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标准件选用手册版解读

标准件选用手册

目次

1紧固件产品分类…………………………………………………………………………………………………1

1.1按大类分………………………………………………………………………………………………………1

1.2螺栓连接的分类………………………………………………………………………………………………1

1.2.1按受力形式分类……………………………………………………………………………………………1

1.2.2根据安装状态分类…………………………………………………………………………………………1

1.2.3按产品等级分类……………………………………………………………………………………………2

1.3按采用产品的螺纹分类………………………………………………………………………………………2

1.4按螺栓材料与性能等级分类…………………………………………………………………………………2

1.5高强度螺栓简单分类…………………………………………………………………………………………2

2紧固件常用螺纹…………………………………………………………………………………………………2

2.1基本尺寸………………………………………………………………………………………………………2

2.2普通螺纹公差与配合的选用…………………………………………………………………………………2

2.3普通螺纹的标记………………………………………………………………………………………………5

2.4自攻（含锁紧）螺钉用螺纹、螺杆螺纹……………………………………………………………………5

2.4.1自攻螺钉用螺纹……………………………………………………………………………………………5

2.4.2自攻锁紧螺钉的螺杆粗牙普通螺纹系列………………………………………………………………6

3紧固件的机械性能………………………………………………………………………………………………6

3.1螺栓、螺钉、螺柱的机械性能……………………………………………………………………………6

3.1.1适用范围……………………………………………………………………………………………………6

3.1.2螺栓、螺钉、螺柱的性能等级……………………………………………………………………………6

3.1.3材料和热处理、回火温度…………………………………………………………………………………6

3.1.4螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能……………………………………………………………………7

