【机械设计】非标机械设计：紧固件相关知识大汇总，扫盲专用
作为一名经验丰富的机械设计工程师，深知紧固件在机械设计中的重要性。紧固件不仅起着连接和固定的作用，更是确保机械设备稳定运行的关键部件。本文将详细介绍非标机械设计中的紧固件相关知识，帮助大家全面了解紧固件的类型、选择、安装和注意事项。
一、紧固件的分类
紧固件种类繁多，按功能和用途主要分为以下十大类：
螺栓
螺栓是常用的连接件，通常与螺母配合使用，有时还需要垫圈。螺栓主要用于连接和紧固各种部件。常见的螺栓有六角头螺栓、方头螺栓等，具体标准可参考GB5780—GB5790等。螺母
螺母与螺栓配套使用，通过旋转螺母将螺栓紧固。常见的螺母有六角螺母、方螺母等，标准可参考GB41、GB6170—6177等。螺钉
螺钉通常是单独使用（有时加垫圈），用于紧固或紧定部件。螺钉有多种头型和槽型，如圆柱头、盘头、沉头、半沉头等，头部槽形为开槽（一字槽）和十字槽两种。常见的螺钉有机器螺钉、紧定螺钉、内六角螺钉等，标准可参考GB65、GB67—69、GB71等。螺柱
螺柱一般为两端带有螺纹（单头螺柱为单端带螺纹），一端拧入部件机体，另一端与螺母配合，起连接和紧固作用，同时具有定距功能。常见的螺柱有不等长双头螺柱和等长双头螺柱，标准可参考GB897—900、GB901等。垫圈
垫圈用于螺栓、螺钉和螺母等的支承面与工艺支承面之间，起防松和减小支承面应力的作用。常见的垫圈有平垫圈、弹簧垫圈、止退垫圈和斜垫圈等，标准可参考GB848、GB93、GB861等。自攻螺钉
自攻螺钉用于不需预先攻丝的工件螺孔，拧入时使内螺纹成型。常见的自攻螺钉有普通自攻螺钉和自攻锁紧螺钉，标准可参考GB845—847、GB6560—6564等。铆钉
铆钉一端有头部，杆部无螺纹。使用时将杆部插入被连接件的孔内，然后将杆的端部铆紧，起连接或紧固作用。常见的铆钉有热锻成型铆钉、冷镦成型铆钉、空心和半空心铆钉等，标准可参考GB863—866、GB867—870等。销
销用于镶入工件内，起连接或定位作用。常见的销有圆柱销、圆锥销等，标准可参考GB119、GB117等。挡圈
挡圈用于轴上或孔内，起限制工件轴向移动的作用。常见的挡圈有弹性挡圈、钢丝挡圈和轴类件用锁紧挡圈等，标准可参考GB893、GB895.1等。木螺钉
木螺钉用于拧入木材，起连接或紧固作用。常见的木螺钉有圆头、沉头、半沉头等，标准可参考GB99—101等。
二、紧固件的选择原则
选择合适的紧固件对确保机械设备的性能和稳定性至关重要。在选择紧固件时，应遵循以下原则：
工作效率
从加工、装配的工作效率考虑，在同一机械或工程内，应尽量减少使用紧固件的品种。经济性
从经济性考虑，应优先选用商品标准件品种。使用要求
根据紧固件预期的使用要求，按型式、机械性能、精度和螺纹等方面确定选用品种。例如：螺栓：根据用途不同，有一般用途螺栓、铰制孔用螺栓、止转螺栓和特殊用途螺栓等。
螺母：一般用途螺母主要指六角螺母，另有开槽螺母、锁紧螺母等。
螺钉：根据头型和槽型不同，有机器螺钉、紧定螺钉、内六角螺钉和特殊用途螺钉等。
三、紧固件的机械性能等级
紧固件的机械性能等级直接影响其使用效果，因此选择时需要特别注意。以下是一些常见紧固件的机械性能等级：
螺栓、螺钉、螺柱和螺母：常见的机械性能等级有4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等。
自攻螺钉：普通自攻螺钉不按机械性能分级，只要选择适当规格即可。自攻锁紧螺钉的机械性能等级分A、B两级，A级为高强度等级，B级为低强度等级。
四、紧固件的精度
紧固件的精度由产品等级决定，常见的产品等级有A、B、C三级，精度依次降低。在设计时应根据具体需求选择合适的精度等级。
