓尺寸越大，扭力矩也会相应增加。
2.螺栓材料：不同材质的螺栓对扭力矩的需求也会不同。
通常来说，
较硬的螺栓需要施加更大的扭力矩才能保证连接牢固。
3.标准要求：根据不同的标准和规范，紧固螺栓的扭力矩也会有所不
同。
在安装过程中需要按照相应标准规定的扭矩范围来进行操作。
如何确定紧固螺栓的扭力矩
1.使用扭力扳手：扭力扳手是一种专门用于施加一定扭矩的工具，可
以帮助工程师准确施加所需的扭力矩。
2.参考标准规范：在安装过程中，需要参考相关的标准要求，比如ISO、
GB等标准，来确定合适的扭力矩范围。
3.根据螺栓规格：根据螺栓的具体规格和材质，可以咨询制造商或相
关专业人士，以确定正确的扭力矩数值。
注意事项
1.不要盲目施加过大的扭矩，以免损坏螺栓或连接件。
2.在使用扭力扳手时，要确保扳手的准确度和稳定性，避免误差。
3.定期检查紧固螺栓的扭力矩，确保连接件的安全可靠性。
综上所述，紧固螺栓的扭力矩是确保螺栓连接稳固的关键因素，需要根据不同
螺栓的尺寸、材质和标准要求来确定合适的扭力矩数值。
正确施加扭力矩可以有效预防螺栓松动或过紧的问题，保障工程设备的安全运行。
螺栓拧紧力矩要求要求规范
螺栓拧紧力矩标准M6~M24螺钉或螺母的拧紧力矩（操作者参考）未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)公制螺栓扭紧力矩 Q/STB 12.521.5-2000围：本标准适用于机械性能10.9级，规格从M6-M39的螺栓的扭紧力矩，对于使用尼龙垫圈、密封垫圈、其它非金属垫圈的螺栓，本标准不适用。
★对于设计图纸有明确力矩要求的，应按图纸要求执行。
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螺栓拧紧力矩标准及计算详解
螺栓拧紧力矩标准及计算详解
螺栓拧紧力矩是选定螺栓类型、式样的重要依据。
对于标准的螺栓，有固定的螺栓拧紧力矩范围的，可以根据此范围来选定螺栓。
一般来说，螺钉的抗拉、抗剪强度是一定的，实际使用时应根据具体连接应力推算拧紧力，然后选择合适规格的螺钉螺栓。
螺栓拧紧力矩计算
T=KFd
T:拧紧螺母的力矩
K:扭矩系数(近似取0.2)
F:预紧力
d:螺栓大径
备注：一般联接用钢制螺栓联接推荐按下列关系确定
碳素钢：F<=(0.6～0.7) Os A1
合金钢：F<=(0.5～0.6) Os A1
Os：螺栓材料的屈服极限
A1：螺栓危险剖面面积。
螺纹紧固件拧紧力矩
中华人民共和国汽车行业标准汽车用螺纹紧固件拧紧力矩规范本标准适用于碳素钢或合金钢制造的螺纹直径为6-20㎜、6级精度以上的汽车用一般螺栓、螺钉、螺柱和螺母的紧固。
其螺纹尺寸及公差按GB 193-1981《普通螺纹直径与螺距系列》、GB 196-1981《普通螺纹基本尺寸》和GB 197-1981《普通螺纹公差与配合》标准的规范；螺栓、螺钉、螺柱和螺母机械性能，螺栓、螺钉、螺柱与螺母被拧入基体件强度级别的组合按GB3098-1982《紧固件机械性能》标准的规定。
本标准不适用于承受交变载荷或加润滑剂装配的螺栓、螺钉、螺柱和螺母的紧固件，以及紧定螺钉和类似的不规定抗拉强度的螺纹紧固件。
1、汽车用螺纹紧固件拧紧力矩国家机械工业局1999-03-15批准实施附录螺纹紧固件的拧紧力矩在拧紧螺母时，其拧紧扭矩M 需要克服被旋合螺纹间的摩擦力矩和螺母与被联接件（或垫圈）支承面之间的摩擦力矩，并使联接产生预紧力P 。
，它们的关系为M=KP 。
