机械制图课件：螺纹紧固件与常用连接件详解

机械制图课件：螺纹紧固件与常用连接件详解欢迎学习机械制图中关于螺纹紧固件与常用连接件的详细课程。本课程将系统介绍机械工程中不可或缺的标准件，帮助您掌握紧固件的表示方法、选择原则以及在设计中的实际应用。通过本课程的学习，您将能够准确识别各类紧固件的图示符号，正确理解机械图纸中的标准件表达，并合理选择适用于不同场景的连接方案。这些知识将为您的机械设计与制造奠定坚实基础。紧固件和连接件简介紧固件的定义紧固件是用于连接两个或多个物体，使其形成可靠连接的机械零件。它们在机械装配中起着至关重要的作用，确保机械系统的稳定性和安全性。紧固件的主要功能紧固件的主要功能包括固定、连接、定位、传递力和运动等。它们能够实现零部件之间的可拆卸或永久性连接，满足不同工程需求。常见紧固件类型常见的紧固件类型包括螺纹紧固件（如螺栓、螺母、螺钉）、非螺纹紧固件（如销、键、铆钉）以及特殊紧固件（如卡环、卡簧、压板）等。紧固件作为机械产品中使用最广泛的标准件之一，其规格和特性已被国家标准严格规定。了解不同类型紧固件的特性和应用场景，是机械设计师必备的基础知识。紧固件在机械制图中的意义标准化表示机械制图中的紧固件采用标准化符号和简化表示法，大大提高了图纸的绘制效率和阅读清晰度。设计规范标准紧固件在图纸中通常不需要详细绘制，而是按照国家标准使用特定符号和代号表示，确保设计的统一性和规范性。工程应用紧固件在机械设计中用于实现部件间的可靠连接，合理选择和正确标注紧固件直接影响产品的装配效率和使用性能。在机械制图中，紧固件的正确表示不仅体现了设计者的专业素养，也是确保产品制造和装配顺利进行的关键。熟练掌握紧固件的标准表示法，能够有效提高制图质量和设计效率。常用紧固件分类总览不同类型的紧固件各有其特点和适用范围，机械设计师需要根据连接的具体要求（如载荷大小、工作环境、装拆频率等）选择最合适的紧固件类型。螺纹紧固件包括螺栓、螺钉、螺母、垫圈等，利用螺纹原理实现连接和紧固功能。具有良好的可拆卸性结构简单，使用方便非螺纹紧固件包括销、键、铆钉等，不依靠螺纹而是通过其他机械原理连接零部件。结构紧凑，承载能力强安装简便，成本较低特殊连接件包括卡簧、弹性挡圈、压板等，适用于特定连接需求的专用紧固元件。具有特殊功能和性能适用于特定工况条件螺纹基础知识螺纹的定义螺纹是在圆柱体或圆锥体表面上沿螺旋线形成的具有一定截面形状的连续突出部分。它是通过刀具切削或模具成形等方法加工而成的，其基本原理是将斜面缠绕在圆柱或圆锥表面上形成的空间曲线结构。螺纹的分类按制式分：公制螺纹、英制螺纹、美制螺纹等按牙型分：三角形、梯形、锯齿形、矩形等按旋向分：右旋螺纹、左旋螺纹按螺纹数分：单线螺纹、多线螺纹按用途分：紧固螺纹、传动螺纹、密封螺纹等螺纹是现代机械工程中最常用的机械元件之一，它不仅用于紧固连接，还广泛应用于运动传递、精密调节等场合。了解螺纹的基本知识是机械设计的重要基础。螺纹的主要参数螺纹大径外螺纹的最大直径或内螺纹的最大槽径，是螺纹的基本尺寸和命名依据。螺纹小径外螺纹的最小直径或内螺纹的最小槽径，影响螺纹的强度计算。螺纹中径螺纹牙型中假想圆柱体的直径，是计算螺纹啮合长度和测量螺纹精度的重要参数。螺距与牙型角螺距是相邻两牙对应点的轴向距离，牙型角是螺纹牙型截面上两侧面的夹角，决定了螺纹的自锁性能。正确理解和标注螺纹参数是进行机械设计和制图的基础。在实际工程应用中，需要根据不同的工作条件和要求选择合适的螺纹参数，以确保螺纹连接的可靠性和安全性。螺纹剖视图与表示法主视图表示在机械制图中，螺纹的主视图表示为平行于轴线的两条实线，表示螺纹大径；内部用细实线表示螺纹小径。对于剖视图，螺纹部分不做剖切处理。俯视图表示螺纹的俯视图通常用一个大于180°的圆弧表示，该圆弧约为270°，表示螺纹的起止位置。这种表示方法简化了绘图过程，同时保持了图纸的清晰度。省画法应用为提高制图效率，螺纹通常采用省画法，即只在螺纹起始和结束处画出几个完整的螺旋线，中间部分用平行线简化表示。这种方法既节省了绘图时间，又能清晰表达螺纹信息。机械制图中的螺纹表示法是一种约定俗成的简化方法，旨在提高制图效率同时保持图纸的专业性和可读性。掌握标准的螺纹表示法是机械制图的基本技能。螺纹标注方法基本标注格式螺纹的基本标注格式为：代号+大径+螺距。如"M10×1.5"表示公制粗牙螺纹，大径为10mm，螺距为1.5mm。标注应清晰、完整，位置靠近螺纹部位。国家标准举例根据GB/T196-2003标准，公制螺纹标注以"M"开头，如M8；管螺纹以"G"开头，如G1/2；梯形螺纹以"Tr"开头，如Tr20×4。标注时应遵循相应的国家标准规范。