3.1.5粗牙螺纹最小拉力载荷……………………………………………………………………………………8

3.1.6粗牙螺纹保证载荷…………………………………………………………………………………………9

3.1.7细牙螺纹最小拉力载荷……………………………………………………………………………………10

3.1.8细牙螺纹保证载荷…………………………………………………………………………………………11

3.2螺母（粗牙、细牙）的机械性能……………………………………………………………………………12

3.2.1适用范围…………………………………………………………………………………………………12

3.2.2螺母粗牙螺纹的性能等级………………………………………………………………………………12

3.2.3螺母细牙螺纹的性能等级………………………………………………………………………………17

3.3自攻螺钉……………………………………………………………………………………………………20

3.3.1金相与硬度…………………………………………………………………………………………………20

3.3.2机械性能……………………………………………………………………………………………………21

3.4抽芯铆钉………………………………………………………………………………………………………21

3.4.1机械性能等级………………………………………………………………………………………………21

3.4.2机械性能……………………………………………………………………………………………………22

3.5蝶形螺母保证扭矩…………………………………………………………………………………………22

4紧固件的连接方式选用………………………………………………………………………………………22

4.1紧固件的连接特性及基本要求………………………………………………………………………………22

4.1.1紧固件连接的受力和传力方式……………………………………………………………………………22

4.1.2紧固件连接的失效形式……………………………………………………………………………………23

4.1.3紧固件连接设计的基本要求………………………………………………………………………………23

4.2螺栓连接的预紧………………………………………………………………………………………………23

4.2.1预紧的目的…………………………………………………………………………………………………23

4.2.2预紧力的确定………………………………………………………………………………………………23

4.2.3拧紧力矩……………………………………………………………………………………………………24

4.2.3.1拧紧力矩的计算…………………………………………………………………………………………24

4.2.3.2紧固件的拧紧扭矩………………………………………………………………………………………24

4.2.4预紧力的控制方法…………………………………………………………………………………………27

4.3螺纹连接的防松………………………………………………………………………………………………27

5紧固件的选用原则………………………………………………………………………………………………27

5.1正确选择紧固件的外形………………………………………………………………………………………27

5.2选用适合的精度等级…………………………………………………………………………………………28

5.3选择适用的紧固件材料………………………………………………………………………………………28

5.4选用合适的表面处理方法……………………………………………………………………………………29

6标准件选用范围及标注…………………………………………………………………………………………29

6.1标准件分类……………………………………………………………………………………………………29

6.2标准件明细……………………………………………………………………………………………………29

6.3标准件的选用范围……………………………………………………………………………………………29

前言

