常用紧固件选型设计45(VIP)PPT课件
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≤M39 ≤M39 —— ≤M39 ≤M16
——
—— ＞16 ≤M39
≤M16 —— ≤M39
注：一般说来，性能等级较高的螺母，可以替换性能等级较低的螺母。螺栓-螺母组合件的应力高于螺栓 的屈服强度或保证应力是可行的。
6、材料选用
性能等级
3.6 4.6 4.8 5.6
5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
螺栓、螺钉、螺柱和螺母设计选用
• 1、螺栓直径的计算 • 螺纹都是使用预紧联接，受力有以下三种
情况：
• ①、复合载荷（轴向载荷P和横向载荷R）
P 2
P 2
P∑
R
R
P
P
2
2
• 当螺栓预紧力在联接结合面处处产生的摩 擦力不足以克服联接件受的横向力时，螺
栓按复合载荷计算。
•
4 P23R0.5P2
d2
lp
lp
s
n
pk0kcp
n— 安 全 系 数 。 当 控 制 预 紧 力 时 μ=1.25 ～ 1.5 ； 不 控 制 预 紧 力 时 ， n 查表1得。
K0—螺栓的预紧系数。查表2得。 Kc—螺栓的相对刚度系数。查表3 得。 P∑—螺栓的总轴向拉力,N。 d—螺栓直径,mm。 σs—材料屈服极限，Mpa。
回火温度 0c min
——
—— 425 425 425 380
•
螺母的材料选用
性能等级
化学成分
456
——
C(max) 0.50
Mn(min) ——
P(max) 0.060
89
04
0.58
0.25
0.060
10
05
0.58
0.30
0.048
12
——
0.58
0.45
0.048
注：为改善螺母的机械性能，必要时可增加合金元素。
紧固件选型计算
授课：大山 时间：4.5
总则
• 1、选用标准件时，应优先选用国家标准 。 • 2、非标准件在设计时应优先选用已有的基准车
型的非标准件 。 • 3、轴类衬套选用的材料一般为Q235钢 。 • 4、表面处理:其颜色种类不宜过多，一般为2～3
种。 • 5、热处理：在满足设计强度要求的基础上，尽
f.六角形螺母
• b.六角Leabharlann Baidu螺栓
g.发兰面带磨盘齿螺母
• c.内六角螺钉
h.发兰面自锁螺母
• d.十字槽螺钉
I.开槽螺母
• e.自攻螺钉
4、螺栓、螺母强度等级的表示方法
• 螺栓性能等级的标记代号由两部分组成
• 如：8 . 8
•
•
公称屈服点（σs）与公称抗拉强度（σb）比值的10倍
•
公称抗拉强度（σb）的1/100
5、螺栓、螺钉、螺柱和螺母选配
螺母性能等级
相配的螺栓、螺钉和螺栓
Ⅰ型
螺母
Ⅱ型
性能等级
螺纹规格范围
螺纹规格范围
4
3.6 4.6 4.8
＞M16
＞M16
——
5
3.6 4.6 4.8
≤M16
5.6 5.8
≤M39
6
6.8
≤M39
8
8.8
≤M39
9
9.8
≤M16
10
10.9
≤M39
12
12.9
≤M39
≤M39
量采用强度较低的性能等级，防止出现脆断现象。
螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
•
2、螺钉联接
用于通孔,损坏后容 易更换。
用于联接件很少 拆卸的盲孔。
3、双头螺柱联接
4、紧定螺钉联接
用于被联接件需 经常拆卸的肓孔。
用以固定两零件 的相对位置。
螺纹防松方法
• 1、增大摩擦力 ： • 如弹簧垫圈 、锁紧螺母 、齿形锁紧垫圈 • 2、机械方法 ： • 开槽螺母 、双联止动垫圈 、止动垫圈 • 3、粘合法 ：
常用螺栓、螺钉、和螺柱的材料选用
材料和热处理
化学成分
C
P
S
max max
min max
碳钢
—— 0.20 0.05 0.06 —— 0.55 0.05 0.06
B max
0.003
0.003
中碳钢，淬火并回火 中碳钢，淬火并回火 中低碳合合金钢，淬火并回火 合金钢,淬火并回火
0.25 0.55 0.035 0.035 0.003 0.25 0.55 0.035 0.035 0.003 0.20 0.55 0.035 0.035 0.003 0.28 0.50 0.035 0.035 0.003
Ko值
紧固
静载荷 变载荷
1.2～2.0 2.0～4.0
紧密
软垫 金属成型垫 金属平垫