常见错误分析常见错误包括：螺纹代号使用错误（如将公制误标为英制）、螺纹精度等级标注遗漏、左旋螺纹未标注LH等。这些错误会导致制造和装配问题，应当避免。正确的螺纹标注是机械制图的重要内容，它直接影响零件的制造和装配质量。工程师应熟练掌握各类螺纹的标准标注方法，确保设计意图准确传达到生产环节。螺纹连接的分类外螺纹与内螺纹外螺纹是在圆柱或圆锥外表面上的螺纹，如螺栓、螺杆；内螺纹是在孔内表面上的螺纹，如螺母、螺纹孔。两者配合使用形成完整的螺纹连接。紧固功能螺纹主要用于连接和固定零部件，如普通螺栓、螺钉连接。这类螺纹通常采用三角形螺纹牙型，具有较大的摩擦力和自锁性能，能够在振动条件下保持连接稳定。调整功能螺纹用于精确调节位置或传递运动的螺纹，如丝杠、调整螺钉等。这类螺纹常采用梯形或矩形牙型，具有较高的传动效率和精度，适用于需要精确控制的场合。不同类型的螺纹连接具有不同的特点和应用场景。在进行机械设计时，应根据连接的具体需求（如承载能力、调节精度、装拆频率等）选择合适的螺纹类型，以确保连接的可靠性和功能性。机械图样中的螺纹符号螺纹类型符号示例应用场合公制普通螺纹MM10一般紧固连接管螺纹GG1/2"液压气动管路连接梯形螺纹TrTr20×4传动螺纹，如丝杠锯齿形螺纹SS80×20单向传力场合圆锥管螺纹RR1/2"密封性要求高的管路机械图样中的螺纹符号是表达螺纹类型和规格的简洁方式，每种螺纹符号都对应特定的国家标准。正确理解和使用这些符号，对于准确传达设计意图和确保生产制造符合要求至关重要。在实际应用中，除了基本符号外，还需根据需要添加螺纹精度等级、左旋标记、长度等附加信息，以完整表达螺纹的技术要求。常见螺栓简介螺栓功能实现零部件可拆卸连接的标准紧固件基本结构由头部和带有外螺纹的杆部组成主要分类按头部形状：六角头、方头、T型头等应用领域机械设备、建筑结构、交通工具等各类工程连接螺栓是机械工程中应用最广泛的紧固件之一，其特点是与螺母配合使用，通过拧紧产生预紧力，实现零部件之间的可靠连接。螺栓连接的优点在于可重复拆装、结构简单、标准化程度高。选择合适的螺栓类型需考虑多种因素，包括载荷大小、空间限制、安装方式、防松要求以及环境条件等，以确保连接的安全性和可靠性。螺栓的标准代号GB/T5780六角头螺栓标准六角头螺栓的国家标准代号，规定了其尺寸、公差及技术要求GB/T5781六角头细杆螺栓规定了六角头细杆螺栓的各项技术参数和规格要求GB/T70.1内六角螺栓内六角圆柱头螺栓的国家标准编号，详细说明了其结构和规格螺栓的标准代号是机械设计和采购中的重要依据，它包含了螺栓的类型、尺寸规格、材料等级和表面处理等关键信息。例如，完整的螺栓标注格式为"GB/T5780-M10×50-8.8-A"，其中GB/T5780为标准号，M10表示公制10mm螺纹，50为长度，8.8为强度等级，A为表面处理代号。熟悉螺栓标准代号体系对于正确选择和标注螺栓至关重要，可避免设计和采购中的混淆和错误。六角头螺栓详解头部结构六角头螺栓的头部呈六边形，便于使用扳手拧紧。头部的六角对边距离(S)是选择扳手规格的依据，其尺寸与螺栓直径成比例关系。杆部特征杆部包括光杆段和螺纹段。螺纹长度通常为螺栓直径的2-2.5倍加上螺母厚度。对于较长的螺栓，螺纹长度有特定规定，以满足不同连接需求。应用范围六角头螺栓广泛应用于需要较大拧紧力矩的场合，特别是在重型机械、钢结构和需要频繁装拆的设备中。其标准化程度高，便于批量采购和库存管理。六角头螺栓是最常用的螺栓类型，根据GB/T5780和GB/T5782标准，它们按头部高度分为两类：全尺寸头（H）和低头（H2）。选择时应考虑空间限制和扳手操作便利性。方头螺栓及特殊螺栓方头螺栓具有方形头部，适用于需要防止旋转或需要大扭矩的场合，常见于重型机械和古老设备中。其特点是抗扭能力强，但需要较大的安装空间。半圆头螺栓头部为半球形，主要用于装饰性连接或需要平滑表面的场合。吊环螺栓则专为起吊设计，头部为环状，可连接吊装工具。T型螺栓和U型螺栓分别适用于T形槽固定和管道固定等特殊应用场景。这些特殊螺栓的选择应基于具体的工程需求和使用环境。螺栓的装配实例准备工作检查螺栓规格和连接件孔径匹配安装过程螺栓穿过连接件并与螺母拧紧紧固确认按规定扭矩拧紧并检查防松措施在典型的螺栓连接装配中，螺栓穿过两个或多个待连接零件的通孔，在另一端与螺母配合拧紧，形成稳固的连接。通常在螺母与被连接件之间加装平垫圈，以增大支承面积并保护被连接表面；在螺栓头下也可加装垫圈，起到类似作用。复杂的机械装配中，螺栓连接可能需要考虑预紧力控制、防松设计、应力分布等因素。例如，在汽车发动机缸盖连接中，螺栓的拧紧顺序和力矩都有严格规定，以确保密封性和连接可靠性。螺母基础知识螺母的定义与功能螺母是带有内螺纹的紧固件，与外螺纹件（如螺栓、螺杆）配合使用，形成可拆卸连接。