螺丝面积计算
美制螺纹标准手册
YESWIN螺纹教材螺纹一般状况 :螺纹提供紧固件使之能作负荷之转移.1 何谓螺纹 : 所谓螺纹即为在一圆柱物体上作出突起之螺旋山状物,外螺纹适用于螺栓,螺丝及螺桩, 内螺纹适用于螺帽及螺纹孔.2 螺纹之组成 : 主要分为三部份螺峰, 螺谷及螺腹. 螺纹部顶端称之为螺峰, 螺纹部底端称为螺谷, 二者之间称为螺腹. 三者组成一V字型之构造. 螺峰与螺谷之直线距离为螺纹高H, 螺峰与螺峰之距离为螺距P, 在UN螺纹方面H = 0.866025 x P ( 假设状况螺峰与螺谷均为V字型尖锐端 ).完全与不完全螺纹 : 螺纹同时具有螺峰及螺谷之完整形状时称为完全螺纹, 若螺谷或螺3峰未完全成型则称为不完全螺纹.螺距 : 螺距P即垂直于螺丝(帽)轴螺纹上之任一点与邻近螺纹同一点之水平距离. 在UN4螺纹系统中, 通常以每寸几个螺纹表示.大径及小径 : 在外螺纹系统中, 螺峰之外径称为大径, 螺谷之外径称为小径. 内螺纹类5则正好相反, 螺峰之内径为小径, 螺谷之外径为最大径.螺腹 : 螺腹与轴部所成之角度称为螺腹角( Flank Angle ), 轴部双边角度相等者称为对称, 6在UN螺纹系统中, 螺腹角通常为30度且对称, 故UN 螺纹之角度均为60度.7 有效径 : 理论上而言为垂直于轴而通过螺峰螺谷某点之径. 对标准螺纹而言, 此点正好位于中点. 但对非标准螺纹而言, 此点可能位于中点附近之任一点, 视实际制造状况而定.8 裕度 : 螺纹配合之裕度意味外螺纹及内螺纹均以其最大上限制造且结合时之宽裕度. 对紧固件而言, 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型为小.而内螺纹之三径则等于基本螺纹型.9 制造公差 : 公差之配合则视制造而定. 公差即上限与下限之差. 对外螺纹而言, 其公差为上限减去公差即为下限, 内螺纹则正好相反.10 螺纹长及结合深度 : 紧固件结合时, 外螺纹部之完全螺纹部之轴距为其螺纹长, 旋进内螺纹之距离为其结合深度, 螺纹长及结合深度对其强度有深切之影响.11 螺距 : 螺距一般以每寸几个螺纹表示, 常用有英制统一粗螺纹, 细螺纹及8-螺纹三种.12 螺纹强度 : 螺纹支撑转移负荷之力量决定于四个强度. 抗拉强度应力面积为螺纹支撑抵抗拉力之面积. 抗剪应力面积为计算径剪断力之面积. 防松应力面积为内螺纹及外螺纹结合互相松脱时之强度应力面积.螺纹选择 :螺纹选择之三要素 : 螺纹型式, 螺纹数及等级.1 螺纹型式 : IFI所承认之螺纹型式共有三种 : UN, UNR, UNJ. 它们全为60度螺纹, 不同之处仅在螺谷处.1.1 UN 螺纹 : UN螺纹型为最早之设计, 外螺纹螺谷为平底或圆底均可.1.2 UNR螺纹 : UNR与UN螺纹之不同点在于其螺谷半径限制在0.108到0.144倍螺距. 依目前要要, 1”以下规格螺纹均需使用UNR螺纹. 1”以上之无法滚制螺纹而需切制时, 需UNR螺纹仍需声明, 否则应以UN螺纹为主.UNK 螺纹 : UNK螺纹与UNR螺纹几乎完全相同, 具有相同之公差配合及螺谷半径公1.3差, 其不同点就在于UNK螺纹强制必需检查及保证螺谷半径必需符合公差限制, UNK螺纹成为六角孔承窝螺丝及六角孔固定螺丝之标准.UNJ螺纹 : UNJ螺纹为目前最适用之螺纹型式, 因为其对疲劳应力之抵抗超过其它型1.4式之螺纹. 这个答案就是UNJ螺纹加大螺谷半径. 其螺谷半径为0.150到0.180倍之螺距.螺纹配合: UN内螺纹紧固件通常配合UN及UNR外螺纹. 理论上而言, UN内螺纹不能配合UNJ外螺纹, UNJ内螺纹可配合UN, UNR及UNJ外螺纹, 但配合UN及UNR螺纹时必须小心行之.1.1 螺谷半径之一些观念 : UN螺纹不强制必需有螺谷半径, 其螺谷可以是平的, UNR之螺谷半径至少为0.105倍螺纹距, UNJ之螺谷半径至少为0.150倍螺纹距, 很难相信这小小之差别会有多重要, 但它确实如此重要. 螺谷半径之加大会稍许增加螺纹静态之抗拉强度, 此为一个相当简单之几何原理, 当螺谷半径增加时, 螺谷径及抗拉强度面积亦会加大, 故其抗拉强度亦增加. 螺谷半径主要功能为增加疲劳应力抵抗能力. 对紧固件暴露于长期动态之产品寿命影响很大, 其动态应力之计算应包括所有之摇动, 震动, 撞击, 冲压等力量以至于应力之计算是如此困难, 但寻求更耐耗磨之产品之努力却不能停止, 直至改良其螺谷半径后, 此问题才告解决, 螺谷半径越大, 其抗疲劳度越佳.螺纹数 : 螺纹数与螺距及直径有关, 英制统一螺纹之螺纹距表示为每寸几个螺纹, 英1.2制统一螺纹共有11种规范, 但其中较重要者有三 : 粗螺纹( Coarse UNC ), 细螺纹( FincUNF )及8螺纹( 8 – UN ). UNC螺纹为惠勒氏( Whitworth )于19世纪中叶发展而出, 他选择该系螺纹之理由为当时之制造技术仅能提供类似之螺纹产品, 但时至今日, 随着制造技术之改良及精进, 已能制造出更精确之精制螺纹, 于是又加进UNF细螺纹一种以满足各项需求. 而8螺纹系统则不管其外径为何每寸之螺纹数均为8个.1.3 螺纹等级配合 : 螺纹配合意味着结合时内螺纹及外螺纹之松紧程度. 英制统一螺纹外螺纹有1A, 2A, 3A三种, 内螺纹亦有1B, 2B, 3B三种等级. 这些级数使用来表示其配合程度, 级数越高, 配合之松紧度越紧.另外尚有一种5级螺纹, 其内螺纹及外螺纹无配合公差, 当外螺纹旋入内螺纹时, 其相互咬紧而无空隙存在, 请参考ANSI/ASME B1.12 A-75页.级数1A及1B :级数1A及1B是一种配合起来很松之螺纹. 适用于需快速装卸之紧固件. 1A及1B仅适用于1/4”以上之粗螺纹及细螺纹紧固件. 用于机械方面非常少, 事实上, 北美地区使用此级之紧固件比率还不到千分之一.