文章大纲
本指南对紧固件基础知识进行了结构化的概述，专为寻求可靠知识的工程师和专业人士而优化：
- 引言：紧固件的重要性和范围。
- 计量单位：公制和英制。
- 螺纹：类型、规格和标记。
- 几何参数：机械螺纹的关键尺寸。
- 自攻螺纹和钻孔螺纹：具体参数。
- 螺纹角度和尾部：各种紧固件的角度。
- 常见问题解答：常见问题的实用解答。
介绍
紧固件是机械工程中不可或缺的组件，用于牢固地连接零件。本指南涵盖基本概念，包括测量系统、螺纹分类和几何参数，确保符合GB/T和ISO等行业标准。了解这些基础知识有助于为应用选择合适的紧固件，预防故障，并优化设计以提高强度和耐久性。
专业人员应优先考虑精确测量和螺纹配合，以确保连接可靠。这方面的知识在汽车、建筑和机械等行业至关重要，因为不正确的紧固方式可能导致安全问题。
计量单位
全球长度测量主要使用两种系统：公制，在欧洲、亚洲（包括中国和日本）盛行，单位为米（m）、厘米（cm）和毫米（mm）；以及英制，在美国和英国很常见，以英寸为基础。
转换和应用指南：
- 公制采用十进制：1 米 = 100 厘米 = 1000 毫米。
- 英制单位采用 8 进制：1 英寸 = 8 个刻度，1 英寸 = 25.4 毫米（例如，3/8 英寸 × 25.4 = 9.52 毫米）。
- 对于小于 1/4 英寸的尺寸，请使用 4#、5#、6#、7#、8#、10#、12# 等规格编号来表示公称直径。
- 选择符合区域标准的系统，以确保国际项目的兼容性。
线程
螺纹是圆柱表面上的均匀螺旋脊，按结构和用途可分为三大类：通用螺纹（用于紧固）、传动螺纹（用于运动传递）和密封螺纹（用于防漏连接）。
螺纹类型
- 普通螺纹：三角形轮廓，分为粗牙和细牙；细牙强度更高。
- 传动螺纹：梯形、矩形、锯齿形或三角形轮廓。
- 密封螺纹：管螺纹、锥形螺纹或锥形管螺纹。
螺纹匹配
螺纹配合决定了配合螺纹之间的紧密程度，由偏差和公差规定。
对于统一英寸螺纹：
- 外部：1A、2A、3A（数字越大，密封性越好）。
- 内部：1B、2B、3B。
- 所有零件均为间隙配合；等级越高，公差越小。
- 1A/1B 用于宽松配合；2A/2B 用于一般用途；3A/3B 用于关键安全设计。
对于公制螺纹：
- 外部：4小时、6小时、6克。
- 内部：5H、6H、7H。
- 日本等级：I、II、III（通常为 II）。
- 推荐尺寸：6H/6g，适用于精细紧固件。
螺纹标记
标记表明螺纹规格，确保正确识别和使用。
几何参数
关键参数决定螺纹在机械应用中的性能和兼容性。
- 大径（D，d）：脊或根处的假想圆柱体。
- 节圆直径（D2，d2）：计算公式为 D(d) – 2 × (3H/8)，其中 H 为原始三角形高度（60° 时为 0.866P；55° 时为 0.960P）。
- 小径（D1，d1）：根部或脊部的假想圆柱体。
- 螺距（P）：相邻螺纹之间的轴向距离；英制单位为每英寸螺纹数。
- 侧面角（α/2）：螺纹角的一半（60°轮廓为30°；55°轮廓为27.5°）。
- 啮合长度：配合螺纹的轴向重叠长度。
螺距和每英寸螺纹数
| 公制规格 | 螺距（毫米） | 帝国规格 | 标称直径（毫米） | 每英寸螺纹数 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 粗 | 美好的 | 超等 | 粗 | 美好的 | 惠特沃斯 | |||
| M3 | 0.5 | 0.35 | – | 4# | 2.9 | 40 | 48 | – |
| M4 | 0.7 | 0.5 | – | 6# | 3.5 | 32 | 40 | – |
| M5 | 0.8 | 0.5 | – | 8# | 4.2 | 32 | 36 | – |
| M6 | 1 | 0.75 | – | 10# | 4.8 | 24 | 32 | – |
| M7 | 1 | 0.75 | – | 12# | 5.5 | 24 | 28 | – |
| M8 | 1.25 | 1 | 0.75 | 1/4 | 6.35 | 20 | 28 | 20 |
| M10 | 1.5 | 1.25 | 1 | 5/16 | 7.94 | 18 | 24 | 18 |
| M12 | 1.75 | 1.5 | 1.25 | 3/8 | 9.53 | 16 | 24 | 16 |
| M14 | 2 | 1.5 | 1 | 7/16 | 11.11 | 14 | 20 | 14 |
| M16 | 2 | 1.5 | 1 | 1/2 | 12.7 | 13 | 20 | 12 |
| M18 | 2.5 | 2 | 1.5 | 9/16 | 14.29 | 12 | 18 | 12 |