其主要功能是将外螺纹件固定在适当位置，防止松动，同时提供预紧力以确保连接的可靠性。螺母通过其内螺纹与外螺纹件啮合，在拧紧过程中产生轴向预紧力，实现紧固作用。合理选择螺母类型和规格对连接的安全性至关重要。螺母的分类与代号按形状分类，常见螺母包括六角螺母、方螺母、翼形螺母、圆螺母等。按功能分类，有普通螺母、自锁螺母、法兰螺母等特殊类型。螺母的标准代号遵循国家标准体系，如GB/T6170代表普通六角螺母，GB/T6177代表六角薄型螺母。标准代号后通常跟随螺纹规格和强度等级等信息，如"M10-8"表示公制10mm螺纹，强度等级为8级的螺母。螺母的选择应与螺栓相匹配，不仅要考虑螺纹规格的一致性，还要考虑材料、强度等级以及使用环境等因素。例如，在振动环境中应选用防松螺母，在承受大载荷的场合应选用高强度螺母。六角螺母标准GB/T6170标准规定了普通六角螺母的技术要求和尺寸规格。该标准覆盖了从M1.6到M64的各种规格螺母，明确了其基本尺寸、公差等级和材料要求。根据此标准，六角螺母的高度(H)、对边宽度(S)和对角宽度(E)等关键尺寸都有明确规定，确保与螺栓的正确配合。在螺母与螺栓配合使用时，两者的强度等级应当匹配。一般情况下，螺母的强度等级应不低于螺栓，以确保在受力情况下，螺栓先于螺母达到屈服状态。例如，8.8级螺栓通常与8级或更高等级的螺母配合使用。其他类型螺母方螺母方螺母具有方形外轮廓，主要用于需要大扭矩或防止旋转的场合，如重型机械设备和模具固定。其优点是抗扭能力强，可承受较大的扭矩，但体积较大，占用空间多。锁紧螺母锁紧螺母设计用于防止螺纹连接在振动环境下松动，包括尼龙嵌入式自锁螺母、开槽螺母、全金属自锁螺母等多种类型。这类螺母通过增加摩擦或变形来实现防松功能。蝶形螺母蝶形螺母（又称翼形螺母）两侧有翼状把手，便于手动拧紧，适用于需要频繁拆装且不需要工具的场合，如家具组装和简易设备中。其缺点是无法承受较大的负载。除了常见的六角螺母外，各种特殊类型螺母在特定应用场合发挥着重要作用。例如，法兰螺母带有扩大的支承面，可减小螺母与被连接件的接触应力；盖形螺母顶部封闭呈圆顶状，起到保护外露螺纹和装饰作用；球面螺母与球面垫圈配合使用，可补偿连接面的倾斜。螺栓与螺母的装配关系配合等级螺纹配合等级分为精密级、中等级和粗糙级，分别用数字1、2、3表示。如2类配合最为常用，适用于一般机械零件；1类配合用于精密机械；3类配合用于粗糙结构件。间隙配合大多数螺纹连接采用间隙配合，即内螺纹的最小直径大于外螺纹的最大直径。这种配合方式便于装配和拆卸，但会导致连接处存在微小间隙，影响定位精度。公差控制螺纹公差用公差带标识，如"6g"表示外螺纹公差带，"6H"表示内螺纹公差带。这些代号规定了螺纹尺寸的允许变动范围，确保螺纹连接的互换性和功能性。螺栓与螺母的配合质量直接影响连接的可靠性和使用寿命。在设计和制造过程中，需要根据工作条件和功能要求选择合适的配合等级和公差带。例如，承受动态载荷的重要连接应选用较高精度等级的配合；而普通结构连接则可使用标准的2类配合。螺杆与双头螺柱螺杆特点螺杆是指全长或大部分长度带有螺纹的杆状零件，根据螺纹长度和分布可分为全螺纹螺杆和部分螺纹螺杆。螺杆通常用于连接两个带有螺纹孔的零件，或作为调节机构的传动元件。常见的螺杆包括普通螺杆、调节螺杆和传动螺杆等。在机械制图中，螺杆的表示与螺栓类似，但通常不绘制头部，而是将两端都表示为螺纹端。双头螺柱应用双头螺柱(又称双头螺栓或短螺柱)是两端均有外螺纹的连接件，中间通常为光杆。双头螺柱广泛应用于一端需要永久固定而另一端需要频繁拆装的场合，如发动机缸盖连接、泵体法兰连接等。安装双头螺柱时，一端旋入基座的螺纹孔中固定，另一端通过螺母与被连接件紧固。这种连接方式比普通螺栓更适合空间受限或需要频繁拆装的场合。在设计使用螺杆或双头螺柱时，需要考虑多种因素，包括承载能力、安装空间、预紧力要求以及防松性能等。特别是在高温、高压或振动环境下，还需考虑材料的耐高温性能和疲劳特性，以确保连接的长期可靠性。垫圈及弹簧垫圈平垫圈功能平垫圈是一种环形金属片，安装在螺栓和被连接件之间，其主要功能包括：增大支承面积，减小螺母或螺栓头对被连接件的压力；保护被连接件表面，防止螺栓拧紧时造成磨损；填补孔隙，弥补制造误差；在某些情况下还可以起到密封作用。弹簧垫圈原理弹簧垫圈是一种带有弹性的开口环形垫圈，也称为"弹性垫圈"或"开口弹簧垫圈"。其防松原理是利用垫圈的弹性变形产生附加轴向力，增加螺纹副的摩擦力，从而防止松动。当螺母受到振动时，弹簧垫圈的弹力能够保持螺纹连接的预紧力。垫圈的选择选择垫圈时需要考虑多种因素：垫圈内径应与螺栓直径匹配；外径要适合被连接件的孔径和支承面要求；垫圈厚度影响预紧力的稳定性；材料应与螺栓、螺母及工作环境相兼容。