级数2A及2B :级数2A及2B之螺纹是目前使用最广之级数, 几乎90%以上之紧固件均使用本级数, 对制造和经济性而言, 此为最适当之级数.级数3A及3B :级数3A及3B之螺纹适用于需配合度良好之场合如六角承窝螺丝及内六角孔固定螺丝.航空用螺栓螺帽及其它高强度或高安全顾虑之紧固件.螺纹配合之观念 :螺纹之配合应注意公差应严而配合度应松. 同时更好之品质可得到较佳之使用效率. 在图1上显示出1/2"-13 UNC螺纹之各级数相关性.1B 螺纹 2B 螺纹 3B 螺纹内螺纹 .4597 .4565 195% 2A 螺纹 130% .4548 2A 螺纹 97.5% 2A 螺纹基本有效径 .4500 30% 2A 螺纹之配合公差75 % .4485 .4485 2A 螺纹150% .4463 2A 螺纹 .4435 .4411 1A 螺纹2A 螺纹 3A 螺纹外螺纹强度 :螺纹配合之强度决定于足够的螺纹长结合深度及长度.螺纹之抗拉强度与级数无关. 但级数越高, 防松能力越好.表面处理:相当多之紧固件作表面处理以防止锈蚀及增进表面光泽. 表面处理将增加成品之厚度.表面处理之紧固件之适用性在稍后章节将花相当大的篇幅介绍. 足够让我们了解到2A螺纹之表面处理之适用性, 但3A螺纹因为没有配合公差, 所以表面处理时必需特别小心以免造成无法组合.高温状况:当紧固件长其暴露在高温( 通常在500度F以上 )时, 就必需加大配合公差以避免磨损情形发生.表1 螺纹强度面积表 As Ar ASs Asn尺寸抗松应力面积螺纹距抗拉强度面积抗剪应力面积 (平方寸/寸)螺纹系列平方寸平方寸外螺纹内螺纹2A 3A 2B 3B0.00180 0.00151 0-80 UNF 0.0603 0.0748 0.106 0.116 0.00263 0.00218 1-64 UNC 0.0835 0.0913 0.133 0.144 0.00278 0.00237 1-72 UNF 0.0831 0.0922 0.130 0.142 0.00370 0.00310 2-56 UNC 0.101 0.109 0.162 0.174 0.00394 0.00339 2-64 UNF 0.101 0.109 0.156 0.1700.00487 0.00406 3-48 UNC 0.118 0.127 0.191 0.204 0.00523 0.00451 3-56 UNF 0.118 0.130 0.186 0.2010.00604 0.00496 4-40 UNC 0.138 0.147 0.221 0.235 0.00661 0.00566 4-48 UNF 0.140 0.151 0.216 0.2320.00796 0.00672 5-40 UNC 0.161 0.172 0.248 0.2630.00830 0.00716 5-44 UNF 0.162 0.173 0.246 0.262 0.00909 0.00745 6-32 UNC 0.180 0.189 0.281 0.296 0.01015 0.00874 6-40 UNF 0.182 0.197 0.274 0.292 0.0140 0.0120 8-32 UNC 0.226 0.239 0.334 0.3530.0147 0.0128 8-36 UNF 0.227 0.244 0.331 0.3500.0175 0.0145 10-24 UNC 0.263 0.277 0.401 0.420 0.0200 0.0175 10-32 UNF 0.275 0.289 0.389 0.411 0.0242 0.0206 12-24 UNC 0.312 0.327 0.458 0.478 0.0258 0.0226 12-28 -UNF 0.317 0.336 0.450 0.474 0.0318 0.0269 1/4-20 UNC 0.368 0.385 0.539 0.563 0.0364 0.0326 1/4-28 UNF 0.373 0.403 0.521 0.549 0.0524 0.0454 5/16-18 UNC 0.470 0.502 0.682 0.710 0.0580 0.0524 5/16-24 UNF 0.479 0.520 0.663 0.696 As Ar ASs Asn尺寸抗松应力面积螺纹距抗拉强度面积抗剪应力面积 (平方寸/寸)螺纹系列平方寸平方寸外螺纹内螺纹2A 3A 2B 3B0.0775 0.0678 3/8-16 UNC 0.576 0.619 0.802 0.860 0.0878 0.0809 3/8-24 UNF 0.578 0.644 0.800 0.837 0.106 0.0933 7/16-14 UNC 0.677 0.734 0.981 1.01 0.119 0.109 7/16-20 UNF 0.685 0.761 0.908 0.991 0.142 0.126 1/2-13 UNC 0.779 0.854 1.12 1.160.160 0.149 1/2-13 UNF 0.799 0.887 1.08 1.130.182 0.162 9/16-12 UNC 0.893 0.974 1.27 1.320.203 0.189 9/16-18 UNF 0.901 1.02 1.23 1.290.226 0.202 5/8-11 UNC 0.998 1.09 1.42 1.470.256 0.240 5/8-18 UNF 0.998 1.13 1.37 1.430.334 0.302 3/4-10 UNC 1.21 1.34 1.72 1.780.373 0.351 3/4-16 UNF 1.23 1.38 1.66 1.730.462 0.419 7/8-9 UNC 