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紧固件基础知识培训,研究院总体所,紧固件的概念和意义,1.概念 将两个或两个以上的被联接件紧紧连在一起的联接件。2.意义 是纽带，是桥梁，是细胞,紧固件的分类,1.按材料分 金属紧固件和非金属紧固件金属紧固件：顾名思义就 是用金属材料（铁、钢、铜）加工制成的紧固件。具体类型包括以下几种：螺栓、螺母、螺柱、垫圈、螺钉，销，铆钉，管接头非金属紧固件：顾名思义就是用非金属材料（塑料、橡胶）加工制造而成的 紧固件。具体类型包括以下几种：塑料卡扣、塑料螺母、塑料螺钉、橡胶堵塞,紧固件的分类,2.按标准分 分为标准紧固件和非标准紧固件标准紧固件又分为国家标准件和汽车行业标准件。非标准件是区别于国家标准和汽车行业标准规定范围内的紧固件。,螺纹及螺纹参数,1.螺纹分类按平面图形形状分：三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹按螺旋线旋向分：左旋螺纹和右旋螺纹按螺旋线数目分：单线螺纹和等距排列的多线螺纹螺纹还分为外螺纹和 内螺纹,螺纹分类及螺纹参数,2.螺纹参数大径d小径d1中径d2螺距P导程S螺纹升角牙形角,机械制造常用螺纹,三角形螺纹主要有普通螺纹和管螺纹，前者用于紧固联接，后者用于紧密联接。我国国家标准中把牙形角为60的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径d为公称直径。同一公称直径中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。粗牙螺纹应用最广，细牙螺纹升角小，小径大，因而自锁性能好，强度高，但不耐磨，易滑扣。它适用于薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。,紧固件联接方式,1.螺栓联接 螺栓连接的结构特点是被联接件的孔中不切制螺纹，装拆方便。普通螺栓联接：螺栓与孔之间有间隙，这种联接的优点是加工方便，成本低，故应用最为广泛。绞制孔用螺栓连接：其螺杆外径与螺栓孔（由高精度绞刀加工而成）的内径具有同一基本尺寸，并采用过渡配合。它适用于承受垂直于螺栓轴线的横向载荷。,紧固件联接方式,2.螺钉联接 螺钉直接旋入被联接件的孔中，省去了螺母，因此结构上比较简单。但这种联接不宜经常装拆，以免被联接件的螺纹孔磨损而修复困难。3.双头螺柱联接 双头螺柱多用于较厚的被联接件或为了结构紧凑而采用盲孔的联接。双头螺柱联接允许多次装拆而不损坏被联接件。4.紧定螺钉联接 紧定螺钉联接常用来固定两零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。,螺纹联接的预紧和防松,除个别情况外，螺纹联接在装配时都必须拧紧，这时螺纹联接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹联接，应控制其预紧力，因为预紧力的大小对螺纹联接的可靠性，强度和密封性均有很大的影响。,螺纹联接的预紧和防松,1.拧紧力矩 T0.2FaD Nmm Fa值是由螺纹联接的要求来决定的，为了充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠，螺栓的预紧力一般可达材料屈服极限的50%70%。小直径的螺栓装配时应施加小的拧紧力矩，否则就容易将螺栓杆拉断。对重要的有强度要求的螺栓联接，如无控制拧紧力矩的措施，不宜采用小于M12的螺栓。通常螺纹联接拧紧的程度是凭工人经验来决定的，为了保证装配质量，重要的螺纹联接应按计算值控制力矩。小批量生产时可使用带指针刻度的测力矩扳手。大量生产时多采用风扳机，当输出力矩达到所调节的额定值时，离合器便会打滑而自动脱开，并发出响声。,螺纹联接的预紧和防松,2.螺纹联接的防松 联接用的三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时不会自动松脱。但是冲击、振动和变载的情况下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接任有可能松脱。高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此设计时必须考虑防松。常用的防松方法有如下几种：,螺纹联接的预紧和防松,a、利用附加摩擦力防松 加弹簧垫圈，对顶螺母，尼龙圈锁紧螺母b、采用专门防松元件防松 槽形螺母和开口销，圆螺母用带翅垫圈，止动垫片C、其他方法防松 冲点法防松，用冲头冲23点；粘合法防松,提高螺栓联接强度的措施,螺栓联接承受轴向变载荷时，其损坏形式多为螺栓杆部分的疲劳断裂，通常都发生在应力集中较严重之处，即螺栓头部，螺纹收尾部和螺母支承面所在处的螺纹。1.降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围 为了减小螺栓刚度，可减小螺栓光杆部分的直径或采用空心螺杆，有时也可以增加螺栓长度。被联接件本身的刚度是较大的，但被联接件的结合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度。若采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被联接件原来的刚度值。,提高螺栓联接强度的措施,2.改善螺纹牙间的载荷分布 采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的，从螺母支承面算起，第一圈受载最大，以后各圈递减。理论分析和实验证明，旋合圈数越多，载荷分布不均的程度越显著，到第810圈以后，螺纹几乎不受载荷。所以采用圈数多的后螺母并不能提高联接强度。,提高螺栓联接强度的措施,3.减小应力集中 增大过渡处圆角，切制卸载槽都是使螺栓截面变化均匀，减小应力集中的有效方法。4.避免或减小附加应力除以上方法外，在制造工艺上采取冷镦头部和碾压螺纹的螺栓，其疲劳强度比车制螺栓约高30%；氰化、氮化等表面硬化处理也能提高疲劳强度。,紧固件材料及机械性能,1.紧固件材料2.紧固件机械性能,紧固件的表面处理,1.作用 对紧固件基体材料的一种保护，防止基体材料因外界因素影响而腐蚀，进而影响紧固件的性能。2.表面处理的种类 镀锌，镀铬，镀铜，镀锡3.表面处理表示方法（基体材料）/（镀覆方法）（镀覆层名称）（镀层厚度）（镀覆层特征）（后处理）,紧固件的表面处理,4.表面处理的方法 电镀，化学度5.电镀后的两个必不可少的过程 去氢处理 电镀加工过程易在镀层和基本金属的晶格中渗氢，产生氢脆，危害极大。为消除氢脆，一般采用镀后加热（200250，时间2h)使氢气逸出。该工序对弹性材料，0.5mm以下的薄壁件及机械强度要求高的钢铁零件是必不可少的。具体见下表。,紧固件的表面处理,紧固件的表面处理,2.钝化处理 为提高镀锌层的耐蚀性能，镀锌后必须进行钝化处理，使锌层表面生成一层稳定性高，组织致密的钝化膜，即铬酸盐转化膜。目前国内采用的钝化处理工艺有彩色钝化、白色钝化、黑色钝化、五酸草绿色钝化。,