d ×10-3式中：M ——拧紧扭矩，N ·mK ——拧紧扭矩系数； P 。
——预紧力，N ； d ——螺纹直径，㎜。
要想得到规定的预紧力，应进行的量的实验求出拧紧扭矩系数的实际数值，通过以上的关系计算，把一定大小的扭矩施加到螺母上就能得到。
通过实验和数学分析得出，汽车用普通螺纹紧固件拧紧扭矩系数的平均值为0.284。
对于表1-表4中未规定的各级机械性能的螺纹紧固件的拧紧扭矩，可按（A2）、（A3）、（A5）经验公式计算确定。
螺纹紧固件最大拧紧扭矩为M max =0.170σs A s d ×10-3式中M max ——最大拧紧扭矩，N ·mσs ——螺纹紧固件的屈服强度N/mm 2； A s ——螺纹部分有效面积，mm 2。
A S =（4π232d d +）2式中：d 2——螺纹中径，㎜；d 3=d 1－H/6，㎜；d 1——螺纹小径，㎜； H=0.866p ，㎜； p ——螺距，㎜。
螺钉力矩标准
螺钉力矩标准螺钉力矩标准是指在螺栓连接中，施加到螺钉上的力矩大小的标准规定。
螺栓连接是机械制造中常见的一种连接方式，它通过螺纹的摩擦力和预紧力来实现零件的连接。
而螺钉力矩标准则是保证螺栓连接质量和安全性的重要指标之一。
螺钉力矩标准的制定是为了保证螺栓连接的可靠性和稳定性。
在实际的工程应用中，如果螺钉力矩不符合标准，就会导致螺栓连接的松动或者过紧，从而影响整个机械设备的使用效果和安全性。
因此，严格遵守螺钉力矩标准是非常重要的。
螺钉力矩标准的制定需要考虑多个因素。
首先是螺栓材料的性能和强度，不同材料的螺栓在受力时表现也会有所不同，因此需要根据材料的性能来确定力矩标准。
其次是螺栓连接的使用环境和条件，不同的使用环境对螺栓连接的要求也会有所不同，需要根据实际情况来确定力矩标准。
最后是螺栓连接的设计要求，不同的设计要求对力矩标准也会有影响，需要根据设计要求来确定力矩标准。
在实际的工程应用中，如何正确地施加螺钉力矩也是非常重要的。
通常情况下，我们会使用扭力扳手或者电动扭力扳手来施加力矩。
在施加力矩时，需要注意选择合适的扭矩大小，以及正确的施加方向和方法，避免因施加不当而导致螺栓连接的问题。
除了施加力矩的方法外，检测螺钉力矩也是非常重要的。
通常情况下，我们会使用扭力扳手或者扭矩扳手来进行力矩的检测，通过检测力矩的大小来判断螺栓连接是否符合标准要求。
同时，还可以使用力矩表来进行力矩的监测和记录，以便后续的维护和管理。
总之，螺钉力矩标准是保证螺栓连接质量和安全性的重要指标，严格遵守螺钉力矩标准对于保证机械设备的正常运行和安全性至关重要。
在实际的工程应用中，我们需要根据材料性能、使用环境和设计要求来确定力矩标准，同时注意施加力矩的方法和检测力矩的重要性。
只有这样，才能保证螺栓连接的可靠性和稳定性，确保机械设备的正常运行和安全性。
螺栓选用及紧固力矩标准
螺栓的选用及紧固力矩标准
1内、外螺纹等级的配合。
2对于没有特殊说明的公制螺栓螺母，按下表给出的力矩拧紧。
（单位：N.m）。
3 对于没有特殊说明的过渡接头类，按下表给出的力矩拧紧。
4 对于没有特殊说明的软管接头螺母类，按下表给出的力矩拧紧。
5 对于美制锥管螺纹接头类，按下表给出的力矩拧紧。
6螺纹处存在不同材料配合时，按照强度最低的材料所要求的力矩进行拧紧力矩的选取。
对于没有特殊说明的硬铝材料螺栓螺母，拧紧力矩为同种规格的8.8级钢制螺纹规定力矩的70%执行，按下表给出的力矩拧紧。
7 螺栓长度选择原则：紧固后螺杆露出螺母端面（3-10mm）。