2009版“紧固件选用手册”，自发布实施以来，规范了要求，减少了品种规格，为公司产品质量的提高和降低成本起到积极的推动作用。

随着公司产品平台的扩大以及标准件标准的更新，原手册已不能满足目前设计及开发的需要，特对《紧固件选用手册》进行了修订。

主要修订内容如下：

1）更改手册名称为《标准件选用手册》，增加了标准件的分类，并明确公司所用标准件包括紧固件、密封件、轴承三大类；

2）对标准件选用范围及标注示例的列表格式进行了调整，从原来的一个总表更改为按其类别及具体内容的不同分别列表；

3）对原手册所涉及的标准有效性进行确认，同时新增了部分标准件，并对原手册选用范围及标注示例进行了完善；

4）增加了紧固件产品分类、选用方法等内容；

5）突出显示了在满足设计要求情况下，优先选用的标准件，在表36～表60中以涂红的方式表示。

该选用手册主要内容包括紧固件的产品分类、常用螺纹、机械性能、连接方式、选用原则；以及标准件选用范围及标注。

手册编写难免有误，望使用人员提出宝贵意见。

本手册由重庆长安跨越车辆有限公司技术中心归口。

本手册起草单位：

重庆长安跨越车辆有限公司技术中心手册编写由技术中心提出。

主要编写人：

杨宏艳、寮丽华、钟华玉

批准：

陈挺

1紧固件产品分类

1.1按大类分

1）螺栓：

螺栓是由各种形状头部与带螺纹的杆部组成的紧固件，需与螺母配套使用。

2）螺柱：

又称双头螺栓，是一个全螺纹杆或中间无螺纹的杆。

多用于被连接件很厚，又需经常拆装的场合。

3）螺钉：

又称机螺钉或螺丝，主要特征是头部制成一字槽或十字槽，用于一个零件很厚，又不需经常拆装的场合，或单向旋紧的场合。

4）螺母：

是配合螺栓（或螺钉、螺柱）作连接用的一类带螺孔状紧固件。

5）自攻螺钉：

主要用于薄金属板同非金属材料的紧固连接，也可用于非金属板之间的连接

6）垫圈：

是配合螺栓、螺钉和螺母使用的紧固件。

按用途可分三种：

衬垫用、防松用和密封用。

7）挡圈：

主要用途是将零件在轴上可孔中定位、锁紧可止退。

8）木螺钉：

木螺钉的头部与螺栓、螺钉基本相同，杆部是专用木螺钉螺纹，用于一般金属零件与木质器材之间的紧固连接。

9）铆钉：

主要用于不白拆卸的连接紧固中。

可分为实心、空心和半空心三种类型。

10）销：

是一种光杆定位件。

主要用于定位连接与防松，还可作为装置中的过载剪断件，起到保护主机部件安全的作用。

11）组合件：

是将螺栓或螺钉、弹簧垫及平垫，组合成一体，构成在紧固前不会脱落而又相互松动的组合件，其特点是便于进行自动化装配，可提高装配效率和装配质量。

12）焊钉与其他件：

焊钉是采用电弧焊方法，把它的一端焊接在各种土木建筑工程中结构上的一类紧固件，用作抗剪件、埋设件或锚固件等。

其他件包括尚未纳入国家标准的行业件或企业标准且很有推广价值的紧固件，如：

膨胀螺栓、特殊件、专用件、钢丝螺套防松紧固件等。

1.2螺栓连接的分类

1.2.1按受力形式分类

1）受拉螺栓连接：

受拉螺栓连接就是螺栓沿轴方向传力的连接。

其载荷沿螺栓轴线作用，靠螺栓拉伸传力，与螺母旋合的螺纹参与受力。

2）受剪螺栓连接：

受剪螺栓连接是所传载荷垂直于螺栓轴线，靠螺栓杆剪切和挤压传力。

3）受拉受剪连接：

所传载荷为受拉和受剪螺栓的综合。

1.2.2按安装状态分类

1）有预紧力螺栓连接：

安装时螺栓螺母要拧紧，要预加不至于松开的力，以保证其紧固，多数连接属于此类连接。

2）无预紧力螺栓连接：

安装时螺母不拧紧，在承受工作载荷时螺栓才受力，应用范围小，如起重吊钩、悬挂螺栓等。

3）按产品精度和结构形状分类。

1.2.3按产品等级分类

螺栓分为A、B、C三个等级，A级最精确。

1.3按采用产品的螺纹分类

一般采用普通螺纹，GB/T192～GB/T197-2003分为粗牙和细牙。

粗牙螺纹的牙接触有高度，抗磨损能力强，不易滑扣。

细牙螺纹的自锁性能好，螺栓杆部强度高，有利于承受冲击、振动和变载。

1.4按螺栓材料与性能等级分类

螺栓材料应用最广的是低碳钢和碳钢，对于受冲击、振动、变载的螺栓，采用合金钢，有特殊要求时，采用不锈钢、铝合金、铜合金及钛合金等。

国家标准规定用碳素钢、合金钢螺栓按机械性能分为3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个强度等级。

