新紧固件螺纹分类及公差

回顾上次课件内容什么叫紧固件？紧固件是将两个或两个以上零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。例如螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈、销等等~~~~~~~~Q151B0850TF3-Q-S,各部分分别代表什么意思？新、老标是怎么区分的？性能等级10.9级，数字10.9代表的是什么意思？点左边的一或二位数字表示公称抗拉强度（Rm,nom）的1/100,以Mpa计点右边的数字表示规定非比例伸长0.2%的应力（RP0.2,nom与公称抗拉强度（Rm,nom）的屈强比值的10倍一、螺纹定义：在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹是机械零件中应用十分广泛的机构要素，是机械结构中往往不可缺少的可拆连接，也是最早实现标准化的机械结构的基础要素。螺纹连接是机械工程中重要的连接方式之一。由于螺纹具有装配迅速、连接可靠、具有可拆卸性、加工方便等特点，被广泛地应用于机械设备、工程机械、发电设备、内燃机、汽车、农机、轻工、铁路、建筑建材、五金电器、仪器仪表、压力容器、医疗器械、石油化工、邮电通讯、电力传输、船舶、兵器、航天航空等行业和领域。螺纹紧固件是紧固件家族中主要组成部分，是应用最广泛的基础机械零部件。螺纹紧固件是利用螺纹工作的典型机械零件。使用中大部分是利用螺纹拧紧时产生的轴向夹紧力连接并紧固零部件，借助螺纹副的自锁作用进行防松。所以。螺纹在机械传动领域占据了十分重要的地位。螺纹的五大要素：注：只有五要素相同的内、外螺纹才能互相旋合螺纹术语与定义：外螺纹内螺纹螺纹副牙顶牙侧牙底二、螺纹的分类1、按照结构特点和用途可分为：管螺纹传动用螺纹紧固用螺纹专用螺纹1）、紧固用螺纹：紧固用螺纹也称之为连接用螺纹。紧固用螺纹牙形一般为三角形，用于连接或紧固零件。主要用于螺栓、螺钉、螺柱和螺母的连接及紧固。紧固螺纹有普通螺纹（M）、统一螺纹（UN）、惠氏螺纹（B.S和Whit）、米制航空螺纹（MJ）和美制航空螺纹（UNJ）等。注：其中普通螺纹是紧固螺纹中最基本形式。a、普通螺纹（GB/T192、GB/193、GB/T196、GB/T197及GB/T2516）,牙型角为60°，他的标记一般是M后面加的一位或多位阿拉伯数字再加螺纹等级，如螺纹是左旋的，后面应加注“LH”；标记如M8-6g、M20-6h、M10-6h、M12-3k、M12-8H、M10-5g6g等等；怎样通过螺纹标记识别出它是内螺纹还是外螺纹？b）统一螺纹（UN）基本尺寸可以按标准GB/T20668-2006，标准系列它的标记有UNC(粗牙)、UNF(细牙)、UNEF(超细牙)；牙型角为60°，对于统一螺纹它的螺纹等级只有三个，外螺纹有1A、2A、3A，内螺纹有1B、2B、3B。简单的螺纹大径计算公式为：（分子/分母*25.4＝公称大径）标记示例：当尺寸代号为1，1英寸25.4mm内螺纹牙数为64牙，螺纹公差等级为2A时，标记为：1-64UNC-2A3/8-32UNEF-2B等等；c）惠氏螺纹（B.S和Whit），英制螺纹牙型角为:55°；B.S.W.（粗牙），B.S.F.细牙；附加的可选择惠氏系列:whit.s，惠氏牙型的非标准螺纹:whit，对于惠氏系列外螺纹它的公差等级有三个，分别是：紧密级外螺纹、中等级外螺纹、松动级外螺纹；内螺纹它的公差等级有两个，分别是：中等级内螺纹、普通极内螺纹；例如:1/4-20B.S.W.closebolt3/8-20B.S.F.closenut标记中使用的英文词汇如下：close紧密级normal普通级medium中等级bolt外螺纹free松动级nut内螺纹2)、传动用螺纹：传动螺纹的牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。