1.43 1.58 2.03 2.09 0.509 0.480 7/8-14 UNF 1.44 1.63 1.96 2.03 0.606 0.551 1-8 UNC 1.66 1.82 2.33 2.400.663 0.625 1-12 UNF 1.66 1.87 2.77 2.350.680 0.646 1/14 UNS 1.67 1.89 2.23 2.330.763 0.693 1-1/8-7 UNC 1.88 2.04 2.65 2.72 0.790 0.728 1-1/8-8 UN 1.89 2.07 2.63 2.700.969 0.890 1-1/4-7 UNC 2.11 2.30 2.94 3.021.000 0.929 1-1/4-8 UN2.12 2.33 2.923.00 1.16 1.05 1-3/8-6 UNC 2.34 2.52 3.27 3.35 1.23 1.16 1-3/8-8 UN 2.34 2.58 3.21 3.301.41 1.29 1-1/2-6 UNC2.58 2.773.57 3.65 1.49 1.41 1-1/2-8 UN 2.57 2.84 3.50 3.61As Ar ASs Asn尺寸抗松应力面积螺纹距抗拉强度面积抗剪应力面积 (平方寸/寸)螺纹系列平方寸平方寸外螺纹内螺纹2A 3A 2B 3B1.78 1.68 1-5/8-8 UN2.803.10 3.79 3.911.90 1.74 1-3/4-5 UNC 3.04 3.24 4.20 4.302.08 1.98 1-3/4-8 UN3.03 3.354.08 4.212.41 2.30 1-7/8-8 UN3.25 3.634.37 4.502.50 2.30 2-4-1/2 UNC3.53 3.724.83 4.932.77 2.65 2-8 UN3.48 3.864.66 4.813.25 3.02 2-1/4-4-1/2 UNC4.02 4.235.44 5.553.56 3.42 2-1/4-8 UN 3.934.375.24 5.404.00 3.72 2-1/2-4 UNC 4.50 4.70 6.07 6.204.44 4.29 2-1/2-8 UN 4.38 4.875.816.004.93 4.62 2-3/4-4 UNC 4.995.226.68 6.825.43 5.26 2-3/4-8 UN 4.83 5.386.39 6.605.97 5.62 3-4 UNC 5.48 5.74 7.29 7.446.51 6.32 3-8 UNC 5.28 5.89 6.957.207.10 6.72 3-1/4-4 UNC 5.97 6.26 7.90 8.067.69 7.49 3-1/4-8 UN 5.73 6.40 7.53 7.798.33 7.92 3-1/2-4 UNC 6.47 6.77 8.51 8.688.96 8.75 3-1/2-8 UN 6.18 6.90 8.10 8.399.66 9.21 3-3/4-4 UNC 6.95 7.29 9.11 9.3110.34 10.11 3-3/4-8 UN 6.61 7.41 8.67 8.9811.08 10.61 4-4 UNC 7.44 7.81 9.71 9.9211.81 11.57 4-8 UN 7.07 7.91 9.24 9.57参照备注 12 3 4,6 5,6备注 :1 在英制统一螺纹中, 1-12 UNF系细螺纹螺纹之规范, 1-14 UNS系一种径/距混合制, 在美国,通常使用1-14 UNS螺纹.222 As = 0.7854 ( D - 0.9743/n)3 Ar = 0.7854 ( D - 1.3/n) As : 抗拉强度应力面积 Ar : 抗剪应力面积 D : 基本螺纹径 D : 基本螺纹径 n : 每寸螺纹数 n : 每寸螺纹数4 ASs = 3.1416 x Le x Kn max x n x [ 1/2n + 0.57735 x (Es min - Kn max)] ASs : 外螺纹抗松应力面积 Le : 螺纹作用长度 n : 每寸螺纹数 Kn max : 外螺纹螺谷径上限 Es min : 外螺纹有效径下限5 ASn = 3.1416 x Le x Ds min x n x [ 1/2n + 0.57735 x (Ds min - En max)] ASn : 内螺纹抗松应力面积 Le : 螺纹作用长度 n : 每寸螺纹数 Ds min : 内螺纹最大径下限 En max : 内螺纹有效径上限6 Kn, Es, Ds, En值请参照ANSI/ASME B1.1 A-38页.运送处理 : 大多数之紧固件在使用前均需运送处理, 此因螺纹( 外螺纹 )很容易受损之故.展延性 :低及中级强度之紧固件配上2A螺纹有相当好之展延性, 此因其具有配合公差及较大之公差范围使得螺纹更具弹性. 高强度之紧固件具有低展延性, 需配合较严格之螺纹.震动 :螺纹配合度越佳, 因震动所导至螺纹松动之危险性越低, 易言之, 防松性视其螺纹配合性而言.成本 :螺纹配合度越佳,成本越高.螺纹表面处理 :表面处理将会增加厚度, 如果超过限度, 将会产生配合上之问题, 因此在表面处理前必需采取适当之措施. 在北美州处理表面处理之原则如下 : 除热浸锌类厚度大之处理层外, 表面处理不能违反基本螺纹配合原则.除非购买者之特殊要求, 2A螺纹可以适应表面处理. 易言之, 表面处理后之最大径为基本尺寸, 同样之要求亦适用于3A螺纹.如果在表面处理后仍需保留2A螺纹之特性限制时, 则符号2A应以2AG代替. 所谓2AG螺纹即与未表面处理之2A螺纹之特性要求一样. 1A 螺纹不论其表面处理与否, 规格限制均相同.3A螺纹及所有内螺纹均无配合公差, 这意味者1A,2AG, 3A外螺纹之最大径及1B, 2B,3B内螺纹之最小径在表面处理前必须调整以适应表面处理之厚度.