6.8级以下的螺栓用低碳钢或中碳钢制造，不经热处理；8.8-10.9级螺栓用中碳钢可低碳合金钢并经热处理；12.9级螺栓用合金钢并经热处理。

1.5高强度螺栓简单分类

一种新型钢结构连接形式，它具有施工简便，可拆、换、受力好，耐疲劳，不松动，较安全等优点。

高强度螺栓连接按其受力状况，可以分为摩擦型连接、张拉型连接和承压型连接三种类型。

2紧固件常用螺纹

2.1基本尺寸

普通螺纹直径和螺距见表1。

2.2普通螺纹公差与配合的选用

螺纹的配合，不仅决定于公差带的选用，而且决定螺纹的旋合长度。

螺纹公差带按短、中、长三组旋合长度给出了精密、中等、粗糙三种精度，选用时可按下述原则考虑：

精密：

用于精密螺纹，当要求配合性质变动较小时采用；

中等：

用于一般中等精度的螺纹；

粗糙：

用于对精度要求不高的螺纹。

螺纹的旋合长度见表2，螺纹公差带的选用见表3和表4

内、外螺纹公差带的选用，可以任意组合。

为了保证足够的接触，完工后的零件最好组合成H/g，H/h或G/h的配合。

对直径小于1.4mm的螺纹副，应采用5H/6h或更精密的配合。

表1普通螺纹直径和螺距系列mm

公称直径d

螺距P

第一系列

第二系列

第三系列

粗牙

细牙

1

1.1

0.25

0.2

1.2

1.4

0.3

1.6

1.8

0.35

2

0.4

0.25

2.2

0.45

2.5

0.35

3

0.5

3.5

（0.6）

4

0.7

0.5

4.5

（0.75）

5

0.8

5.5

6

7

1

0.75

8

1.25

1，0.75

9

1.25

10

1.5

1.25，1，0.75

11

（1.5）

1，0.75

12

1.75

1.5，1.25，1

14

2

1.5，（1.25），1

15

1.5，

（1）

16

2

1.5，1

17

1.5，

（1）

20

18

2.5

2，1.5，1

22

24

3

2，1.5，1

25

2，1.5，1

26

1.5

27

3

2，1.5，1

28

2，1.5，1

30

3.5

（3），2，1.5，1

32

2，1.5，1

33

3.5

（3），2，1.5

35

1.5

36

4

3，2，1.5

38

1.5

注：

1.优先选用第一系列，第三系列尽可能不用。

2.括号内的尺寸尽可能不用。

3.M14×1.25仅用于火花塞，M35×1.5仅用于滚动锁紧螺母。

表2常用螺纹旋合长度mm

公称直径

D，d

螺距

P

旋合长度

S（短）

N（中）

L（长）

＞

≤

≤

＞

≤

＞

2.8

5.6

0.35

0.5

0.6

0.7

0.75

0.8

1

1.5

1.7

2

2.2

2.5

1

1.5

1.7

2

2.2

2.5

3

4.5

5

6

6.7

7.5

3

4.5

5

6

6.7

7.5

5.6

11.2

0.75

1

1.25

1.5

2.4

3

4

5

2.4

3

4

5

7.1

9

12

15

7.1

9

12

15

11.2

22.4

1

1.25

1.5

1.75

2

2.5

3.8

4.5

5.6

6

8

10

3.8

4.5

5.6

6

8

10

11

13

16

18

24

30

11

13

16

18

24

30

22.4

45

1

1.5

2

3

3.5

4

4.5

4

6.3

8.5

12

15

18

21

4

6.3

8.5

12

15

18

21

12

19

25

36

45

53

63

12

19

25

36

45

53

63

表3内螺纹推荐公差带的选用

精度

公差带位置G

公差带位置H

S

N

L

S

N

L

精密

—

—

—

4H

5H

6H

中等

（5G）

6G

（7G）

5H

6H

7H

粗糙

—

（7G）

（8G）

—

7H

8H

注：

带括号者尽可能不采用。

大量生产的精制紧固件螺纹，推荐采用带方框的公差带

表4外螺纹推荐公差带的选用

精度

公差带位置e

公差带位置f

公差带位置g

公差带位置h

S

N

L

S

N

L

S

N

L

S

N

L

精密

—

—

—

—

—

—

—

（4g）

（5g4g）

（3h4h）

4h

（5h4h）

中等

—

6e

（7e6e）

—

6f

—

（5g6g）

6g

（7g6g）

（5h6h）

6h

（7h6h）

粗糙

—

（8e）

（9e8e）

—

—

—

—

8g

（9g8g）

—

—

—

注：

带括号者尽可能不采用。

大量生产的精制紧固件螺纹，推荐采用带方框的公差带

2.3普通螺纹的标记

完整的螺纹标记由螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号及其他有必要做进一步说明的个别信息组成。

——螺纹特征代号：

用“M”表示;

