螺紋緊固件設計手冊范本

螺紋緊固件設計手冊螺紋緊固件設計概述螺紋緊固件依據(jù)頭部、桿部、尾部及螺紋形式的不同，有格外多的種類；同時，螺栓/螺母的強度等級及外表處理也是多種多樣的，工程師將依據(jù)需求來選擇、設計緊固件。一個完整的設計，需要進展如下設計校核：1〕螺紋連接軸向預緊力設計計算螺栓規(guī)格及強度等級選擇協(xié)作螺母的等級及內(nèi)螺紋嚙合長度確定螺栓長度確定外表處理選擇頭部形式及裝配空間確認裝配工藝試驗驗證螺紋連接預緊力設計計算螺栓/螺母連接是通過完成裝配后，產(chǎn)生肯定的軸向預緊力，來保證被連接件的固定，或傳遞載荷或密封等功能。在設計選擇螺栓必需確認需要螺栓供給的軸向預緊力的范圍。

/螺母時，對于關鍵的聯(lián)結(jié)部位，首先在確定預緊力時，應考慮以下因素：――最小預緊力滿足功能要求――最大等效應力不超過螺栓的破壞應力---螺栓的應力幅不超過疲乏極限――聯(lián)接體裝配后的變形下面是一些常見的連接形式中，最小軸向預緊力的計算：螺栓的軸向力FKQ通過協(xié)作面產(chǎn)生的靜摩擦力，用以傳遞切向載荷數(shù)量。

FQMY，q為協(xié)作面T：協(xié)作面的摩擦系數(shù)ra:摩擦半徑，對于車輪螺栓為 PCD/2螺栓的軸向力FKP用于供給保證密封所需的壓力F =A?Pkp iPi:密封介質(zhì)的壓強AD:密封面積

1通過協(xié)作面間的摩擦力傳遞載荷防止張開所需的軸向力 FV,在有軸向外力FA作用時，被聯(lián)接件仍留有一壓力FKR。FV=FPA+FKR2軸向外力在螺紋聯(lián)結(jié)體上的分布圖同時還要考慮工作中預緊力的變化△ F:*材料壓陷或松弛，F(xiàn)Z*由于溫度變化,在螺栓和被連接件間產(chǎn)生熱膨脹差導致預緊力發(fā)生變化△Fvth綜合考慮上述全部因素，所需的螺栓最小軸向力FminFmin=F +F +F+AFKQ KP V螺栓規(guī)格及強度等級確定螺栓在裝配擰緊時，處于拉扭符合的應力狀態(tài)，其屈服軸力和破壞軸力都小于單純拉伸時螺栓的載荷。對于承受扭矩法擰緊的連接，螺栓的等效應力最大可到屈服點 90%螺栓能承受的(2)最大軸向預緊力FMZUI與螺紋副的摩擦系數(shù)卩G有關，表1為常用螺栓的保證載荷、最小拉力載荷及允許的最大裝配軸力〔等粗桿螺栓〕 。(2)D2—螺紋中徑D0—G——螺紋副摩擦系數(shù)1螺栓強度等級、保證載荷、最小拉力載荷及允許的最大裝配軸力

〔 等 粗 桿 螺 栓 〕螺紋規(guī)格螺紋規(guī)格強度等級保證載荷〔kN〕11.621.230.4最小拉力載何〔kN〕16.129.238.1允許的最大裝配軸力〔kN〕卩G=0.12M6M88.88.810.910.218.627.3G=0.209.016.524.38.822.731.420.218.110.932.540.829.726.58.833.746.429.626.310.948.160.343.438.68.837.451.633.730.210.953.567.149.544.48.835.549.031.628.210.950.863.646.441.48.848.967.443.038.310.970.087.763.256.38.853.473.748.043.010.976.495.870.563.28.851.170.545.540.610.973.191.666.859.78.866.792.059.152.610.995.5120.086.777.28.872.5100.064.858.110.9104.0130.095.285.3M8X1M10M10XM8X1M10M10X1M10X1.25M12M12X1.25M12X1.5M14M14X1.5用■蚊減小覽絞交丈的叫能性啟儒世饋飯”程圈這促詰繼嗨小螺程欄骨餐合籌織鑿H可證現(xiàn)*可快速丼黃「三強度■冊城焉握紋孔的材蚪相配舎可承燮趣鳴的T作耳境*允連更厚越儺屋*曬僅材料疋易加工*嫌聊増加“堺紋憧乳廡力集中誰小受軸腮|門小*咆專少.標滑當磧樓貝