当表面处理厚度超过其配合公差时, 就必须调整其制造公差, 不论是调整外螺纹或内螺纹之限制, 此时外螺纹准许违反其基本螺纹限制.在60度角之螺纹, 螺腹及有效径之增加约为表面处理层厚度之4倍. 表面处理厚度通常以最低限制表示, 而不管其上限为何, 所以一般而言, 通常规定其有效径变动为厚度之6倍.例如2A螺纹表面面处理厚度为0.00015”, 则配合以0.0009”以上之尺寸变动以便容纳增加之厚度. 通常在如此处理之后, 制造流程便不致以会发生问题. 一个较详细对于表面处理之处理状况规定在ANSI/ASME B1.1 A-48页.在检验表面处理后之尺寸允收状况时, 使用之量具与未表面处理之量具一样, 但2A螺纹则不相同, 在表面处理后, GO适用3A环规, NOGO适用2A环规, 另外还有一种状况是大厚度之表面处理.在大厚度之表面处理状况下, 美国最普遍之作法为加大内螺纹之孔径而不是减少外螺纹之外径, 这是因为加大孔径或减少外径均会减低螺纹结合强度, 而通常螺帽之强度是配合螺栓强度, 因此可加大孔径而非减少外径以避免结合强度之损失. 另外一个理由则纯粹基于经济上之考虑.螺纹允收 :螺纹具有两种功能 : 结合及承受负荷. 结合功能端视其尺寸特性, 而负荷状况则有赖于尺寸配合及材料级数, 尺寸不良之产品常造成不能结合或结合不良, 配合不当或材质错误则造成强度不足. 螺纹允收检验则在检验其尺寸特性是否合乎要求, 经常我们使用量规( 螺纹规及环规 )或其它检验设备作检验. 通常螺纹允收状况由购买者决定, 这是因为他最了解紧固件使用状况及使用要求( 包含尺寸, 强度, 紧固件工作环境, 负荷及安全顾虑等等 ). 为帮助决定如何检验, ANSI/ASME B1.3 A-53页规定有量具量测系统可供使用. B1.3 共有三种系统以供螺纹测试, 分别为21, 22, 23三种, 它们之间之分别为需求状况之不同适用.系统编号越高, 其所测量之需要特性越多. 系统21系使用于低, 中强度一般工程用途之外螺纹紧固件. 系统22适用于高强度外螺纹紧固件, 系统23适用于UNJ系统外螺纹紧固件.同时系统21适用于除了UNJ系统内螺纹紧固件之所有内螺纹紧固件, UNJ系统内螺纹紧固件则适用系统23, 系统22几乎不用于内螺纹紧固件.这三种系统系为大部份常用紧固件而设计, 如果客户所需求为特殊要求, 则适当的修正本系统是被允许的.螺纹强度 :螺纹组合有六种强度之失败模式 :- 外螺纹之拉断.- 外螺纹之松脱.- 内螺纹之松脱.- 外螺纹纵轴之剪断.- 外螺纹扭断.- 内螺纹螺纹之扯裂.拉断, 松脱, 扯断通常发生于使用阶段, 扭断导因于结合过紧, 剪断只发生于负荷过大.紧固件强度计算 :四个紧固件结合强度负荷面积为 :a) 抗拉强度应力面积,b) 剪断应力面积( 最小径抗剪面积 ),外螺纹抗松应力面积,c) 内螺纹抗松应力面积.所有数据资料及计算公式请参考表1.螺栓破断失败模式 :在选择紧固件时, 设计人员应避免失败之产生-组合时结合过紧及工作负荷过大–导至螺栓破断或螺纹崩坏. 有一个相当重要之观念是 : 在结合紧固件之过程中, 应该注意其降伏强度, 如果螺栓在结合的过程中破断, 是显而易见且容易矫正的, 且必须马上采取措施.另外, 螺纹崩坏是一种另一型式之失败, 它通常是逐渐发生的, 从螺纹结合处逐渐脱落,其发生之时间要好几个小时以上, 一开始是查觉不出的.螺纹崩坏之防止 :防止紧固件螺纹崩坏之关键在提供足够之紧固件结合长度, 将螺帽之膨涨率减至最低,并选择适当之强度级数以防止螺纹损坏.螺纹结合长度 :防止螺纹于配合时崩坏之最明显之作法乃是加大结合长度. 但会增加成本.当螺栓及螺帽结合而承受垂直之负荷时, 螺栓承受拉力, 螺帽则承受压缩力, 如果螺丝及螺栓之材料一样, 且均为标准螺纹型, 则其各部承受力均相等.螺栓承受垂直负荷时, 将对螺纹产生拉伸作用而有拉长效果, 同样的, 螺帽因压缩作用螺纹将有缩短效果. 这些变形将于螺栓及螺帽二者继续进行到二者全部螺纹密接. 其结果造成全部负荷不均匀地分配在螺纹上, 造成接合之第一螺纹所承受的负荷超过平均负荷, 而最后结合之末端螺纹承受负荷却比较小, 实验证实第一结合螺纹其承受之负荷可以超过平均负荷之2倍, 而末端所承受之负荷小于平均负荷之1/2, 这就是为何螺栓之破断通常位于螺栓与螺帽或螺孔结合之第一螺纹, 同样之研究更指出在同一结合长下, 螺距愈小, 第一螺纹所承受之负荷就愈大.如将结合长加长到螺栓径之一倍以上亦不可行, 这是因为额外之结合螺纹仅可承受少部份之负荷且第一螺纹需足够粗大到可以将负荷成功地分配到其它螺纹, 就此观点而言, 十分可能失败.螺帽膨涨 :当垂直负荷增加时, 螺栓伸长, 螺帽则因压缩而由墙向外挤压而膨涨, 这是因为螺纹部角度及负荷之故, 当螺帽强度越低, 或墙越薄, 膨涨就越厉害.螺帽膨涨之控制相当重要, 因为膨涨导致结合长缩短, 抗剪应力面积减少, 单位剪断应力增加, 将造成不利之影响, 而螺纹距越细, 影响就越严重.螺帽之对边为其公称径之1.5倍以上时相当理想, 但如小于1.5倍时就必需小心, 凸缘螺帽之抗膨涨相当不错, 至于螺纹孔, 一般而言不必考虑膨涨.紧固件材料强度 :如果螺栓及螺帽之强度相当时, 则因为垂直负荷而导致螺纹断裂时, 则无法确定是内螺纹或外螺纹先被破坏.如果螺栓之材料强度大于螺帽-大多数螺栓螺帽之配合状况-则螺栓之螺纹装配时不易变形, 即使是螺帽之降伏强度更低之状况下亦然, 在此情形下, 在螺纹破坏时, 外螺纹将先将内螺纹破坏.同样的, 如果螺帽之材料强度大于螺栓, 则在破坏情形下, 螺栓之螺纹将先被螺帽之螺纹所破坏.一般而言, 螺栓及螺帽之材料强度越接近, 则破坏之强度越低, 如果强度不一样, 则破坏强度会高一点, 这就是为何测试螺帽所使用之治具及螺栓需均硬化之原因.