8上述拧紧力矩，可以根据螺纹处材料、热处理情况、螺纹周围结构等实际情况做适当的调整。
螺栓拧紧力矩及标准
螺栓拧紧力矩标准M6~M24螺钉或螺母的拧紧力矩（操作者参考）未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)公制螺栓扭紧力矩 Q/STB 12.521.5-2000范围：本标准适用于机械性能10.9级，规格从M6-M39的螺栓的扭紧力矩，对于使用尼龙垫圈、密封垫圈、其它非金属垫圈的螺栓，本标准不适用。
★对于设计图纸有明确力矩要求的，应按图纸要求执行。
套管螺母紧固力矩 Q/STB B07833-1998材料 HPb63-3Y2直通式压注油杯 Q/STB B07020-1998（螺纹M6、M8*1、M10*1）紧固力矩：0.3-0.5Kg.m。
安全阀 Q/STB B07029-1998（螺纹R1/8）紧固力矩：2.9-4.9Nm。
通气塞 Q/STB B07030-1998 （螺纹R1/4）紧固力矩：2.94-5.88Nm。
螺塞 Q/STB B07040-1998（公称直径08-10螺距1.25，12-36螺距1.5）螺栓（排气） Q/STB B07060-1998（M12*1.5）紧固力矩：58.8-78.4N.m。
软管（锥形密封）Q/STB B07100-1998软管（锥形密封） Q/STB B07123-1998（接头部螺母拧紧力矩）螺母（球头式管接头用） Q/STB B07201-1998 拧紧力矩：N.m 材料：（Q235）管接头螺母 Q/STB B07202-1998拧紧力矩（Q235 / HPb 59-1）铰接螺栓 Q/STB B07206-1998拧紧力矩（Q235）球头式端直通接头 Q/STB B07211-1998拧紧力矩（Q235 HPb 60-1 ）表中拧紧力矩适用于钢制接头管接头 Q/STB B07212-1998紧固力矩（区分代号为5、7的件材料Q235）套管螺母 Q/STB B07221-1998拧紧力矩（材料Q235）管接头 Q/STB B07230-1998拧入紧固力矩（Q235）弯头（带座） Q/STB B07235-1998 、 B07236-1998 拧紧力矩喉箍 Q/STB B07281-1998拧紧力矩U形管夹及座 Q/STB B07283-1998螺母的紧固力矩（区分代号 2、3使用）管夹 Q/STB B07289-1998(有效紧固直径φ25-φ232) 紧固力矩：8.8±05Nm套管接头 Q/STB B07290-1998套管螺母 Q/STB B07833-1998软管（空调器用） Q/STB B09488-1998。
螺栓力矩标准
螺栓力矩标准螺栓力矩标准是指在螺栓紧固过程中所需的力矩数值，它直接影响着螺栓的紧固质量和安全性能。
螺栓力矩标准的制定是为了保证螺栓在工作过程中能够承受所需的载荷，同时又不至于造成过度紧固而导致螺栓断裂或松动。
在工程施工和设备安装中，螺栓是一种常用的紧固件，因此螺栓力矩标准的合理应用对于工程质量和安全具有重要意义。
一、螺栓力矩标准的重要性。
螺栓力矩标准的制定是为了保证螺栓在工作过程中能够承受所需的载荷，同时又不至于造成过度紧固而导致螺栓断裂或松动。
合理的螺栓力矩标准可以保证螺栓的紧固质量，防止因紧固不足或过紧而引起的安全事故。
另外，螺栓力矩标准也可以保证螺栓在使用过程中的稳定性和可靠性，延长螺栓的使用寿命，降低维护成本。
二、螺栓力矩标准的制定依据。