在高温、腐蚀性或特殊环境中，需要选择特殊材质的垫圈。在现代工程实践中，弹簧垫圈的防松效果有限，特别是在重载或强烈振动条件下。因此，在关键连接中，往往采用更可靠的防松措施，如尼龙嵌入式自锁螺母、双螺母锁紧或螺纹锁固剂等。平垫圈则因其简单有效的功能，仍广泛应用于各类螺纹连接。销类连接件概述圆柱销最常见的销类型，结构简单，为均匀直径的圆柱体。主要用于定位、固定和传递剪切力，适用于不需要频繁拆装的连接。圆锥销呈圆锥形，锥度通常为1:50。适用于需要精确定位的场合，安装后能自动定心，防止松动，但拆卸较困难。开口销一端带有开口的销，可弯折防止脱出。主要用于防止螺母、轴承等零件松动或轴向移动，不承受主要载荷。弹性销带有纵向槽或螺旋槽的柱销，安装时产生径向弹力。能适应孔径公差，减少震动松动，便于拆装。4销类连接件在机械设计中具有重要作用，不仅可以实现零件间的定位和连接，还能传递一定的力和运动。与螺纹连接相比，销连接结构更为简单，装配方便，但拆卸性较差。在选择销类连接时，应根据具体工况考虑载荷大小、定位精度要求、装拆频率等因素。销的制图表示主视图表示销的主视图通常表示为两条平行线，表示销的外轮廓。如果销穿过零件，则在零件的剖视图中，销不做剖切处理，而是用实线表示其轮廓。俯视图表示销的俯视图表示为圆，对于圆柱销为完整圆，对于圆锥销则表示为锥形轮廓。开口销在俯视图中需表示出开口部分。标注要点销的标注主要包括销的类型、直径和长度。如"GB/T119.2-Φ8×40"表示直径8mm、长度40mm的重型圆柱销。位置尺寸标注应明确销的正确位置。装配结构画法在装配图中，销与孔的配合关系应明确表示。装配关系通常采用过盈配合或过渡配合，确保销在使用过程中不会松动。销的端部处理方式(如平头、锤击变形等)也应在图中表示。销的制图表示虽然简单，但需要注意细节，特别是在装配图中。正确的表示方法有助于制造和装配人员理解设计意图，确保销正确安装并发挥其功能。在复杂装配中，可以使用序号标注并在明细表中详细说明销的规格和数量。平键与花键连接件平键连接原理平键是一种安装在轴和轮毂之间键槽内的条形零件，主要用于传递轴与轮毂之间的扭矩。平键通过其剪切强度承受工作载荷，防止轴与轮毂之间的相对转动。平键连接的特点是结构简单，制造和装配方便，成本低，但传递扭矩能力有限，且容易产生应力集中。在低速、中小功率传动系统中应用广泛。花键连接功能花键连接是在轴和轮毂上加工多个齿形，通过这些齿的啮合来传递扭矩。相比平键，花键连接具有更大的接触面积，能传递更大扭矩，受力更均匀，减少应力集中。花键连接主要用于高负荷、变速传动装置中，如汽车变速箱、工程机械动力传动系统等。花键可分为直齿花键和渐开线花键，后者具有更好的载荷分布特性。在选择平键还是花键连接时，需要考虑多种因素：传递扭矩大小、工作转速、轴向移动需求、制造成本以及装配和维护便利性等。对于需要频繁拆装或需要轴向移动的场合，花键连接更为适合；而对于简单、低成本的固定连接，平键则是更经济的选择。平键种类与表示平键按照截面形状分为多种类型：矩形平键是最常用的类型，截面为矩形，上下面平行；半圆键上表面平直，下表面为半圆形，适用于轻载荷场合；楔形键呈楔形截面，上下面有1:100的斜度，能够自锁，防止松动；切向键是成对使用的、相互垂直的平键，用于传递较大扭矩。在机械制图中，平键通常在主视图中表示为矩形，在俯视图中根据其类型有不同表示。标准平键的标注方式为"GB/T1096-b×h×L"，其中b为宽度，h为高度，L为长度。在装配图中，平键与键槽的配合关系应明确标示，通常采用过盈或过渡配合，确保连接的可靠性。键槽的设计与表示轴上键槽轴上键槽是沿轴向加工的凹槽，用于容纳平键。其深度通常为平键高度的一半，宽度与平键宽度相同。轴上键槽会降低轴的强度，形成应力集中区，因此在设计时应考虑疲劳强度影响。轮毂键槽轮毂键槽是在轮毂内孔上加工的凹槽，与轴上键槽配合容纳平键。其深度为平键高度的另一半，宽度同样与平键宽度匹配。轮毂键槽的加工精度直接影响连接的稳定性和同轴度。尺寸标注键槽的尺寸标注包括宽度、深度和长度三个主要参数。在工程图中，键槽位置通常由端面到键槽中心的距离确定。键槽的尺寸公差应与平键的公差配合，确保良好的装配关系。键槽的设计和制图表示需要特别注意几个方面：键槽端部通常设计为圆弧状，减少应力集中；键槽的加工方法（铣削、拉削或插削）影响其尺寸精度和表面质量；在高速或重载条件下，可能需要考虑多键设计或采用其他连接方式，以提高连接的可靠性和使用寿命。