根据表1各应力表, 我们可以很轻易的算出螺栓及螺帽结合所需要的结合长和最低的强度级数, 紧固件之选择必需先确定负荷以确知螺纹的确可以支持剪应力负荷( 螺纹剪应力面积乘螺纹结合长乘材料剪断强度 )及拉伸应力负荷( 抗拉应力面积乘材料抗拉强度 ).螺纹暴露于握取长中之影响 :材料被紧固件所结合之总厚度称为握取长度( GRIP ).在紧固件组合后, 螺栓之螺纹负荷长度通常等于握取长度加上可能在螺帽内之一至二螺纹, 在握取长度中之螺栓螺纹数将严重影响到紧固件之最终抗拉强度-导至负荷失败.螺栓螺帽结合抗拉失败之状况, 如果螺帽之位置位于螺栓之任一点但自螺帽之承受面至螺栓螺纹末端至少有四个完全螺纹时, 螺栓之拉力保持不变, 但当螺帽越接近螺栓螺纹末端时, 螺栓之拉力会增加, 甚至会比原来拉力多增加20%.当螺栓暴露于握取长度之螺纹拉力增加时, 螺栓及螺帽之抗剪力会降低, 这是因为螺栓拉长-紧固件结合失败之前奏-会在与螺帽结合之螺纹中发生. 紧固件结合长度减少, 剪应力增加. 想象得到的是可以避免螺栓破断或螺纹扯裂, 只要减少外螺纹暴露于握取长度中之螺纹数即可.特殊螺纹之设计 :以下省略,有兴趣请自行参照 IFI 本文计算及设计特殊螺纹.。
螺栓强度等级
钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。
例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是：1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.6；3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.9；3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。
强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa8.8公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）===============如4.8级则此螺栓的抗拉强度为：400MPa屈服强度为：400*8/10=320MPa=================另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释度量当今世界上长度计量单位主要有两种，一种为公制，计量单位为米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多，另一种为英制，计量单位主要为英寸（inch），相当于我国旧制的市寸，在美国、英国等欧美国家使用较多。
1、公制计量：（10进制）1m =100 cm=1000 mm2、英制计量：（8进制）1英寸=8英分 1英寸=25.4 mm 3/8￠￠×25.4 =9.523、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#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。
螺钉长度标准
公制机械牙螺丝设计标准一﹑公制机械牙螺丝（ISO）特点公制机械牙螺丝是目前世界范围内应用最广泛的螺丝种类，也是国际上正在大力推行的螺丝标准，英制（韦氏）规格﹑日本（JIS）规格﹑美国（ANSI）规格﹑德国（DIN）规格等螺纹将逐步被公制机械牙螺丝（ISO）规格替换。
???公制机械牙螺丝是目前标准化﹑通用化﹑系列化程度最高的螺丝种类，应用范围极其广泛。
具有互换性强﹑破坏扭力大﹑抗张力强﹑加工精度高﹑适应性强﹑可预制便于节省时间﹑进步生产效率﹑配套零件齐全﹑结合配套零件可满足各种性能要求等优点。
?????二﹑三角自攻螺丝（TAP?TITE）主要朮语及技朮参数1﹑标称直径：螺丝设计﹑生产﹑检验等公认的螺丝直径。
2﹑螺距﹑牙数：相邻两个牙顶之间的间隔或每英寸长度的牙数。
3﹑外径：螺丝所测出的最大均匀外径。
4﹑有效径：螺丝截面面积等效为一个圆形截面时所对应的直径。
5﹑标称长度：螺丝设计﹑生产﹑检验等公认的长度。
6﹑破坏扭力：螺丝达到扭裂或扭断状态所需要最小扭力。
7﹑抗张力：螺丝在轴向产生塑性变形或断裂状态所需要最小拉力。
8﹑表面硬度：螺丝表面头部较平坦部位测出的均匀硬度。
9﹑心部硬度：螺丝断面距中心约1/2半径位置所测出的均匀硬度。
10﹑渗碳硬化层深度：螺丝经表面渗碳处理后硬化层的厚度。
三﹑螺丝相关尺寸标准<一>﹑公制机械牙粗牙规格螺丝尺寸标准（牙型角:60˚）标称尺寸Designation螺距Pith外径Dia.of Circle 有效直径Dia.of Triangle最大Max 最小Min公差Tolerance最大Max最小Min公差ToleranceM2.0 0.40 1.981 1.886 0.095 1.721 1.654 0.067 M2.5 0.45 2.480 2.380 0.100 2.188 2.117 0.071 M3.0 0.50 2.980 2.874 0.106 2.655 2.580 0.075 M3.5 0.60 3.479 3.354 0.125 3.089 3.004 0.085 M4.0 0.70 3.978 3.838 0.140 3.523 3.433 0.090 M4.5 0.75 4.478 4.338 0.140 3.991 3.901 0.090 M5.0 0.80 4.976 4.826 0.150 4.456 4.361 0.095 M6.0 1.00 5.974 5.794 0.180 5.324 5.212 0.112M8.0 