螺栓力矩标准的制定需要考虑多个因素，包括螺栓的材料、尺寸、螺纹类型、螺栓连接的零件材料、工作环境等。
在制定螺栓力矩标准时，需要参考国家标准、行业标准以及相关的设计规范，同时还需要考虑螺栓的预紧力、摩擦系数、材料的强度和变形特性等因素，综合考虑各种因素后确定合理的力矩数值。
三、螺栓力矩标准的应用。
在实际工程中，螺栓力矩标准的应用需要严格按照设计规范和要求进行。
在紧固螺栓时，应该使用专用的扭力扳手或扭矩扳手进行控制，以确保施加的力矩符合标准要求。
同时，在螺栓紧固过程中，还需要注意螺栓的预紧力和角度控制，以保证螺栓的紧固质量。
四、螺栓力矩标准的检测和验证。
为了保证螺栓力矩标准的有效性，需要对螺栓的紧固力矩进行检测和验证。
可以通过专用的扭矩表或扭力传感器对螺栓的力矩进行实时监测，以确保螺栓的紧固质量符合标准要求。
同时，还可以通过拉伸试验和松动试验对螺栓的紧固性能进行验证，以保证螺栓在工作过程中能够承受所需的载荷。
五、结论。
螺栓力矩标准的合理应用对于工程质量和安全具有重要意义。
合理的螺栓力矩标准可以保证螺栓的紧固质量，防止因紧固不足或过紧而引起的安全事故。
因此，在工程施工和设备安装中，需要严格按照设计规范和要求进行螺栓的紧固，并对螺栓的紧固力矩进行检测和验证，以确保螺栓在工作过程中能够承受所需的载荷，同时又不至于造成过度紧固而导致螺栓断裂或松动。
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⑹组合件
• 螺栓组合件——六角头螺栓，弹垫、平垫组合件。 • 螺母组合件——六角头螺母和弹垫组合件
螺纹连接件的规格及技术要求
1.螺纹连接件的规格
⑴螺栓主参数
• 螺纹直径——根据标准件系列 • 螺 距 ——分粗牙和细牙两种规格 • 头部形状——六角头和六角头法兰面 • 强度等级——根据标准件系列
⑵其它要求
JIS G 4105
螺纹连接件• GB 系列——4、5、6、8
数字表示保证应力值，如6表示保证应力为600 MPa 对应不同的螺纹规格，数值有差异。
• MES系列——六角螺母（540、600、800、1000）
数字表示保证应力值对应不同的螺纹规格，数值有差异。 六角法兰面螺母（6、8）
590
540
510
480
10.9
940
875
790
745
705
12.9
1100
1020
925
875
825
• 高温下工作的螺栓结构（如排气系及发动机内高温部分），应重视
上述螺栓机械性能降低问题，设计时进行充分的验算。
• 低温下工作的螺栓结构存在同样的问题，设计时应加以注意。
螺纹连接件的规格及技术要求
螺纹连接设计及 螺栓紧固力矩设定
发动机设计部
2012-11-22
目录
一. 概述 二. 螺纹连接件的类型 三. 螺纹连接件的规格及技术要求 四. 螺纹连接结构的设计 五. 螺纹紧固力矩的设定方法
概述
1.螺纹连接的应用
⑴常用连接方式
• 螺纹连接 • 焊接 • 粘接 • 铆接 • 其它（如过盈配合）
• 螺纹连接是主要的连接方式，在需要进行折卸及组装的场
• 除特殊螺纹外，各种螺纹均已标准化，螺纹的参数从标准资料中选取进
行应用。
• 常用的螺纹为公制标准规格，但应注意管螺纹经常应用的是英制规格。 • 特殊螺纹（如接地导电螺纹）为专利项目，其螺纹参数为特定公司的内
部规范。
• 三角形螺纹本身不具备密封作用，在需要密封的场合，应考虑单独的密
封结构或采用管螺纹/锥面螺纹。
⑶螺钉
• 普通螺钉——承载能力小，仅应用于强度等级小的