常用的传动螺纹为米制和美制梯形螺纹和米制、美制和英制锯齿形螺纹。4)、管螺纹：管螺纹主要用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。管螺纹包括密封螺纹和非密封螺纹。b、55°密封管螺纹（GB/T7306.1/2-2000）,牙型角为55°，对于圆锥外螺纹或内螺纹他的锥度也是1∶16，Rp表示圆柱内螺纹；R1表示与圆柱内螺纹相配合的圆锥外螺纹；Rc表示圆锥内螺纹；R2表示与圆锥内螺纹相配合的圆锥外螺纹；当螺纹为左旋时，应在尺寸代号后面加注“LH”；表示螺纹副时，特征代号为“Rp/R1”或“Rc/R2”；标记示例：当尺寸代号为3/8，相应的标记方法为：Rp3/8、R13/8、Rc/R2等当尺寸代号为3/8的圆锥内螺纹，而螺纹是左旋时：标记为：Rc3/8-LH注：老的圆锥外螺纹，它的螺纹特征代号为：R国别中国美国苏联代号Z(旧)NPT(新)NPTBc、60°密封管螺纹（GB/T12716-2002），牙型角为60°，对于圆锥外螺纹或内螺纹他的锥度也是1∶16，NPT表示圆锥管螺纹，NPSC表示圆柱内螺纹；标记示例：尺寸为3/4的右旋圆柱内螺纹，标记为：NPSC3/4；尺寸为6的右旋圆锥内螺纹或圆锥外螺纹，标记为：NPT6；当螺纹为左旋时，尺寸代号后面加注“LH”注：a、米制锥螺纹（GB/T1415),牙型角也是60°，牙型、尺寸应符合GB192、GB193、GB196规定，锥度为1∶16，螺纹特征代号为：“ZM”，标准基准距离代号省略不写，短基准距离代号用“-S”表示；标记示例：标准基准距离米制锥螺纹，标记为：ZM10短基准距离米制锥螺纹，标记为：ZM10-S如果是圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的组合，标记为：ZM10/ZM10与米制螺纹配合的圆柱内螺纹，标记为：M10*1·GB1415圆柱内螺纹与短基准距离的圆锥外螺纹配合标记为：M10*1·GB1415/ZM10-Sd、55°非密封管螺纹（GB/T7307-2001）,牙型角为55°，螺纹特征代号为“G”，对于外螺纹（中径）有两种螺纹公差等级，分别是“A级和B级”，那么对内螺纹它是不标记公差等级代号的，当螺纹为左旋时，应在尺寸代号后面加注“LH”；标记示例：尺寸代号为2的A级右旋圆柱内螺纹，标记为：G2A尺寸代号为2的A级左旋圆柱内螺纹，标记为：G2A-LH5)、30°楔形防松螺纹（JB/T10971-2010），内螺纹特征代号为：“RLM”，30°楔形防松螺纹的配合精度有两种：精密极（4H/4H），中等级（6H/6G），标记示例：螺纹直径为M10,螺距为1.5，中等公差等级，中等旋合长度，右旋的内螺纹，标记为：RLM10*1.5-6H2)螺纹也可以按照螺纹牙型角分为55°牙型角和60°牙型角等；3)按照螺纹螺距可分为粗牙、细牙、特细牙；4)按照螺纹旋向可以分成右旋螺纹和左旋螺纹；5)按照螺旋线数量分成单线螺纹和多线螺纹。螺纹还可以按什么分？螺纹紧固件常用直径与螺距优选系列一、普通螺纹公差⑴、内螺纹公差带位置(2)、外螺纹公差带位置二、螺纹公差等级GB/T197-2003《普通螺纹公差》标准中规定螺纹公差等级按照螺纹的顶径和中经的公差等级。三、推荐的螺纹公差带根据使用场合，将螺纹的公差精度分为三级：——精密：用于精密螺纹；——中等：用于一般用途的螺纹；——粗糙：用于制造螺纹有困难的场合，例如在热轧棒料上和深盲孔内加工螺纹。表6表7举例：M20-6g这种标注方法对吗？为什么？对于机械性能等级高于和等于8.8级的外螺纹件，其外螺纹牙底轮廓应没有反向圆弧，并且牙底各处的圆弧半径R应不小于0.125P。外螺纹最小牙底圆弧半径详见标准（GB/T197）.