1.25 7.972 7.760 0.212 7.160 7.042 0.118 M101.50 9.968 9.732 0.236 8.994 8.862 0.132 M121.75 11.966 11.701 0.265 10.829 10.679 0.150 M142.00 13.962 13.682 0.280 12.663 12.503 0.160 M162.00 15.96215.6820.280 14.66314.503 0.160<三>三角自攻螺丝长度系列及标准公差1﹑长度系列尺寸（mm ）优先系列：4﹑5﹑6﹑8﹑10﹑12﹑15﹑18﹑22﹑25﹑30﹑36﹑42﹑50﹑60﹑80﹑100等允选系列：20﹑28﹑32﹑40﹑45﹑55﹑70﹑90等2﹑螺丝长度公差表 ( mm)M2.0 长度Length <2mm 2〜3mm >3mm 公差Tolerance +0〜-0.15 +0〜-0.2 +0〜-0.3M2.5 长度Length <4mm4〜10mm 10〜20mm >20mm公差Tolerance +0〜-0.3 +0〜-0.4 +0〜-0.6 +0〜-0.8M3.0﹑M3.5M4.0﹑M4.5长度Length <20mm 20〜40mm >40mm 公差Tolerance +0〜-0.6 +0〜-0.8 +0〜-1.0M5以上 长度Length <10mm >10mm 公差Tolerance +0〜-0.8 +0〜-1.0四﹑公制机械牙粗牙规格螺丝主要机械性能参数标准(5.8级以上)标称尺寸 Designation 螺距 Pith 破坏扭力 抗张力表面渗碳热处理规格>N. m>Kg 表面硬度 心部硬度 硬化层深度 M2.00.40 0.4 120 460-600 250-380 0.04-0.10 M2.50.45 0.6 180 460-600 250-380 0.04-0.10 M3.00.50 0.9 270 460-600 250-380 0.04-0.10 M3.50.60 1.5 360 460-600 250-380 0.05-0.18 M4.00.70 2.5 480 560-650 250-380 0.05-0.18 M4.50.75 3.5 600 560-650 250-400 0.1-0.25 M5.00.80 5 750 560-650 250-400 0.1-0.25 M6.01.00 8.5 1100 560-650 250-400 0.15-0.30 M8.01.25 20 2000 560-650 250-400 0.15-0.30 M101.50 40 3100 560-650 250-400 0.15-0.30 M121.75 654400560-650250-400 0.15-0.30M14 2.00 100 6000 560-650 250-400 0.15-0.32M16 2.00 160 8200 560-650 250-400 0.15-0.32五﹑公制机械牙粗牙规格螺丝头型及槽形选择<一>﹑公制机械牙粗牙规格螺丝头型种类1﹑盘头P 2﹑伞头T 3﹑平顶沉头 F4﹑六角头H 5﹑内六角圆柱头6﹑扁头B或圆头R<二>﹑公制机械牙粗牙规格螺丝头型选择1﹑优先选用盘头P：有用到扁头B及圆头R时需考虑用盘头替换，被锁付零件孔相对较小﹑材质较硬时均可考虑用盘头螺钉。
GB螺栓规格及强度等级对照表
钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。
例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是：1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.6；3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.9；3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。
强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa8.8公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）===============如4.8级则此螺栓的抗拉强度为：400MPa屈服强度为：400*8/10=320MPa=================另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另有解释度量当今世界上长度计量单位主要有两种，一种为公制，计量单位为米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多，另一种为英制，计量单位主要为英寸（inch），相当于我国旧制的市寸，在美国、英国等欧美国家使用较多。
1、公制计量：（10进制）1m =100 cm=1000 mm2、英制计量：（8进制）1英寸=8英分 1英寸=25.4 mm 3/8￠￠×25.4 =9.523、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#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。
螺丝直径与螺距的关系
螺丝直径与螺距的关系螺丝是我们日常生活中常见的一种紧固件。
它的直径和螺距是决定螺丝性能的两个重要参数。
直径是指螺丝的外径，螺距是指螺纹的两个相邻螺纹之间的距离。
直径和螺距之间存在一定的关系，它们之间的变化会对螺丝的使用产生影响。
在螺丝的制造过程中，直径和螺距的选择是非常重要的。
直径越大，螺丝的强度和承载能力就越大。