具有牧姑的輸囪卻節(jié)胞力相廚尺寸F，可MAE大的擴第力堀崔升摘小，可在報小的扭電卜按隔壓墜力.咼吋可性畫播松動準貝有狡藥的攝薦力狐*阿曹勿力町星好建接曹鑿萍尺褂鼻度甘魅紋可里覆近幅桂頭*不昌槍動max依據(jù)螺栓需要供給的最小軸向預緊力，考慮到將要承受的裝配工藝和工具，對可能產(chǎn)生的最大軸向力F 進展max粗略估量，對于扭矩掌握擰緊，max/ max 矩轉(zhuǎn)角掌握擰緊，F(xiàn) max/ max

F F =0.14-0.16；對于扭max/ min；對于扭可能產(chǎn)生的最大軸向力

F 必需小于螺栓裝配時允許的最大裝配軸力 F協(xié)作螺母的等級及內(nèi)螺紋嚙合長度螺紋連接件強度匹配設計原則是，裂， 由于內(nèi)螺紋的破壞

在超擰時失效型式應是螺桿斷不易覺察，且內(nèi)螺紋的損壞帶來的損失較大。螺栓螺釘?shù)膹姸戎饕怯刹牧霞盁崽幚淼墓に嚧蛩?，標準的等級?4.8、56、5.8、8.8、10.9、12.9等［1］。、但內(nèi)螺紋的強度不只是與材料及熱處理的工藝有關，的螺母的強度等級有4、5.、6、8、10、12等［2］ ［3］。、對于螺母的選擇，需要螺母的保證載荷大于螺栓，按

同時還與螺紋連接長度有關。標準2表來選擇。注：性能等級高的螺母可替換性能等級低的螺母。2螺栓/螺母等級匹配注：性能等級高的螺母可替換性能等級低的螺母。螺紋規(guī)格螺栓性能等級螺母性能等級>M163.64.64.84<M163.64.64.85<M395.65.8<M396.86<M398.88<M169.89<M3910.910<M3912.912對于在零件上帶螺紋孔的設計，需要合理的設計螺紋的嚙合長度，以保證裝配螺栓時,內(nèi)螺紋有足夠的強度來匹配。下表是各種內(nèi)螺紋材料所需的最小嚙合長度。材料調(diào)質(zhì)鋼、抗磨硬化鋼低合金鋼、碳素鋼可鍛鑄鐵調(diào)質(zhì)鋼、抗磨硬化鋼低合金鋼、碳素鋼可鍛鑄鐵800N/m2 250HBV400N/m2 120HBV550N/mm180HBV1.0d1.3d0.9d球化鑄鐵500N/m2 170HBV1.0d球化鑄鐵400N/mm(140HBVV1.3d灰鐵250N/m2 180HBV1.3d

3各種內(nèi)螺紋材料所需的最小嚙合長度內(nèi)螺紋〔粗牙〕最小抗拉強度〔硬度HBW1000N/m2315HB)

最小嚙合長度〔螺栓等級不10.9〕0.8d鋁鎂鑄造合金注：對于細牙螺紋，嚙合長度需增加

80HBW60HBW20%。

2.0d(8.8級)2.5d(10.9級)2.7d〔8.8級〕螺栓長度1〕螺栓有效長度不能太短：至少保證完整螺紋伸出螺母件帶有內(nèi)螺紋的，螺栓的長度要保證上一章節(jié)中的嚙合長度。2〕L不能太長：螺栓不與其他零件產(chǎn)生干預。