| M20 | 2.5 | 2 | 1.5 | 5/8 | 15.86 | 11 | 18 | 11 |
| M22 | 2.5 | 2 | 1.5 | 3/4 | 19.05 | 10 | 16 | 10 |
| M24 | 3 | 2 | 1.5 | 7/8 | 22.23 | 9 | 14 | 9 |
| M27 | 3 | 2 | 1.5 | 1 | 25.4 | 8 | 12 | 8 |
| M30 | 3.5 | 3 | 2 | – | – | – | – | – |
自攻螺纹和钻孔螺纹
自攻螺纹和自钻螺纹可以自行钻孔，其参数经过优化以提高效率。
- 大径（d1）：顶部的假想圆柱体。
- 短轴直径（d2）：根部的假想圆柱体。
- 螺距（p）：轴向距离或每英寸螺纹数。
公制自攻螺距（毫米）
| 规格 | ST1.5 | ST1.9 | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8.0 | ST9.5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 沥青 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 0.9 | 1.1 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 1.8 | 2.1 | 2.1 |
每英寸英制自攻螺纹数
| 规格 | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 10# | 12# | 14# |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AB型 | 24 | 20 | 20 | 19 | 18 | 16 | 14 | 14 |
| A 型 | 24 | 20 | 18 | 16 | 15 | 12 | 11 | 10 |
日本石膏板螺丝螺纹
| 规格 | 粗 | 美好的 | ||
|---|---|---|---|---|
| 线程 | 螺距（毫米） | 线程 | 螺距（毫米） | |
| 6# | 9 | 2.82 | 18 | 1.41 |
| 7# | 9 | 2.82 | 16 | 1.59 |
| 8# | 9 | 2.82 | 15 | 1.69 |
| 10# | 8 | 3.18 | 12 | 2.11 |
机螺钉螺距/螺纹
| 公制规格 | 螺距（毫米） | 帝国规格 | 每英寸螺纹数 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 粗 | 美好的 | 粗 | 美好的 | ||
| M2.5 | 0.45 | 0.35 | 4# | 40 | 48 |
| M3 | 0.5 | 0.35 | 5# | 40 | 44 |
| M3.5 | 0.6 | 0.35 | 6# | 32 | 40 |
| M4 | 0.7 | 0.5 | 8# | 32 | 36 |
| M5 | 0.8 | 0.5 | 10# | 24 | 32 |
| M6 | 1 | 0.75 | 12# | 24 | 28 |
| M8 | 1.25 | 1 | 1/4 | 20 | 28 |
对于钻孔螺钉，CSD（机用）和 BSD（AB 型）螺距分别参考机用和自攻螺钉表。
线角和线尾
角度会影响专用紧固件的切割效率和强度。
- 自攻：侧面 60°，尾部 45° ±5°。
- 石膏板：侧边 60°（或定制 45° ±5°），尾部 25° ±3°。
- 刨花板：侧面 40° ±3°，尾部 25° ±3° 或 34° ±3°（定制）。
- 钻孔：侧面 60° ±5°，尾部因规格和模具而异。
根据材料和应用选择角度，以获得最佳的穿透力和保持力。
常问问题
- 粗线和细线有什么区别？
粗螺纹螺距较大，装配速度更快，抗滑丝性能更好；细螺纹强度更高，抗振动性能更佳，适用于精密应用。 - 如何进行公制和英制单位之间的转换？
使用 1 英寸 = 25.4 毫米；例如，将英制分数乘以 25.4 即可得到毫米等效值，从而确保混合系统设计的准确性。 - 何时使用自攻螺纹，何时使用机攻螺纹？
自攻螺丝用于在木材或塑料等软材料上钻孔；预攻丝机需要更高的精度和承载能力。 - 螺纹配合等级表示什么？
等级越高（例如 3A/3B），关键配合的公差就越小；等级越低（1A/1B），则适用于宽松、经济的装配。 - 电镀如何影响螺纹公差？
电镀会增加厚度；使用预电镀公差，例如 6g 对应 6 小时的要求，以适应 6-9 μm 的层而不会相互干扰。 - 为什么螺距在紧固件选择中很重要？
螺距会影响啮合强度和速度；较小的螺距会增加保持力，但安装时需要更多圈数。