1.5～2.5 2.5～3.5 3.0～4.5
• 表3 螺栓的相对刚度系数Kc值
联接型式
连杆螺栓 钢板联接+金属垫（或无垫）
Kc值
0.2 0.2～0.3
表4 预紧联接结合面的摩擦因数μ值
被联接件
表面状态
μ值
钢或铸铁零件 钢结构
• 两部分数字的乘积为公称屈服点的1/10
• 螺母性能等级的标记代号： • 公称高度≥0.8D螺母，用螺栓性能等级标记的第
一部分数字标记，该螺栓应为可与该螺母相配螺 栓中性能等级最高的。
• 公称高度≥0.5D而<0.8D的螺母，由两位数字标记， 如：04
• 第一位数字表示其承载能力比淬硬芯棒测出的承 载能力要小，第二位数字表示公称应力的1/100。
表1 预紧联接螺栓的安全系数n值（不控制预紧力）
钢种
碳钢 合金钢
M6～ M16
4～3 5～4
静载荷 M16～ M30
3～2 4～2.5
M30～ M60
2～1.3 2.5
变载荷
M6～ M16
10～6.5
M16 M30～
～
M60
M30
6.5 6.5~10
7.5～5
5
5～7.5
•
表2 预紧系数KO值
联接情况
S(max) 0.150 0.150 0.058 0.058
②、轴向载荷
d 1.66 p
p
lp
lp
s
n
p
pk0kcp
• d—螺栓直径
• p∑—螺栓的总轴向拉力N • σS—材料的屈服极限，Mpa。 • k0—螺栓的预紧系数。查表2得。 • Kc—螺栓的相对刚度系数。查表3得。 • σlp—许用拉应力，Mpa。 • n—安全系数，当控制预紧力时n=1.2～1.5；不
控制预紧力时，查表1得。
③、横向载荷
• d 1.66 p0 lp
p0
knR
m
p 2
p
lp
s
n
p 2
• P0—所需预紧力，N。 • σlp—许用应力，Mpa。 • Kn—可靠系数，通常取1.1～1.3。 • m—摩擦面数量。
• μ—结合面间的摩擦因数。查表4得。
• d—螺栓直径，mm。
• σs—材料屈服极限，Mpa。
干燥的加工表面 有油的加工表面
喷沙处理 涂覆锌漆 轧制表面，钢丝刷清理浮锈
0.1～0.16 0.06～0.10
0.45～0.55 0.40～0.50 0.30～0.35
2、螺栓长度
• 总长度=被连接件的厚度+垫圈厚度+螺母厚 度+（3～4）倍螺距
3、型号选用
最常用的有以下几种：
• a.法兰面螺栓
——
—— ＞16 ≤M39
≤M16 —— ≤M39
注：一般说来，性能等级较高的螺母，可以替换性能等级较低的螺母。螺栓-螺母组合件的应力高于螺栓 的屈服强度或保证应力是可行的。
6、材料选用
性能等级
3.6 4.6 4.8 5.6
5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
螺栓、螺钉、螺柱和螺母设计选用
• 1、螺栓直径的计算 • 螺纹都是使用预紧联接，受力有以下三种
情况：
• ①、复合载荷（轴向载荷P和横向载荷R）
P 2
P 2
P∑
R
R
P
P
2
2
• 当螺栓预紧力在联接结合面处处产生的摩 擦力不足以克服联接件受的横向力时，螺
栓按复合载荷计算。
•
4 P23R0.5P2
d2
lp
lp
s
n
pk0kcp
n— 安 全 系 数 。 当 控 制 预 紧 力 时 μ=1.25 ～ 1.5 ； 不 控 制 预 紧 力 时 ， n 查表1得。
K0—螺栓的预紧系数。查表2得。 Kc—螺栓的相对刚度系数。查表3 得。 P∑—螺栓的总轴向拉力,N。 d—螺栓直径,mm。 σs—材料屈服极限，Mpa。
回火温度 0c min
——
—— 425 425 425 380
•
螺母的材料选用
性能等级
化学成分
456
——
C(max) 0.50
Mn(min) ——
P(max) 0.060
89
04
0.58
0.25
0.060
10
05
0.58
0.30
0.048
12
——
0.58
0.45
0.048
注：为改善螺母的机械性能，必要时可增加合金元素。
紧固件选型计算
授课：大山 时间：4.5
总则
• 1、选用标准件时，应优先选用国家标准 。 • 2、非标准件在设计时应优先选用已有的基准车
型的非标准件 。 • 3、轴类衬套选用的材料一般为Q235钢 。 • 4、表面处理:其颜色种类不宜过多，一般为2～3
种。 • 5、热处理：在满足设计强度要求的基础上，尽
f.六角形螺母
• b.六角Leabharlann Baidu螺栓
g.发兰面带磨盘齿螺母