花键连接结构花键类型主要特点适用场合标准代号直齿花键径向定位，加工简单普通传动，轻中载荷GB/T3478渐开线花键齿形强度高，受力均匀重载荷，精密传动GB/T5580三角形花键自定心性好，径向游隙小需要高精度定位场合特殊标准花键连接的主要参数包括：模数（决定齿的大小）、齿数（影响传递扭矩能力）、压力角（影响齿的强度和啮合性能）以及基准直径（齿形计算的依据）。这些参数综合决定了花键的承载能力和使用特性。在机械制图中，花键的表示方法主要有两种：简化表示法，仅画出花键的基本轮廓和中心线；详细表示法，绘制齿形的准确形状和尺寸。花键的标注通常包括类型、模数、齿数和基准直径等信息，如"GB/T3478-19838×32×40×6"表示模数为8、外径32mm、内径40mm、齿数为6的直齿花键。铆钉和铆接件铆接原理利用铆钉塑性变形形成永久性连接2铆钉结构由钉头和钉杆两部分组成铆接方式冷铆、热铆、气动铆接等多种工艺应用领域飞机蒙皮、桥梁结构、压力容器等铆接是一种古老而可靠的永久性连接方法，特别适用于连接薄板材料。铆接的工作原理是将铆钉穿过预先钻好的孔，然后将露出的钉杆端部锤击或压制变形，形成另一个钉头（称为铆帽），从而将连接件紧固在一起。铆接连接的优点是结构简单、重量轻、成本低，且不需要特殊的表面处理。铆接连接在振动环境中表现良好，不易松动。但其缺点是不可拆卸，拆除时会损坏铆钉和可能损伤被连接件。尽管焊接和螺栓连接在许多领域已部分取代铆接，但在航空航天、轻金属结构等领域，铆接仍然是首选的连接方式。常用铆钉类型半圆头铆钉最常用的铆钉类型，钉头呈半球形。适用于一般结构连接，钉头外露不影响外观和功能的场合。其优点是受力性能好，成型容易，应用范围广。常用于桥梁、车厢等重型结构的连接。扁圆头铆钉钉头为低矮的球冠形，高度约为半圆头的一半。适用于需要较小头部突出量的场合，如薄板连接和外观要求较高的结构。常见于家具、箱包等轻型产品中。沉头铆钉钉头呈锥形，安装后与被连接件表面齐平或略低。适用于需要平滑表面的场合，如飞机蒙皮、传送带等。安装时需对连接件进行沉孔加工，以容纳铆钉头部。此外，还有许多特殊类型的铆钉，如管状铆钉（中空结构，适用于软材料连接）、爆炸铆钉（通过内部爆炸力成形，用于难以触及的位置）、抽芯铆钉（单面操作即可完成铆接，广泛用于维修和薄板连接）等。铆钉的材料通常与被连接件材料相同或相近，以避免电化学腐蚀。常用的铆钉材料包括低碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金等。在高强度应用中，可能会使用特殊合金材料制造的铆钉。铆接件的制图要点铆钉表示在机械制图中，铆钉通常简化表示。主视图中，未铆接前的铆钉用实线表示，铆接后形成的铆帽用细实线表示。剖视图中，铆钉不做剖切处理，而是用实线表示其外轮廓。标准铆钉可采用规定的简化符号表示。铆接装配描述铆接装配图应清晰表示铆钉的排列方式、间距和边距。对于多排铆钉，需标注排距、行距和铆钉中心距。铆接图中还应标注铆钉的型号、尺寸和数量，可在零件明细表中详细说明。力学性能表达铆接结构的强度主要取决于铆钉的剪切强度和连接件的挤压强度。在重要结构的制图中，应明确标注铆接的计算依据，如设计载荷、安全系数等。对于承受交变载荷的结构，还需考虑疲劳强度和应力分布。在铆接结构的制图中，需要特别注意几个方面：铆钉间距应合理设置，一般为铆钉直径的3-5倍；边距通常为铆钉直径的1.5-2倍；铆钉排列应考虑载荷分布，避免应力集中；对于厚板连接，可能需要使用沉孔铆钉或考虑分层铆接。铆接质量的检验方法也应在技术要求中明确，包括外观检查、尺寸测量、紧固度测试等。对于重要结构，可能还需要进行无损检测，如超声波或X射线检查，以确保铆接质量。销钉与开口销销钉结构销钉是具有一定强度的杆状紧固件，通常一端带有头部，另一端可能有孔用于安装开口销。主要用于连接零件或传递较小的剪切力，也可用作定位件防止零件旋转。开口销功能开口销是一端带有开口的细杆，插入销钉或其他零件的孔中后，开口端弯折成两个分支，防止开口销自身脱出。它不承受工作载荷，仅起到防松防脱的辅助作用。配合应用销钉和开口销常配合使用，形成可靠的防松装置。典型应用包括轴与轮毂的连接、销轴的轴向固定、调整装置的位置锁定等。这种配合方式结构简单，拆装方便。在机械制图中，销钉通常以实线表示其轮廓，头部形状根据实际类型绘制。开口销则需要表示其开口和弯折状态，通常在主视图中显示其侧面形状，在俯视图中表示开口。标准销钉和开口销可按国家标准简化表示。销钉和开口销的材料一般为中碳钢或不锈钢，具体选择应考虑工作环境、载荷条件和与连接件材料的兼容性。在高温、腐蚀性环境或特殊场合，可能需要使用耐热钢、铜合金或特种合金材料的销钉和开口销。自攻螺钉及紧定螺钉自攻螺钉特点自攻螺钉是一种能够在安装过程中自己形成或切削内螺纹的螺钉，无需预先在连接件中攻丝。