螺纹连接设计简介catia

螺纹连接件的规格及技术要求
2. 螺纹连接件图面表达
⑴形状、尺寸要求 形状、
• 螺纹部分尺寸——主要为螺纹规格及有效长度。 螺纹部分尺寸——主要为螺纹规格及有效长度。 主要为螺纹规格及有效长度
若对螺纹中径公差及表面粗糙度有特殊要求， 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。 则需要标注相关要求。
概述
• • • • •
三角形螺纹——普通螺纹 三角形螺纹——普通螺纹 锥螺纹 管螺纹 ——常用于密封结构 ——常用于密封结构 ——有英制和公制规格 ——有英制和公制规格
⑵常见螺纹形式
梯形螺纹 ——常用于传动机构 ——常用于传动机构 特殊螺纹 ——如接地导电螺纹和防松结构蚴纹 ——如接地导电螺纹和防松结构蚴纹
①产品系列
螺纹连接件的类型
②性能要求
螺纹连接件的类型
⑸六角螺母—MES GB 130 六角螺母—
①产品系列
螺纹连接件的类型
②性能要求-1 性能要求-
螺纹连接件的类型
②性能要求-2 性能要求-
螺纹连接件的规格及技术要求
1. 螺纹连接件的规格
• • • •
螺纹直径——根据标准件系列 螺纹直径——根据标准件系列 螺距 ——分粗牙和细牙两种规格 ——分粗牙和细牙两种规格
尽量不要选用（）内螺距规格 尽量不要选用（）内螺距规格 （）
概述
2. 螺纹连接结构
⑴常用螺纹连接结构形式
Case 1
通过螺栓和螺帽将相关结构连接， 通过螺栓和螺帽将相关结构连接， 其中螺栓和螺帽一般均为标准件。 其中螺栓和螺帽一般均为标准件。
• 为确保螺栓结构的强度，必须保证螺帽的 为确保螺栓结构的强度，
• 光杆部分形状及尺寸——主要为光杆部分外径 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。 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 螺栓头形状及尺寸——标注特殊要求形状及尺
其余按照选定标准件。 寸，其余按照选定标准件。
螺纹连接设计简介
IAT（北京） IAT（北京） 2007-032007-03-28
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 六. 螺纹连接结构的防松 七. 螺纹结构件的加工及其它
概述
1. 螺纹连接的应用
• 螺纹连接 • 焊接 • 粘接 • 铆接 • 其它（如过盈配合） 其它（如过盈配合）
剪切力、螺栓的个数及分布。 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 汽车上较少应用剪力螺栓结构形式，
构形式。 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。 传动轴法兰面螺栓承受剪切力，以传递更大的扭矩。
⑷双头螺柱
但从受力平衡考虑，尽可能兼顾两头的 但从受力平衡考虑， 规格， 规格，
⑸垫圈
• 弹簧垫圈——用于一般的防松结构。 弹簧垫圈——用于一般的防松结构 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 ——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 波形垫圈——用于特殊的防松结构
锁附较不方便，应用于重要部位。 锁附较不方便，应用于重要部位。
①粗牙螺纹规格（GB系列） 系列） 粗牙螺纹规格（GB系列
螺纹规格 螺距 螺纹规格 螺距 M3 0.5 M14/M16 2.0 M3.5 0.6 M18/M20 2.5 M4 0.7 M22 2.5 M5 0.8 M24/M27 3.0 M6/M7 1.0 M30 3.5 M8 1.25 M33 3.5 M10 1.5 M36 4.0 M12 1.75 M30 4.0
件内孔之间为配合形式，一般为过渡配合。 件内孔之间为配合形式，一般为过渡配合。
• 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 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。
杆部与被连接件内孔接触，承受剪切力。 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 螺纹结构的紧固能力及传递力（或力矩）
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） 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。 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 螺纹结构的紧固能力及传递力（或力矩）
向压紧力、接触面之间的摩擦系数、螺栓的个数及分布。 向压紧力、接触面之间的摩擦系数、螺栓的个数及分布。
部规范。 部规范。
概述
• 粗牙螺纹——应用于一般场合，螺纹承载能力小， 粗牙螺纹——应用于一般场合 螺纹承载能力小， 应用于一般场合，
⑶三角形螺纹规格
自锁能力较差，但锁附方便。 自锁能力较差，但锁附方便。
• 细牙螺纹——螺纹承载能力大，自锁能力强，但 细牙螺纹——螺纹承载能力大 自锁能力强， 螺纹承载能力大，
普通六角头螺母——普通螺母，需考虑防松。 普通六角头螺母——普通螺母，需考虑防松。 普通螺母 六角头法兰面螺母——本身有防松效果 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 凸焊螺母——凸焊在支架或板上 自锁螺母——防松用特殊螺母 自锁螺母——防松用特殊螺母
⑵螺母
• 普通螺钉——承载能力小，仅应用于强度等级小的 普通螺钉——承载能力小 承载能力小，
概述
• 为确保螺栓外螺纹完全啮合。在考虑尺寸 为确保螺栓外螺纹完全啮合。
Case 2 内螺纹加工在结构件上（如底 内螺纹加工在结构件上（ ），外螺纹一般为标准件 外螺纹一般为标准件。 座），外螺纹一般为标准件。
公差前提下，一般设定螺栓紧固后内螺纹 公差前提下， 露出长度为1→2个完整螺牙。 露出长度为1→2个完整螺牙。 1→2个完整螺牙
⑴常用连接方式
• 螺纹连接是主要的连接方式，在需要进行折卸及组装的场 螺纹连接是主要的连接方式，