2-3牙〔倒角不算完整螺紋〕；對于被連接外表處理依據(jù)螺栓/螺母所處的環(huán)境、位置及功能要求，選擇外表處理類別及顏色等。常用類別電鍍鋅電鍍鋅鎳鋅鋁涂覆標準代號銀黃色96H電鍍鋅電鍍鋅鎳鋅鋁涂覆標準代號銀黃色96H白銹/黑色銀色黑色銀色黑色銀色黑色耐腐蝕性膜厚〔m摩擦系數(shù)120H白銹/720H紅銹8-15480H紅銹720H紅銹240H紅銹8-15>8>10假設需要，0.12-0.180.12-0.18□適用1.w8.8級的螺栓，w10級的螺母1.W8.8級的螺栓，w10級的特別適用高強度螺栓/螺母180C螺母溫度載荷增加150C適用與鋁材料連接不適用不適用持續(xù)溫度高于100C不適用與鎂材料連接1.2.不適用有導電性要求的零件M6以下的螺栓/螺母及內(nèi)槽螺釘設計規(guī)章依據(jù)緊固件的使用部位及功能要求，按下面的要求進展設計。對于》10.9級高強度螺栓，除非外觀有特別要求，外表處理承受鋅鋁涂覆;對于可視件，除非高強度螺栓，外表處理承受電鍍鋅或電鍍鋅鎳。5各部位緊固件耐腐蝕性要求

鹽霧試驗時間〔小時〕，紅銹車輛部位

一般件 可視件底盤 全部位置如有飛濺或咼溫區(qū)

480發(fā)動機倉〔》發(fā)動機倉〔》100C〕其他位置240480車身外部全部位置240720乘客倉全部位置240480

720720對于可視件，其外觀顏色需考慮與四周顏色的匹配。 與鋁制件或淺色件匹配的零件承受銀色，與黑色塑料或油漆件匹配的承受黑色，如有多種色調(diào)，緊固件承受黑色。對于接地螺釘，為了保證良好的導電性，只能用透亮的鈍化劑。頭部形式及裝配空間螺栓/螺母通常頭部選用六角法蘭面或六角頭，依據(jù)裝配時產(chǎn)生的最大軸向力計算支撐面承受的最大壓應力，不能超出支撐面的抗壓極限。同時需要考慮裝配空間是否足夠。表 6是一般的需求。六角頭對邊寬度HexOpening套筒外徑Socket六角頭對邊寬度HexOpening套筒外徑SocketOD所需空間的直徑SpaceRequired(Diameter)819.1261019.1301320.6331219.1321522.2371422.2361825.4401725.4392131.7481928.6462434.951545mmExample30ihmRequiredSpaceExample30ihmRequiredSpace19.1mmSocketOD10mmHex裝配工藝參數(shù)確實定裝配工藝確定的關鍵兩點：裝配產(chǎn)生的最小軸向預緊力滿足功能要求、最大不能超出螺栓允許的載荷。螺紋緊固件的裝配方法有為扭矩法、扭矩轉(zhuǎn)角法及扭矩率掌握法。扭矩轉(zhuǎn)角法及扭矩率掌握法可以更好的掌握螺栓的裝配軸向力，更高的利用螺栓的強度，但對設備的要求也較高。多用在發(fā)動機或底盤的關鍵連接部位。扭矩法掌握是最為常用的裝配工藝，公式〔FV的關系。

3〕是典型的連接中裝配扭矩M與裝配預緊<一<一clKa >I046P046P+旳**｛帖込+如嚴彳(3)MG/MK――螺紋副/頭下摩擦面安排的力矩，G/K——螺紋副/頭下摩擦面摩擦系數(shù)