其螺纹部分通常具有特殊的牙型和硬度，能够在某些材料中（如塑料、薄金属板、木材等）直接攻丝并固定。自攻螺钉按工作原理可分为：切削型（安装时切削材料形成螺纹）和挤压型（通过塑性变形在材料中形成螺纹）。其优点是安装简便，减少加工工序，特别适用于批量生产和不便于反面操作的场合。紧定螺钉应用紧定螺钉（又称止动螺钉或固定螺钉）是一种用于固定两个零件相对位置的螺钉，通常不承受主要工作载荷。它通过端部顶住或嵌入另一零件表面，防止相对运动。紧定螺钉的端部形状多样，包括平端、尖端、杯端等，适用于不同的固定需求。头部形式有内六角、开槽、十字槽等多种，便于使用不同工具拧紧。紧定螺钉广泛用于轴上零件的轴向固定、相对位置调整以及临时固定等场合。在机械制图中，自攻螺钉和紧定螺钉的表示方法与普通螺钉类似，但需注明其特殊类型和功能。标注时应遵循相应的国家标准，明确标明螺钉类型、规格和材料等信息。对于紧定螺钉，还应标明其安装方式和防松措施（如点固、防松胶等）。压板与止动件压板类型压板是一种通过螺栓或螺钉紧固来固定其他零件的机械元件。常见类型包括T形压板、直角压板、V形压板等。T形压板适用于T槽工作台上固定工件；直角压板用于垂直面的紧固；V形压板则专门用于固定圆柱形零件。止动环结构止动环（又称卡环或挡圈）是安装在轴或孔的环形槽内，用于限制零件轴向移动的环状元件。常见类型有轴用弹性挡圈（外卡环）和孔用弹性挡圈（内卡环）。它们通过自身的弹性在安装时扩张或收缩，安装后恢复原状，牢固卡在槽内。止动垫圈应用止动垫圈是一种带有防松功能的特殊垫圈，如锯齿垫圈、带舌片垫圈、折边垫圈等。这些垫圈通过增加摩擦或机械锁止方式，防止螺纹连接在振动环境下松动。在重要连接或安全要求高的场合，止动垫圈是常用的防松措施。压板和止动件虽然结构简单，但在机械装配中发挥着重要作用。正确选择和使用这些元件，可以简化结构设计，提高装配效率，并确保机械系统的可靠运行。在制图时，应准确表示这些元件的尺寸、位置和安装方式，并在必要时提供装配说明。常用连接件实例展示螺栓连接螺钉连接销连接键连接铆接其他在实际机械装配中，不同类型的连接件根据其特性和功能在不同场合发挥作用。螺纹连接因其可拆卸性和标准化程度高，使用最为广泛，约占所有连接的60%。销和键类连接适用于需要精确定位或传递扭矩的场合，而铆接则在永久性连接中具有优势。在选择连接件时，需要综合考虑多种因素：连接的功能要求（如传递载荷类型、定位精度）、使用环境（如温度、腐蚀条件）、装拆要求（如频率、便利性）、成本和制造工艺等。例如，在高温环境下，可能需要选择特殊材质的螺栓；在振动条件下，则需要考虑可靠的防松措施。合理选择和正确使用连接件，是确保机械系统安全可靠运行的基础。机械制图中的标准件简化画法轮廓简化标准件如螺栓、螺母、垫圈等在制图时通常采用简化轮廓表示。例如，六角螺栓头部可简化为正六边形，不画倒角和倒圆；内六角螺钉的内六角孔可省略不画。这种简化既提高了制图效率，又保持了图纸的清晰度。剖视简化在剖视图中，标准紧固件如螺栓、螺钉、销、键等通常不做剖切处理，而是用实线表示其外轮廓。这一规定基于这些零件通常为实心结构，剖切后反而会增加图形复杂度。而对于螺母、轮毂等带有孔的零件，则应按正常规则进行剖切表示。螺纹省略对于螺纹连接，可采用省略画法，即不详细绘制螺纹的每个牙型，而是用规定的符号表示。外螺纹用平行于轴线的实线表示大径，用平行于轴线的细实线表示小径；内螺纹则相反。这种表示方法大大简化了螺纹的绘制工作。标准引用对于完全符合国家标准的零件，可直接引用其标准号和规格，而不需要详细绘制。例如，可以在图样明细表中标注"GB/T5782-M10×30"来表示一个M10、长30mm的六角头螺栓，而在图中只需绘制其简化形状。这种方式极大地提高了制图效率。标准件的简化画法是机械制图中提高效率的重要手段，但简化程度应适当，确保图纸仍能准确传达设计意图。在特殊情况下，如需要强调某些细节或特殊要求时，应适当增加必要的表示内容。紧固件的选择与组合材质选择原则紧固件材质的选择应考虑工作环境和载荷条件。普通环境下常用碳钢材质；耐腐蚀场合可选用不锈钢或铜合金；高温环境则需要耐热钢或特殊合金；对重量敏感的应用可考虑铝合金或钛合金紧固件。碳钢：成本低，强度高，适用于一般环境不锈钢：耐腐蚀，适用于潮湿或化学环境铜合金：导电性好，适用于电气连接合金钢：高强度，适用于高负荷场合强度等级标准紧固件强度等级是衡量其机械性能的重要指标。对于钢制螺栓，常用"X.Y"形式表示，如4.8、8.8、10.9等，其中X表示抗拉强度的1/100（MPa），X·Y表示屈服强度与抗拉强度之比的10倍。4.8级：低碳钢，一般用途8.8级：中碳钢调质，工程机械常用10.9级：合金钢调质，高强度应用12.9级：合金钢特殊处理，极高强度需求紧固件的组合使用需要注意材质和强度的匹配。