对于机械性能等级低于8.8级的紧固件，其外螺纹牙底形状应尽可能地与机械性能等级高于和等于8.8级的螺纹牙底形状一致。牙底圆弧对于承受疲劳和冲击载荷的螺纹紧固件或其他螺纹连接件是特别重要的。”四、过渡配合螺纹（GB/T1167）：基本牙型同GB/T192，大、中、小径尺寸及公差参照GB/T1167，内螺纹中径公差带为3H、4H或5H，小径公差带为5H；外螺纹中径公差带为3k、2km或4kj，大径公差带为6h；左旋螺纹代号为“LH”；标记示例：M10-3k如果是左旋:M10LH-3k四、过盈配合螺纹（GB/T1181）：基本牙型同GB/T192，大、中、小径尺寸及公差参照GB/T1181，内螺纹中径公差带为2H，小径公差带为4D或5D（螺距P=1.5mm时，小径公差带为4C或5C）；外螺纹中径公差带为3p、3n或3m，大径公差带为6e,(螺距P=1.5mm时，小径公差带为6c)；左旋螺纹代号为“LH”；标记示例：M10*1.25-3m(4)如果是左旋:M10*1.25LH-2H/3m五、螺纹旋合长度螺纹旋合长度分为三组。分别为短旋合长度组（S）、中等旋合长度组（N）和长旋合长度组（L）见表8。提高配合螺纹抗脱扣的一个显而易见的方法就是增加旋合长度。这当然有效。但是，也有一定的极限，超出这一极限后再增加长度，不仅什么作用达不到，而且只会增加成本。当螺栓/螺母装配后轴向承载时，螺栓承受拉伸应力，螺母承受压应力。如果材料刚度好，螺纹牙型完美无缺时，载荷在配合螺纹之间均匀分布，每个牙都满载且均等承载。但是，紧固件材料具有弹性，内、外螺纹都具有完美牙型的机率实在太少。轴向载荷对螺栓有拉伸作用，这样就加大了螺纹的有效螺距。同时，螺母受压应力，螺距就缩短。这些变形，虽然很小，但必须在局部乃至整个螺纹旋合长度彼此达到平衡。最后出现了整个载荷的非比例分布。假定第一个接触（螺纹）牙的承载高于平均载荷，其余的牙依次降低承载，最后或最上面的牙承载最小。分析研究表明，第一牙的承受载荷是所有承载螺纹平均载荷的两倍多，而最后一个牙则小于平均载荷的一半。这就是螺栓拉伸失效通常发生在螺母或自攻孔内第一牙处。同样的研究还表明，螺纹旋合长度相同时，螺距越小，第一牙的平均载荷就越高。如果螺纹旋合长度大大超出螺栓公称直径的一倍，对螺栓本身是不利的。原因是在接触螺纹的中，顶部螺纹承载总载荷的很小部分，只有当第一牙变形严重，其过度的载荷分量减轻并传递给随后的牙时，承载牙数才会增加。而此时极易发生失效。六、中等精度优选系列的极限尺寸⑴、粗牙内螺纹中径和小径的极限尺寸见下表⑵、细牙内螺纹中径和小径的极限尺寸见下表⑷、细牙外螺纹大径和中径的极限尺寸见下表七、粗、细牙螺纹的选择细牙螺纹与粗牙螺纹各自的优、缺点一直是紧固件业界多年争论的一个课题。粗牙螺纹的优点1、高强度螺纹，受制造误差影响小；2、可快速和容易地安装和拆卸；3、可以容纳较厚的镀层厚度，可承受比细牙螺纹更恶劣的工作环境；4、螺距增大，牙底处的应力集中也相对减小，有更好的抗疲劳性能；5、粗牙螺纹的牙高比细牙螺纹高，抗脱扣强度更大，螺纹脱扣的概率小；6、螺距的错扣可能性比细牙螺纹要小；7、轻微的碰伤不影响使用性能；8、受毛刺影响小；细牙螺纹的优点1、由于螺纹升角较小，可以更精确地调节，具有较好的轴向调节能力；2、由于细牙螺纹的公称应力截面积比粗牙的大，故细牙承受的抗拉强度比粗牙的大；3、由于细牙螺纹的底径比粗牙螺纹的大，抗扭转和横向剪切强度的能力也较高；4、细牙螺纹的螺旋升角较小，松动能力比粗牙螺纹要强；5、由于细牙螺纹比粗牙螺纹牙高要低，在硬制材料上加工螺纹也较容易；6、细牙螺纹可更好连接薄壁件及高硬度件；八、自攻螺钉用螺纹（GB/T5280-2002）自攻螺钉，也称之为金属薄板用螺钉，螺纹规格为ST1.5~ST9.5,共14种规格。九、木螺钉用螺纹（GB/T922-1986）