而螺距则决定了螺丝的旋转速度和锁紧力。
直径和螺距之间的关系可以通过以下几个方面来说明。
直径和螺距的比值会影响螺丝的机械性能。
直径和螺距的比值越大，螺丝的强度和承载能力就越大。
这是因为直径越大，螺丝的截面积就越大，从而增加了螺丝的强度和承载能力。
而螺距越小，螺丝的旋转速度就越慢，从而增加了螺丝的锁紧力。
直径和螺距的比值还会影响螺丝的应用范围。
直径和螺距的比值越小，螺丝适用于高速旋转和低锁紧力的场合。
例如，直径小而螺距大的螺丝适用于电子设备和精密仪器等领域。
而直径大而螺距小的螺丝适用于工程机械和汽车等领域。
直径和螺距的比值还会影响螺丝的安装和拆卸。
直径和螺距的比值越大，螺丝的安装和拆卸就越容易。
这是因为直径越大，螺丝的外径也越大，从而增加了螺丝的接触面积。
而螺距越小，螺丝的旋转速度就越慢，从而增加了螺丝的锁紧力，使得拆卸更加困难。
螺丝的直径和螺距之间存在一定的关系。
直径越大，螺丝的强度和承载能力就越大，适用范围也更广。
螺距越小，螺丝的旋转速度就越慢，锁紧力也更大。
因此，在选择螺丝时，需要根据具体的使用要求和环境来确定直径和螺距的合适比值，以确保螺丝的性能和使用效果。
希望通过这篇文章，读者对螺丝的直径和螺距的关系有了更深入的了解，能够在实际应用中更好地选择和使用螺丝，从而提高工作效率和安全性。
吊顶安装工程量(3篇)
第1篇一、引言吊顶安装工程是室内装饰装修工程的重要组成部分，它不仅能够美化空间，提高室内装饰效果，还能起到保温、隔热、吸声、防火等多种功能。
吊顶安装工程量的大小直接影响到工程成本、施工周期和工程质量。
本文将详细介绍吊顶安装工程量的计算方法和注意事项。
二、吊顶安装工程量计算方法1. 吊顶面积计算吊顶面积是指吊顶所覆盖的面积，计算公式为：吊顶面积 = 室内净面积× 吊顶高度室内净面积是指室内地面面积，吊顶高度是指吊顶与室内地面之间的距离。
2. 吊顶材料用量计算吊顶材料用量包括吊顶龙骨、吊顶面板、密封胶、膨胀螺丝等。
（1）吊顶龙骨用量计算吊顶龙骨用量计算公式为：吊顶龙骨用量 = 吊顶面积× 龙骨间距龙骨间距是指龙骨之间的距离，一般有200mm、300mm、400mm等。
（2）吊顶面板用量计算吊顶面板用量计算公式为：吊顶面板用量 = 吊顶面积× 面板厚度× 面板宽度面板厚度是指吊顶面板的厚度，面板宽度是指吊顶面板的宽度。
（3）密封胶用量计算密封胶用量计算公式为：密封胶用量 = 吊顶面积× 密封胶宽度密封胶宽度是指密封胶在吊顶边缘的宽度。
（4）膨胀螺丝用量计算膨胀螺丝用量计算公式为：膨胀螺丝用量 = 吊顶面积× 螺丝间距螺丝间距是指膨胀螺丝之间的距离。
3. 吊顶施工人工费计算吊顶施工人工费包括施工人员工资、保险、福利等。
人工费计算公式为：人工费 = 吊顶面积× 人工费单价人工费单价是指每平方米吊顶的人工费用。
三、吊顶安装工程量注意事项1. 吊顶设计要求在计算吊顶安装工程量之前，应仔细阅读吊顶设计图纸，了解吊顶的设计要求，包括吊顶形状、尺寸、材料、颜色等。
2. 吊顶施工工艺根据吊顶设计图纸和施工规范，确定吊顶施工工艺，如吊顶龙骨安装、吊顶面板安装、密封胶涂抹等。
3. 材料损耗在计算吊顶材料用量时，应考虑材料损耗，一般损耗率为5%-10%。
螺钉的抗拉强度
螺钉的抗拉强度（实用版）目录1.螺钉的抗拉强度概念2.螺钉的抗拉强度与材料和热处理工艺的关系3.螺钉的抗拉强度与螺钉长短的关系4.如何计算螺钉的最小抗拉强度5.举例说明 M5×8 不锈钢螺钉的抗拉强度正文一、螺钉的抗拉强度概念螺钉的抗拉强度，又称为强度极限，是指材料在拉断前所能承受的最大应力值。
当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力会重新提高，此时的变形虽然发展很快，但只能随着应力的提高而提高，直至应力达到最大值。
此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂。
二、螺钉的抗拉强度与材料和热处理工艺的关系螺钉的抗拉强度与螺钉的材料和热处理工艺密切相关。
不同的材料具有不同的强度极限，而不同的热处理工艺则会影响材料的内部结构，从而影响其抗拉强度。
一般来说，抗拉强度高的螺钉使用在要求较高的场合，而抗拉强度低的螺钉则使用在要求较低的场合。
三、螺钉的抗拉强度与螺钉长短的关系螺钉的抗拉强度与螺钉的长度没有直接关系。
因为抗拉强度是以单位面积承受的力来计算的，而螺栓通长的截面积都一样，所以螺丝抗拉强度与螺丝长短没有关系。
但是，螺丝抗弯强度与螺丝长短有直接关系。
在计算时，这两个强度要同时校核，不能只校核其中一个。
四、如何计算螺钉的最小抗拉强度计算螺钉的最小抗拉强度，需要知道螺钉的材料、直径、长度和热处理工艺等信息。
根据这些信息，可以查阅相关的材料强度手册，找到相应的抗拉强度值。
如果需要计算两个法兰间的力，可以将已知的力除以法兰面积的平方，得到每个法兰所需要的抗拉强度。
五、举例说明 M5×8 不锈钢螺钉的抗拉强度以 M5×8 不锈钢螺钉为例，根据相关的材料强度手册，可以查到其抗拉强度一般在 800-1000MPa 之间。
8螺栓强度等级
3、高碳钢 C%>0.45%。目前市场上基本没使用
4、合金钢：在普碳钢中加入合金元素，增加钢材的一些特殊性能：如 35、40 铬钼、SCM435，
10B38。芳生螺丝主要使用 SCM435 铬鉬合金钢，主要成分有 C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。
（二）不锈钢。性能等级：45，50，60，70，80
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。
4、对外螺纹来说，1A 和 2A 级有一个配合公差，3A 级没有。1A 级公差比 2A 级公差大