一般原则是，螺母的强度等级应不低于配套螺栓的强度等级；垫圈的硬度应低于螺母和被连接件，以保护被连接件表面。不同材质紧固件组合使用时，需要考虑电化学腐蚀的可能性，必要时采取绝缘措施或表面处理。紧固件防松方法机械防松方法机械防松是通过增加机械元件或结构设计来防止螺纹连接松动。常见的机械防松方式包括：弹簧垫圈：通过弹性变形产生附加轴向力锁紧垫圈：带有锯齿或外翻齿的特殊垫圈，增加摩擦双螺母锁紧：两个螺母相互抵紧开口销：穿过螺栓或螺母上的孔，防止旋转自锁螺母：带有尼龙嵌入物或变形金属部分止动垫片：专用垫片，一部分弯折抵住螺母或螺栓头化学防松技术化学防松是利用特殊材料填充螺纹间隙，增加摩擦或形成粘结作用。主要包括：螺纹锁固剂：液态胶剂，固化后形成聚合物填充螺纹间隙微胶囊涂层：预涂在螺纹上，安装时破裂释放粘合剂厌氧胶：在无氧环境中固化的特殊胶剂密封胶：既有防松作用又能防止介质泄漏化学防松方法根据拆卸难易度分为低强度（手工可拆）、中强度（使用工具可拆）和高强度（需加热才能拆卸）三类，应根据实际需求选择合适强度。选择防松方法时需考虑多种因素：工作环境（温度、介质、振动程度）、维护要求（是否需要频繁拆装）、成本限制以及安全等级等。对于关键连接或安全部件，常采用双重防松措施，如机械防松与化学防松相结合，以提高可靠性。典型防松措施案例双螺母防松双螺母防松是一种简单有效的机械防松方法。其工作原理是先将主螺母（靠近被连接件的螺母）拧紧到规定扭矩，然后将第二螺母（锁紧螺母）拧紧抵住主螺母。当受到振动时，两个螺母会相互抵紧，增加解锁所需力矩，有效防止松动。开口销固定开口销固定是一种可靠的防止螺母旋转的方法。实施时，需要螺栓或螺母上有预先设计的通孔。安装开口销后，其两端弯折成分叉状，牢固固定在位。这种方法适用于不需要精确控制预紧力且需要明显防松标志的场合，如飞机结构件连接。点固防松点固是一种通过局部变形防止螺纹连接松动的方法。常见的做法是在螺母安装后，用冲头在螺母和螺栓的连接处捣出小凹坑，或将螺纹端部轻微锤击变形。这种方法简单经济，但会损伤螺纹，不适合需要多次拆装的场合。在实际工程应用中，防松措施的选择需要根据具体工况条件进行。例如，在高温环境下，尼龙自锁螺母可能失效，此时可考虑全金属锁紧螺母或点固方式；在需要精确控制预紧力的场合，如发动机缸盖螺栓，通常采用转角法拧紧配合高强度螺纹锁固剂；在极端振动环境下，如发动机支架连接，可能需要组合多种防松措施以确保安全。紧固件常见失效形式螺纹滑丝螺纹滑丝是指螺纹在载荷作用下发生剪切破坏的现象。主要原因包括：超载使用、材料选择不当、螺纹加工质量差或螺纹长度不足。预防措施包括选用合适强度的材料、确保足够的螺纹啮合长度（通常为螺纹直径的1.5倍以上）以及控制紧固扭矩。疲劳断裂在交变载荷作用下，即使应力水平低于材料的屈服强度，螺栓也可能发生疲劳断裂。典型特征是断面上有贝壳状疲劳纹。预防疲劳断裂的方法包括：增加预紧力、避免应力集中（如螺纹根部过渡圆角处理）、选用高强度材料以及表面强化处理。锈蚀磨损在潮湿或腐蚀性环境中，紧固件可能发生锈蚀，导致强度下降、拆卸困难甚至完全失效。同时，在振动条件下，螺纹接触面之间的微小相对运动可能导致磨损，称为"微动磨损"。防护措施包括选择耐腐蚀材料、表面处理（如镀锌、发黑）以及使用防锈油脂。除上述常见失效形式外，紧固件还可能因超载拉伸断裂、过度扭转破坏、高温蠕变或材料氢脆等原因失效。在设计和维护中，应根据工作条件全面分析可能的失效模式，采取相应的预防措施。对于关键连接，可考虑定期检查和预防性更换，确保系统安全可靠运行。结构联接方案比较比较项目螺纹连接焊接连接拆卸性可拆卸，便于维修不可拆卸，维修困难连接强度中等，取决于螺栓强度高，可达母材强度成本中等，标准件成本低低，但需专业设备和技术装配效率较高，适合批量生产较低，需焊接和检验时间密封性需额外密封措施良好，可实现自密封抗疲劳性较差，需预紧力控制良好，但焊缝处有应力集中螺纹连接和焊接是两种最常用的金属结构连接方式，各有优缺点。螺纹连接的最大优势在于可拆卸性，便于装配、调整和维修；缺点是需要额外空间和部件，且在振动条件下可能松动。焊接连接则提供了最高的强度和良好的密封性，但不便于拆卸，且对材料和工艺要求较高。在实际工程应用中，常根据功能需求选择最合适的连接方式，有时甚至将多种连接方式结合使用。例如，在压力容器中，可能使用法兰螺栓连接实现可拆卸的主体连接，而采用焊接方式固定内部管道和支架。在设计过程中，应综合考虑强度要求、使用环境、维护需求以及成本等因素，选择最优的连接方案。紧固件连接工艺简述前期准备包括连接表面清洁、检查零件尺寸公差、准备螺纹防松措施（如防松垫圈或螺纹胶）以及备齐所需工具和紧固件。