场合，可用不同的拧紧工具，作业性良好。
• 自攻螺钉——仅用于承载能力小的场合，对手件不
需加工螺纹，常用于与钣金板或塑胶件配合。
螺纹连接件的类型
⑷双头螺柱
根据需要螺纹规格可调整为两头不一致， 但从受力平衡考虑，尽可能兼顾两头的 规格，
⑸垫圈
• 弹簧垫圈——用于一般的防松结构。 • 平垫圈 ——用于被连接面为铝合金等软金属场合 • 波形垫圈——用于特殊的防松结构
概述
⑵螺栓结构受力形式
Case 1 摩擦力形式
• 对于一般的螺纹连接结构，螺栓的光杆部分（或螺纹部）与连接件的内孔不
接触，之间存在一定的间隙。
• 在螺栓紧固后产生的轴向压紧力作用下，螺栓头部座面（或螺母座面）与被
连接件接触面之间产生摩擦力。依靠该摩擦力实现结构的紧固及力（或力矩） 的传递。
• 螺纹结构的紧固能力及传递力（或力矩）的能力取决于螺栓紧固后产生的轴
种，一般采用标准型螺母。因空间限制场 合可采用薄型螺母，但紧固力矩应适当减 小。厚型螺母有助于提高螺纹的承载能力， 在一些强调连接强度的场合采用。
概述
•
Case 2
内螺纹加工在结构件上（如底座）， •
外螺纹一般为标准件。
为确保螺栓外螺纹完全啮合。在考虑尺寸 公差前提下，一般设定螺栓紧固后内螺纹 露出长度为1→2个完整螺牙。
• 除螺栓头部座面（或螺母座面）与被连接件接触面之间产生摩擦力外。螺栓
杆部与被连接件内孔接触，承受剪切力。
• 螺纹结构的紧固能力及传递力（或力矩）的能力主要取决于螺栓所能承受的
剪切力、螺栓的个数及分布。
• 汽车上较少应用剪力螺栓结构形式，传动轴法兰面紧固螺栓为半剪力螺栓结
构形式。 传递较小扭矩情况下，依靠法兰面之间的摩擦力传递扭矩，在大扭矩情况下， 传动轴法兰面螺栓承受剪切力，以传递更大的扭矩。
若对螺纹中径公差及表面粗糙度有特殊要求， 则需要标注相关要求。
• 光杆部分形状及尺寸——主要为光杆部分外径
及长度，若无特殊要求则按照标准件。
• 螺栓头形状及尺寸——标注特殊要求形状及尺
寸，其余按照选定标准件。
• 过渡部分形状及尺寸——对螺纹及头部过渡部
分形状及尺寸有特殊要求，需要标注相关参数。 若无特殊要求，则按照选定标准件。
螺距
2.0
2.5
2.5
3.0
②细牙螺纹规格（GB系列）
M6/M7 1.0 M30 3.5
M8 1.25 M33 3.5
M10 M12
1.5 1.75
M36 M39
4.0
4.0
螺纹规格 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 螺 距1 1.0 1.0 (1.25) (1.5) 1.5 (1.5) 1.5 (1.5) 2.0 (2.0) 2.0 (2.0) 3.0 3.0 螺距2 — (1.25) 1.5 — — — 2.0 (2.0) — — — — — 3.0
向压紧力、接触面之间的摩擦系数、螺栓的个数及分布。
• 螺栓杆部及螺纹只承受轴向拉伸力和螺纹拧紧时产生的附加扭矩的作用，不
承受结构上的外力（如剪切力）作用，为双向应力状态。
概述
Case 2 剪力螺栓形式
• 对于剪力螺栓结构，螺栓的光杆部分与连接件的内孔接触，螺栓杆部与连接
件内孔之间为配合形式，一般为过渡配合。
• 前面所述螺栓强度等级的定义是指在常温时的机械性能 • 随着工作温度的变化，螺栓所能达到的机械性能会发生变化。
螺栓屈服强度随温度提高而降低的关系如下表所示。另外，低温条件 下螺栓的机械性能也会发生降低，其特性较为复杂。
温度 ℃
强度等级
+20