五、紧固件的螺纹
螺纹是紧固件的重要组成部分，常见的螺纹类型有普通螺纹、自攻螺纹、米制粗牙螺纹等。选择螺纹时应根据使用场合和要求进行确定。例如，自攻螺钉的螺纹应符合GB5280（自攻螺钉用螺纹），螺距大，适合在薄钢板或铜、铝、塑料上使用。
六、紧固件的安装和注意事项
垫圈的安装
将垫圈放在螺栓或螺母上，确保垫圈的平面与连接部件的平面充分接触，避免垫圈扭曲或变形。螺栓和螺母的安装
将螺母旋转到螺栓的末端，逆时针旋转，直到螺母接触到连接部件表面，然后使用扳手或扭力扳手逆时针旋转以达到所需的力矩或紧固力。在安装过程中，需要使用力矩扳手来测量所需的力矩或紧固力，避免因力矩过大或过小而导致紧固效果不佳或安全隐患。销子和销轴的安装
将销子插入销孔中，并用锤子或手掌轻敲，确保销子充分插入销孔中。对于锁紧销轴，则需要使用扳手或扭力扳手逆时针旋转以达到所需的力矩或紧固力。安装注意事项
在安装紧固件前，需要对紧固件进行清洗和检查，避免出现松动、断裂等情况。
确保连接部件的表面清洁平整，并使用适当的润滑剂，避免紧固件因表面不平整而出现松动等问题。
按照正确的安装流程和力矩值进行安装，避免出现紧固效果不佳或安全隐患等问题。
安装后，需要对紧固件进行力矩检测，确保紧固件已经装好，避免因力矩过大或过小而导致紧固件松动或破坏。
七、非标紧固件的应用
非标紧固件是指根据用户具体需求进行定制的非标准紧固件。非标紧固件在机械装备、电子设备、汽车制造、建筑工程等领域应用广泛，具有以下优点：
可定制化：非标紧固件可以根据不同的机械结构和环境进行定制，满足用户的具体需求。
适应性强：非标紧固件可以适应复杂的环境和工艺需求，提高设备的性能和稳定性。
可靠性高：非标紧固件经过特殊设计和制造，具有较高的可靠性和使用寿命。
例如，在船舶、航空、机车等机械装备领域，由于结构和功能复杂，非标紧固件的可定制化使其能够适应不同的机械结构和环境。在电子设备领域，非标紧固件的小巧、轻量化、高可靠性等优点使其成为电子设备制造中不可或缺的部分。在汽车制造领域，非标紧固件能够根据不同的设计要求进行定制，满足汽车制造商的需求。在建筑工程领域，非标紧固件可以更好地适应复杂的建筑需求，提高建筑项目的质量和安全性。
八、紧固件的应用案例
以下是一些紧固件在非标机械设计中的应用案例：
自动化设备中的丝杆配件
在自动化设备中，丝杆是常用的部件，选择合适的丝杆配件非常重要。例如，支撑座用于支撑丝杆，确保其稳定运行；固定盖用于固定丝杆，防止其移动；内六角固定螺丝用于固定丝杆和支撑座；锁紧螺母用于防止丝杆松动；止动环用于限制丝杆的移动范围。铁路配件
在铁路设备中，非标紧固件也发挥着重要作用。例如，制动杠杆、制动钢推杆等配件需要使用高强度紧固件进行连接和固定，确保列车的安全运行。建筑钢结构
在建筑钢结构中，非标紧固件用于连接和固定各种构件。例如，高强度螺栓连接副用于建筑、桥梁、塔架等钢结构的摩擦型连接，确保结构的稳定性和安全性。
紧固件在非标机械设计中起着至关重要的作用，选择合适的紧固件并正确安装，能够确保机械设备的性能和稳定性。本文详细介绍了紧固件的分类、选择原则、机械性能等级、精度、螺纹、安装和注意事项，以及非标紧固件的应用和案例。希望能够帮助大家全面了解紧固件相关知识，提高机械设计水平和产品质量。
在未来的非标机械设计中，我们应继续关注和研究紧固件的新技术、新材料和新应用，不断提升紧固件的性能和可靠性，为机械设备的发展做出更大的贡献。
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文案来源：时光
排版编辑：时光
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