对于精密连接，可能需要检查螺纹质量和螺栓直线度。初步安装将螺栓穿过连接件，安装垫圈和螺母，手工拧紧至初步接触。对于多个螺栓的连接，应按规定顺序进行，通常采用对角或交叉顺序，确保均匀受力。某些场合需要使用定位工装辅助安装。拧紧操作使用扭矩扳手或其他拧紧工具，按照设计要求的扭矩值拧紧螺栓。拧紧过程通常分为多个阶段，如50%、80%和100%目标扭矩，以确保载荷均匀分布。对于关键连接，可能采用转角法或超声波测量等高精度拧紧控制方法。质量检验检查拧紧扭矩是否符合要求，防松措施是否到位，连接件是否对齐等。对于关键连接，可能需要进行标记，便于后续检查是否松动。在某些高要求场合，还需进行无损检测，确认螺栓受力状态。紧固件连接工艺看似简单，但在许多工程应用中，特别是航空航天、核能、高速铁路等领域，拧紧工艺有着严格的规定和控制。例如，发动机缸盖螺栓通常需要按特定顺序、特定扭矩和转角进行分阶段拧紧；风力发电机主轴承连接螺栓则可能采用液压同步拧紧技术确保均匀预紧力。汽车行业常用紧固件发动机连接紧固件高强度螺栓与特殊材质垫片配合底盘悬架紧固系统防松自锁螺母与硬化处理螺栓组合车身结构连接件各类铆钉与特殊形状卡扣配合使用汽车工业是紧固件的最大应用领域之一，一辆普通轿车含有约1,500-3,000个各类紧固件。车轮螺栓采用高强度锥头设计，既提供紧固力又确保定位精度；发动机缸盖采用特殊的拉伸螺栓，能在高温条件下保持稳定的预紧力；悬架系统则广泛使用带有尼龙嵌件的自锁螺母，防止在振动条件下松动。汽车紧固件的特点是高强度、高可靠性和标准化程度高。许多紧固件采用专用设计以适应特定需求，如快速装配需求的卡扣式紧固件、防盗设计的特殊头型螺钉等。随着汽车轻量化趋势，高强度铝合金、钛合金等轻质材料紧固件也越来越多地应用于高端车型。汽车制造商通常有严格的紧固件认证和质量控制体系，确保每个紧固件都符合安全标准。机械制造常见连接件组例在工业机械设备中，连接件的选用遵循"功能优先、成本合理"的原则。数控机床主轴系统通常采用高精度预紧螺栓配合键连接，确保刚性传动和精确定位；工业输送设备则大量使用防松螺栓和专用链接件，适应连续运行的振动环境；机械手臂关节处常采用特殊轴承与紧固组件的复合连接，兼顾转动灵活性和结构强度。不同行业的机械设备对连接件有不同的特殊要求。食品机械需要使用无污染、易清洗的不锈钢紧固件；印刷设备要求连接件具有高精度和稳定性；矿山设备则强调耐磨损和易维护性。在设计机械设备时，应根据具体工况选择合适的连接方案，必要时可定制专用连接件以满足特殊需求。建筑机械中的连接应用钢结构连接高强度大直径螺栓组，通常采用10.9级以上螺栓配合硬化垫圈，确保连接强度和疲劳寿命。吊装设备特种安全紧固件，如自锁螺母、双重防松装置等，确保在振动和动态载荷下的连接可靠性。传动装置精密螺栓配合特殊键连接，要求高精度和均匀预紧力，通常采用液压拉伸技术进行安装。混凝土设备耐磨损和抗腐蚀螺栓系统，配合特殊密封垫片，适应恶劣工作环境的要求。建筑机械的特点是工作环境恶劣、载荷大且变化频繁，对连接件提出了极高要求。塔式起重机的节间连接采用高强度摩擦型螺栓，配合特定的拧紧工艺，确保结构安全；混凝土泵车的臂架铰接处使用特殊轴销连接，兼顾强度和活动性；挖掘机的履带板连接则采用特殊设计的销轴系统，适应高磨损工况。建筑机械连接件的设计规范非常严格，需遵循相关安全标准。例如，起重设备的承重连接必须符合特定的安全系数要求；高空作业平台的结构连接需要定期检查和预防性更换；土方机械的工作装置连接则需要考虑冲击载荷和磨损因素。合理选择连接方案，不仅关系到设备性能和使用寿命，更直接影响操作安全。工程案例分析一36连接螺栓数量大型换热器法兰连接的高强度螺栓总数120N·m拧紧扭矩每个M16螺栓的标准拧紧力矩值8.8强度等级选用的螺栓材料强度级别，确保安全系数本案例分析的是一台大型石化装置换热器的法兰连接系统。该设备工作温度为350°C，内部压力2.5MPa，要求连接可靠且能承受热循环。设计采用了36个M16×80的8.8级高强度螺栓，配合金属缠绕垫片和锥面垫圈，形成可靠的密封和连接。螺栓安装采用液压同步拧紧技术，按照30%、60%、100%的扭矩分三步交叉拧紧，最终扭矩值为120N·m。拧紧后，所有螺栓均做标记，便于检查是否松动。在最初运行的72小时内，进行了三次检查和补紧，此后纳入常规维护计划，每半年检查一次。这种连接方案在三年运行期内未发生泄漏，证明设计和安装工艺合理可靠。工程案例分析二精密传动连接该高速印刷设备采用了组合式连接方案：主轴与齿轮采用花键连接传递扭矩，同时使用预紧轴承和锁紧螺母确保轴向定位。这种设计既保证了传动精度，又便于维护和更换。抗振动连接设备的振动筛分系统使用了特殊设计的抗松动连接