M=M+MA G K卩ges 螺栓綜合摩擦系數(shù)，卩A G KP/d2――螺紋螺距/中徑

ges=〔G+K〕/2F表是依據(jù)理論公式計算得到的六角螺栓在不同的摩擦系數(shù)下的允許使用的最大預緊力和最大裝配扭矩。7ISO米制粗牙六角螺栓〔等粗桿〕AbmAbmSUCHFML-Klas?StiwigthGrad；赳IOS胡eitHg總計商“內(nèi)|<柿啊占此卯flemblypihelFiiTflhinWNMrAFirielidFehmowmEighteni啊forque叫ihNm1GT事寓=科$=QJQ&211,1113;0107MG(Jfl18.419.52fl,733.031.0MioQ.WT.4iQje11710.J15J917J010.12B032?30344A012缶=0.11 Q.1?go.oe1殳0.1C5^7.tQ.13!4B.610,0DMfl.810J12.9呀10^143幣7jO110.3112.0紳1I4..51TJJ18.126月3112B.04224-^4419Mi210912.9B.B伽12.9￡.310.912.98J8324PSJ643,4E3.9 503452 441 KJ 648 63277.6 75.■& 74^62.0 flo.e 5flh1dl.O 躺*100.5 104,1 10\Sfi,a10.01179;fl14116.517.025A30.227.941.048040759870.055,962.190.06.49XHh09.013,21悶沖28.4Mfi仲30^366^33S310J12J14.615.5即a?.e34.73S-2X2.435^52廚7Z057,5 S2jb49.37S.544C67-6771t313^1052723L@365362-6392108100146171*019-216.421.C31?37243S3737310812ft11717￡201io11J>24A畑h71&3M1231441331$6g.t<G5s.siu113lets19.327,3J0”,i4“5479S3昭1371601482181(Jh412212^1ft.O2M29.8艸aa0710110214&1T512.$9H.923B37&11.914.014.150724.234,350.358.9bfl100116117172201187274Ml1..：_15.515,0229孤日ae.o56.B7B11012S1301912232073Q43M8ISO米制細牙六角螺栓〔等粗桿〕Abm.Abm.Siz?UBFest-KlacfiASlnngibGrid*a.Bw.s12JMontagevorspannkrafte^Assemblyprelo^￡i土町kNfur=AnaehdrehmomenteiTight&nitorqueinNm仙心-.叱-U9XIM10M1U1Di125M12zljflM12X1.5MUx1.5伽12.De.BWJ12,0￡.a10.912&10^12.Be.sw.o12.9SB10.&06.B1M12.00ro?21.231,136,4叩w4773&,2S1704aaj4fl,65C.8&0JI7a,680C247.670.0B1.9€7,80,102073043562?239.9^.7MJB5065?23?4-7耳S5649.172.t41820229734J0.14w28,9i?.g25,gMU44.432.94陽56.53O,S4-:sag46.0685SO1Sfi4g?.s114.1U9613L6154,030.046JS33.7W.557.031fi46.454048,0心a■15.5@697B264,a9S21114H87fi1287150.-690,^144.365.176,263,2S2,gioe.705,526血14Ca?0,16W2BJ3?r925左37.D43fe332,0町衛(wèi)&5.0卿月44rD51r4哪7B.3:?163J74J61.50.2018.131P00莎17,0甜同29.122,3臺姑3M28441J48忑26536.945.54G.+S3WJ0382曲M4M16X1.51I1MfiM1345157,11U6.8832122.3143JF姑號40830244451,92B241.443543063.2730406597&98561 54,69S.3 ft),2998 換786 74,016&.5 10B.7135J 127.2■0,061?,32S4如2B.041.14“3057673B5S6566和1HC495111他1531791592X3273OJ022.S33,939.233.2&7,04649804465767911b13678112■1311￡42131J92763250,122?.133,344.9sei55.96M5378Q151756790133165er12?ISO14220?244.218320374D/14292428S0.1b2.6733608810357B3腑101149m97H3167159234274244369-1200p163204705504SS洌月9Q?筒97113S?92107111*64I0T1ST1&317S3573012694*30.3337,054,363.654.479,U03.47B11213172106124-129100222123101212r299349314461530OJ2441.2I&0.570,3607tfiJ.i104^8&1251i7SCIIS138145212網(wǎng)137202230227S3399U351&15603必需強調(diào)的是，對于關鍵的連接部位，裝配力矩必需通過設計計算及裝配工藝模擬試驗，確認裝配工藝滿足設計軸向力要求。對于一般的螺栓螺母連接，初始釋放動態(tài)扭矩值時可以承受以下表格推舉的扭矩， 經(jīng)臺架試驗或路試，驗證無問題時，可作為正式動態(tài)扭矩釋放。螺紋規(guī)格M4M5M6螺紋規(guī)格M4M5M6M84.8級1.5-23-45-710-15推存裝配扭矩〔Nm2.5-35-77-1019-2510.9級/6-98-1226-34M1022-2840-5050-65M1238-4575-9090-110M14/110-135140-170M16/160-200230-270對于自攻螺釘?shù)难b配力矩，最大裝配扭矩不能超過其規(guī)定破壞力矩的自攻螺釘規(guī)格最小破壞力矩Nn〕ST5.5自攻螺釘規(guī)格最小破壞力矩Nn〕ST5.51