22-32 32-39
公称屈服强度 Mpa 640 900
伸长率
12 9 14
一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的， X*100=此螺栓的抗拉强度， X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度 （因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10） =============== 如 4.8 级 则此螺栓的 抗拉强度为：400MPa 屈服强度为：400*8/10=320MPa ================= 另：不锈钢螺栓通常标为 A4-70，A2-70 的样子，意义另有解释
层的控制。
3、镍（Ni）：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳
定的热处理效果，减小氢脆的作用。
4、铬（Cr）：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利于高温下保持强
度。
5、钼（Mo）：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，对提高高温下的抗拉
压力容器设计中螺栓（柱）和螺母的正确选用研究
压力容器设计中螺栓（柱）和螺母的正确选用研究发布时间：2021-01-25T10:57:54.837Z 来源：《基层建设》2020年第26期作者：张勇[导读] 摘要：压力容器在具体设计期间，螺栓（柱）与螺母选用正确性较为关键，对压力容器总体设计效果影响极大。
淄博太极工业搪瓷有限公司山东省淄博市 256400摘要：压力容器在具体设计期间，螺栓（柱）与螺母选用正确性较为关键，对压力容器总体设计效果影响极大。
若不加以把控，正确且科学地选定螺栓（柱）与螺母，则必将会无法保证压力容器经设计完成后可维持可靠稳定的运行状态。
鉴于此，本文主要围绕着设计压力容器当中螺栓（柱）及螺母正确选用开展深入地研究和探讨，期望可以为后续更多技术专家和学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。
关键词：螺栓（柱）；螺母；压力容器；设计；正确选用前言设计压力容器，其属于较为复杂的一项工作，螺栓（柱）及螺母正确选用属于重要节点，通过螺栓（柱）及螺母正确选用，能够增加压力容器内部各个元件实际匹配度，便于更好地保证压力容器总体的设计效果。
因而，综合分析设计压力容器当中螺栓（柱）及螺母正确选用，有着一定的现实意义和价值。
1 选用承压式螺栓（柱）和螺母层面 1.1 在配套选用层面选定承压螺栓（柱）期间，通常会选定40MnVB、35、35CrMoA、40MnB，其所配套螺母需选定好厚型专用的螺母，其含有着SH3404-1996的一种2型螺母及HG/T20634-2009类型专用的一种螺母。
满足相应条件后，可选定商品级螺栓及GB/T6170-2015六角Ⅰ型螺母。
常用商品性质承压螺栓，大部分是6.8级、8.8级。
压力容器实践设计期间，使用承压螺栓（柱）和配套螺母选定有着较为详细规定，调质状态需选定螺母用钢，回火的温度需高于螺栓组合钢实际回火温度。
结合容器标准法兰及其管法兰相应配套的螺栓，与现行标准相结合予以有效选定；压力容器类法兰，应结合NB/T47027-2012现行标准实施螺栓科学选定，选定专用性质厚型的螺母[1]；HG/T20615-2009的管法兰，其螺栓（柱）依照着HG/T20634-2009实施合理地选定，螺母则结合公称实际压力可比的CLass150大小及其介质可否属于易爆及有毒的，配垫片为非金属性质材料的垫片；选定六角的I型螺母，其可否实专用性质螺母。
六年级数学计量必背知识点
六年级数学计量必背知识点计量是数学中一个重要的分支，用来度量物体的长度、面积、体积、重量等。
在六年级数学学习过程中，有一些计量的知识点是必须要掌握和背诵的。
本文将介绍六年级数学计量必背知识点，帮助同学们有效地学习和记忆。
一、长度计量1. 常用长度单位：厘米、米、千米。
其中，1千米=1000米，1米=100厘米，1厘米=10毫米。
2. 长度换算：- 毫米与厘米的换算：1毫米=0.1厘米；- 厘米与米的换算：1厘米=0.01米；- 米与千米的换算：1千米=1000米。
3. 精确测量长度时，应使用尺、卷尺等工具，并注意读数的准确性和合理估算。
1. 面积的概念：面积是一个平面内部的表面大小。
2. 常用面积单位：平方厘米、平方米、平方千米。
其中，1平方米=10000平方厘米，1平方千米=1000000平方米。
3. 面积的换算：- 平方厘米与平方米的换算：1平方厘米=0.0001平方米；- 平方米与平方千米的换算：1平方千米=1000000平方米。
4. 计算面积的基本方法：- 长方形面积的计算公式：面积 = 长 ×宽；- 正方形面积的计算公式：面积 = 边长 ×边长；- 三角形面积的计算公式：面积 = 底 ×高 ÷ 2；- 圆形面积的计算公式：面积= π × 半径 ×半径（其中π取3.14）。
1. 体积的概念：体积是一个立体空间的大小。
2. 常用体积单位：立方厘米、立方米、立方千米。
其中，1立方米=1000000立方厘米，1立方千米=1000000000立方米。
3. 体积的换算：- 立方厘米与立方米的换算：1立方厘米=0.000001立方米；- 立方米与立方千米的换算：1立方千米=1000000000立方米。
4. 计算体积的基本方法：- 长方体体积的计算公式：体积 = 长 ×宽 ×高；- 正方体体积的计算公式：体积 = 边长 ×边长 ×边长；- 圆柱体体积的计算公式：体积= π × 半径 ×半径 ×高（其中π取3.14）。