——尺寸代号：

单线螺纹为“公称直径×螺距”（粗牙螺纹的螺距不标注）；多线螺纹为“公称直径×Ph导程P螺距”，如果需进一步表明多线螺纹的线数，可在后面括号内用英语说明。

例如：

M10——表示公称直径为10mm，螺距1.5mm的单线粗牙普通螺纹；

M10×1——表示公称直径为10mm，螺距1mm的单线细牙普通螺纹；

M16×Ph3P1.5或M16×Ph3P1.5——表示公称直径为16mm、螺距为1.5mm、导程为3mm的双线

普通螺纹

——公差带代号：

由中径和顶径公差所组成，中径公差代号在前，顶径公差带代号在后。

如果中径公差带代号和顶径公差带代号相同，则应只标注一个公差带代号。

螺纹尺寸代号与公差带间用“-”分开，下列情况下，中等公差精度螺纹不标注其公差代号。

内螺纹：

5H（公称直径≤1.4mm时）、6H（公称直径≥1.6mm时）

外螺纹：

6h（公称直径≤1.4mm时）、6g（公称直径≥1.6mm时）

例如：

M10×1-5g6g——表示中径公差带为5g、顶径公差带为6g的细牙外螺纹

M10×1-5H6H——示中径公差带为5H、顶径公差带为6H的细牙内螺纹

M10—表示中径和顶径公差带为6g（或6H）的粗牙外螺纹（或内螺纹）

标记内有必要说明的其他信息包括螺纹的旋合长度和旋向。

——旋合长度：

包括短旋合长度（代号S）、中等旋合长度（代号N）、长旋合长度（代号L），宜在公差带代号后分别标注代号，旋合长度代号与公差带间用“-”号分开。

中等旋合长度（代号N）不标注。

——旋向：

左旋螺纹应在旋合长度代号之后标注“LH”代号。

旋合长度代号与旋向代号间用“-”号分开。

右旋螺纹不标注旋向代号。

例如：

M8×1-5g6g-S-LH——表示公称直径为8mm，螺距为1mm的单线细牙普通螺纹，其中径和顶径

公差带代号为5g6g，旋合长度代号为S，左旋。

M10——螺纹为中等精度，其中公差带代号为6g或6H，旋合长度代号为N

2.4自攻（含锁紧）螺钉用螺纹、螺杆螺纹

2.4.1自攻螺钉用螺纹

自攻螺钉多用于薄的金属板，如钢板、铝板或铝合金板等之间连接。

自攻螺钉螺纹表面的硬度较高，一般要求达到≥45HRC，特点是螺距尺寸大于普通螺纹，螺纹升角也较大，丝底为一平面。

自攻螺钉用螺纹规格的标记用符号“ST”和螺纹大径（公称值）的“毫米数值”表示，“单位”不标出。

例：

ST3.5

2.4.2自攻锁紧螺钉的螺杆粗牙普通螺纹系列

自攻锁紧螺纹的最大特点是螺杆的轴向截面，具有各自成120°方向的弧形截面螺纹的螺杆。

它的整个螺纹也是普通米制螺纹，它的引用端dp小于螺孔底径，以便顺入工件的内螺纹孔。

拧入工件后，由于其旋入的力量，使螺纹产生塑性变形，使三角形凸出部分的金属挤入三角形凹入部分，使螺钉外螺纹和内螺纹牢固的锁紧，达到了防松的目的。

3紧固件的机械性能

3.1螺栓、螺钉、螺柱的机械性能

3.1.1适用范围

适用于由碳钢和合金钢制造，环境温度为10℃～35℃条件下进行试验时，粗牙螺纹M1.6～M39、细牙螺纹M8×1～M39×3的螺栓、螺钉和螺柱机械性能。

不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件。

3.1.2螺栓、螺钉、螺柱的性能等级

性能等级的标记代号由两部分数字组成：

第一部分数字表示公称抗拉强度的1/100；

第二部分数字表示公称屈服点（σS）或公称规定非比例伸长应力（σP0.2）与公称抗拉强度（σb）比值（屈强比）的10倍。

3.1.3材料和热处理、回火温度见表5。

表5材料的性能等级、热处理和回火温度

性能等级

材料和热处理

回火温度（℃min）

3.6

碳钢

—

4.6

—

4.8

5.6

—

5.8

6.8

8.81）

低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火

或中碳合金钢，淬火并回火

425

9.8

低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火

或中碳合金钢，淬火并回火

425

10.92）

低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火

340

表5（续）

性能等级

材料和热处理

回火温度

℃min

10.9

中碳钢，淬火并回火

或低、中碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火

或合金钢淬火并回火

425

12.9

合金钢3），淬火并回火

380

1）为保证良好的淬透性，螺纹直径超过20mm的紧固件，需采用对10.9级规定的钢。

2）10.9级应符合表2对10.9级规定的所有性能，而较低的回火温度对其在提高温度的条件下，将造成不同程度的应力削弱。

3）该性能等级的材料应具有良好的淬透性，以保证紧固件螺纹截面的芯部在淬火后、回火前获得约90%的马氏体组织。

3）合金钢至少含有以下元素中的一种元素，其最小含量为：

铬0.30%；镍0.30%；钼0.20%；钒0.10%。

3.1.4螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能见表6

表6螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能

机械和物理性能

性能等级

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

6.8

8.81）

9.82）

10.9

12..9

d≤163）

mm

d＞163）

mm

公称抗拉强度σb公称，N/mm2

300

400

500

600

800

900

1000

1200

最小抗拉强度σbmin4）nN/mm2

330

400

420

500

520

600

800

830

900

1040

1220

维氏硬度HV

F≥98N

min

95

120

130

155

160

190

250

255

290

320

385

max

220

250

320

335

360

380

435

布氏硬度HB

F＝30D2

min

90

114

124

147

152

181

238

242

276

304

366

max

209

238

304

318

342

361

414

洛氏硬度HR

min

HRB

52

67

71

79

82

89

—

—

—

—

—

HRC

—

—

—

—

—

—

22

2