合，只能采用螺纹连接方式。 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 在汽车各系统中广泛应用螺纹连接结构，
接结构进行深入的分析研究，以正确设计螺纹连接结构。 接结构进行深入的分析研究，以正确设计螺纹连接结构。
• 对于非贯通内螺纹，为保证内螺纹的加工 对于非贯通内螺纹，
性，底孔深度应大于螺纹深度2mm以上。 底孔深度应大于螺纹深度2mm以上。 2mm以上
• 为保证内螺纹的承载能力，应设定足够的 为保证内螺纹的承载能力，
内螺纹深度。 内螺纹深度。
内螺纹材质 钢 铸铁 铝合金 粉末冶金 螺纹长度L/螺纹外径 螺纹长度 螺纹外径D 螺纹外径 0.80以上 (目标值1.0) 0.80以上 目标值1.0) 1.0以上 目标值1.25) 1.0以上 (目标值1.25) 1.25以上 (目标值 目标值1.5) 以上 目标值 1.25以上 (目标值 目标值1.5) 以上 目标值
螺纹连接件的类型
1. 螺纹连接件基本类型
• 普通六角头螺栓
⑴螺栓
——普通螺栓，需考虑防松。 ——普通螺栓，需考虑防松。 普通螺栓
• 六角头法兰面螺栓 ——本身有防松效果 ——本身有防松效果 • 凸焊螺栓 ——凸焊在支架或板上 ——凸焊在支架或板上 • 特殊螺栓 ——部分尺寸为非标准件 ——部分尺寸为非标准件 • • • •
• 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， 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。 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 通过螺纹连接结构的研究，
• 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。 合理采用防松结构，以保证系统正常工作。
⑹组合件
• 螺栓组合件——六角头螺栓，弹垫、平垫组合件。 螺栓组合件——六角头螺栓 弹垫、平垫组合件。 六角头螺栓， • 螺母组合件——六角头螺母和弹垫组合件 螺母组合件——六角头螺母和弹垫组合件
螺纹连接件的类型
2. 典型螺纹连接件介绍
⑴普通六角头螺栓—MES GA103 普通六角头螺栓—
①产品系列
螺纹连接件的类型
②性能要求
螺纹连接件的类型
⑵六角头法兰面螺栓—MES GA 106 六角头法兰面螺栓—
①产品系列
螺纹连接件的类型
②性能要求
螺纹连接件的类型
⑶高强度六角头螺栓—MES GA 10 高强度六角头螺栓—
①产品系列
螺纹连接件的类型
②性能要求
螺纹连接件的类型
⑷六角法兰面螺母—MES GB 106
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 对于一般的螺纹连接结构，螺栓的光杆部分（或螺纹部）
接触，之间存在一定的间隙。 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 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）
⑴螺栓主参数
头部形状——六角头和六角头法兰面 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 强度等级——根据标准件
——根据工作条件设定 ——根据工作条件设定
螺纹中径公差等级——根据配合要求 螺纹中径公差等级——根据配合要求 螺纹表面粗糙度 ——根据配合要求 ——根据配合要求 其它事项 ——如导向、 ——如导向、刮漆等要求 如导向
②细牙螺纹规格（GB系列） 系列） 细牙螺纹规格（GB系列
螺纹规格 螺 距1 螺距2 螺距 M8 1.0 — M10 1.0 (1.25) M12 (1.25) 1.5 M14 (1.5) — M16 1.5 — M18 (1.5) — M20 1.5 2.0 M22 (1.5) (2.0) M24 2.0 — M27 (2.0) — M30 2.0 — M33 (2.0) — M36 3.0 — M39 3.0 M30
• 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 除特殊螺纹外，各种螺纹均已标准化，
行应用。 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。 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 特殊螺纹（如接地导电螺纹）为专利项目，
⑶螺钉
场合，可用不同的拧紧工具，作业性良好。 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 自攻螺钉——仅用于承载能力小的场合 仅用于承载能力小的场合，
需加工螺纹，常用于与钣金板或塑胶件配合。 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
根据需要螺纹规格可调整为两头不一致， 根据需要螺纹规格可调整为两头不一致，
• 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 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，
承受结构上的外力（如剪切力）作用，为双向应力状态。 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 对于剪力螺栓结构，螺栓的光杆部分与连接件的内孔接触，
内螺纹完全啮合。在考虑尺寸公差前提下， 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。 1→2个完整螺牙。 个完整螺牙
• 螺帽的高度分为标准型、薄型和加厚型三 螺帽的高度分为标准型、
种，一般采用标准型螺帽。因空间限制场 一般采用标准型螺帽。 合可采用薄型螺帽，但紧固力矩应适当减 合可采用薄型螺帽， 小。厚型螺帽有助于提高螺纹的承载能力， 厚型螺帽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。 在一些强调连接强度的场合采用。