+100
+200
+250
+300
屈服强度 MPa
8.8
640
螺纹连接件的类型
1.螺纹连接件基本类型
⑴螺栓
• 普通六角头螺栓 ——普通螺栓，需考虑防松。
• 六角头法兰面螺栓 ——本身有防松效果
• 凸焊螺栓
——凸焊在支架或板上
• 特殊螺栓
——部分尺寸为非标准件
⑵螺母
• 普通六角头螺母——普通螺母，需考虑防松。 • 六角头法兰面螺母——本身有防松效果 • 凸焊螺母——凸焊在支架或板上 • 自锁螺母——防松用特殊螺母
合，只能采用螺纹连接方式。
• 在汽车各系统中广泛应用螺纹连接结构，有必要对螺纹连
接结构进行深入的分析研究，以正确设计螺纹连接结构。
概述
⑵常见螺纹形式
• 三角形螺纹——普通螺纹 • 锥面螺纹 ——常用于密封结构 • 管螺纹 ——有英制和公制规格 • 梯形螺纹 ——常用于传动机构 • 特殊螺纹 ——如接地导电螺纹和防松结构螺纹
◆尽量不要选用（）内螺距规格
概述
⑷普通三角形螺纹牙形—GB193/T
P
①螺牙形状及尺寸定义
P/8
D、d D2、d2 D1、d1
H/8 H/4 3/8 H H/4
H
60° P/2
P/4
◆ D—内螺纹大径， d—外螺纹大径 ◆D2—内螺纹中径，d2—外螺纹中径 ◆D1—内螺纹小径，d1—外螺纹小径 ◆P—螺距 ◆ H—原始三角形高度 H=3^1/2/2=0.866025 P
• 螺栓杆部及螺纹承受轴向拉伸力和螺纹拧紧时产生的附加扭矩及剪力的作用，
为三向应力状态。
概述
3.研究螺纹连接结构的目的
通过螺纹连接结构的研究，要达到以下目的
• 正确选用螺纹连接标准件的规格及参数 • 合理设计螺纹连接结构及其零件 • 正确设定螺纹连接结构的紧固力矩 • 合理采用防松结构，以保证系统正常工作。
④螺栓材质选用及热处理
对应不同的强度等级，螺栓的材质和热处理状况如下表（MES CC 010）
强度等级 4.8 6.7 6.8
8.8
10.9
材料 SWRM10 S10C、S12C SWCH25K
S25C TS25C-C TSMn122HX-C TSMn125HX-C SWCH38K to SWCH45K或相当品 SWCH38A to SWCH45A或相当品 S43C to S45C SCr430 TSCr430
• 尺寸及形位公差——除特殊要求外，一般依选
定标准件。
• 其它
螺纹连接件的规格及技术要求
⑵机械性能
①螺栓强度等级
• GB 系列——4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9、12.9
• MES系列——4.8、6.8、6.7、8.8、10.9、12.9 • MMC系列——4T、（6T）、7T、8T、10T、（12T）
对应标准 JIS G 3505 JIS G 4051 JIS G 3539 JIS G 4051 MES MM 220
MES MM 221
JIS G 3539
JIS G 4051 JIS G 4104 MES MM 224
热处理 —
回火温度460℃或更高 回火温度480℃或更高
淬火后回火
12.9
SCM435
概述
2.螺纹连接结构
⑴常用螺纹连接结构形式
Case 1 通过螺栓和螺母将相关结构连接， 其中螺栓和螺母一般均为标准件。
螺母 被连接结构
螺栓
• 为确保螺栓结构的强度，必须保证螺母的
内螺纹完全啮合。在考虑尺寸公差前提下， 一般设定螺栓紧固后外螺纹露出长度为 1→2个完整螺牙。
• 螺母的高度分为标准型、薄型和加厚型三