• c.内六角螺钉
h.发兰面自锁螺母
• d.十字槽螺钉
I.开槽螺母
• e.自攻螺钉
4、螺栓、螺母强度等级的表示方法
• 螺栓性能等级的标记代号由两部分组成
• 如：8 . 8
•
•
公称屈服点（σs）与公称抗拉强度（σb）比值的10倍
•
公称抗拉强度（σb）的1/100
5、螺栓、螺钉、螺柱和螺母选配
螺母性能等级
相配的螺栓、螺钉和螺栓
Ⅰ型
螺母
Ⅱ型
性能等级
螺纹规格范围
螺纹规格范围
4
3.6 4.6 4.8
＞M16
＞M16
——
5
3.6 4.6 4.8
≤M16
5.6 5.8
≤M39
6
6.8
≤M39
8
8.8
≤M39
9
9.8
≤M16
10
10.9
≤M39
12
12.9
≤M39
≤M39
量采用强度较低的性能等级，防止出现脆断现象。
螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
•
2、螺钉联接
用于通孔,损坏后容 易更换。
用于联接件很少 拆卸的盲孔。
3、双头螺柱联接
4、紧定螺钉联接
用于被联接件需 经常拆卸的肓孔。
用以固定两零件 的相对位置。
螺纹防松方法
• 1、增大摩擦力 ： • 如弹簧垫圈 、锁紧螺母 、齿形锁紧垫圈 • 2、机械方法 ： • 开槽螺母 、双联止动垫圈 、止动垫圈 • 3、粘合法 ：
常用螺栓、螺钉、和螺柱的材料选用
材料和热处理
化学成分
C
P
S
max max
min max
碳钢
—— 0.20 0.05 0.06 —— 0.55 0.05 0.06
B max
0.003
0.003
中碳钢，淬火并回火 中碳钢，淬火并回火 中低碳合合金钢，淬火并回火 合金钢,淬火并回火
0.25 0.55 0.035 0.035 0.003 0.25 0.55 0.035 0.035 0.003 0.20 0.55 0.035 0.035 0.003 0.28 0.50 0.035 0.035 0.003
Ko值
紧固
静载荷 变载荷
1.2～2.0 2.0～4.0
紧密
软垫 金属成型垫 金属平垫
1.5～2.5 2.5～3.5 3.0～4.5
• 表3 螺栓的相对刚度系数Kc值
联接型式
连杆螺栓 钢板联接+金属垫（或无垫）
Kc值
0.2 0.2～0.3
表4 预紧联接结合面的摩擦因数μ值
被联接件
表面状态
μ值
钢或铸铁零件 钢结构
• 两部分数字的乘积为公称屈服点的1/10
• 螺母性能等级的标记代号： • 公称高度≥0.8D螺母，用螺栓性能等级标记的第
一部分数字标记，该螺栓应为可与该螺母相配螺 栓中性能等级最高的。
• 公称高度≥0.5D而<0.8D的螺母，由两位数字标记， 如：04
• 第一位数字表示其承载能力比淬硬芯棒测出的承 载能力要小，第二位数字表示公称应力的1/100。
表1 预紧联接螺栓的安全系数n值（不控制预紧力）
钢种
碳钢 合金钢
M6～ M16
4～3 5～4
静载荷 M16～ M30
3～2 4～2.5
M30～ M60
2～1.3 2.5
变载荷
M6～ M16
10～6.5
M16 M30～
～
M60
M30
6.5 6.5~10
7.5～5
5
5～7.5
•
表2 预紧系数KO值
联接情况
S(max) 0.150 0.150 0.058 0.058
②、轴向载荷
d 1.66 p
p
lp
lp
s
n
p
pk0kcp
• d—螺栓直径
• p∑—螺栓的总轴向拉力N • σS—材料的屈服极限，Mpa。 • k0—螺栓的预紧系数。查表2得。 • Kc—螺栓的相对刚度系数。查表3得。 • σlp—许用拉应力，Mpa。 • n—安全系数，当控制预紧力时n=1.2～1.5；不
控制预紧力时，查表1得。
③、横向载荷
• d 1.66 p0 lp
p0
knR
m
p 2
p
lp
s
n
p 2
• P0—所需预紧力，N。 • σlp—许用应力，Mpa。 • Kn—可靠系数，通常取1.1～1.3。 • m—摩擦面数量。
• μ—结合面间的摩擦因数。查表4得。
• d—螺栓直径，mm。
• σs—材料屈服极限，Mpa。
干燥的加工表面 有油的加工表面
喷沙处理 涂覆锌漆 轧制表面，钢丝刷清理浮锈
0.1～0.16 0.06～0.10
0.45～0.55 0.40～0.50 0.30～0.35
2、螺栓长度
• 总长度=被连接件的厚度+垫圈厚度+螺母厚 度+（3～4）倍螺距
3、型号选用
最常用的有以下几种：
• a.法兰面螺栓