2 螺纹连接

2.1 螺纹紧固件连接的主要类型及其应用

（表2.1-39）

表2.1-39 螺纹紧固件连接的主要类型及其应用

2.2 螺栓组连接受力分析及强度计算

2.2.1 螺栓组连接受力分析

（见表2.1-40）

表2.1-40 螺栓组连接的受力分析

（续）

注：螺栓组连接所受的工作载荷常常是以上所述四种情况的不同组合。一般情况下，对于普通螺栓连接，可按轴向载荷和倾覆力矩确定螺栓的工作拉力，按横向载荷和转矩确定连接所需的预紧力，然后求得螺栓的总拉力。对于铰制孔螺栓连接，则按横向载荷和转矩确定螺栓所受的工作剪切力进行强度计算。

表2.1-41 摩擦因数μ值

表2.1-42 接合面材料的许用挤压应力[σ_P]

注：1.R_eL为材料的下屈服强度（MPa）；R_m为材料的抗拉强度（MPa）。

2.当被连接的两接合面的材料不相同时，应按强度较弱者选取。

3.连接承受静载荷时，[σ_P]应取表中较大值；承受变载荷时，应取较小值。

2.2.2 螺栓强度计算

（表2.1-43）

表2.1-43 普通螺栓强度计算

（续）

表2.1-44 预紧系数K₀值

表2.1-45 刚性系数K_c值

表2.1-46 预紧螺栓连接的安全系数S_S

表2.1-47 许用应力幅[σ_a]计算

表2.1-48 螺纹连接件常用材料的力学性能（MPa）

2.3 螺纹连接紧固件机械性能和材料

（1）螺栓、螺钉与螺柱的机械性能和材料（表2.1-49及表2.1-50）

表2.1-49 螺栓、螺钉和螺柱的机械性能（摘自GB/T 3098.1——2010）

注：螺栓螺钉和螺柱性能等级的代号，由点隔开的两部分数宇组成：点左边的一或二位数宇表示公称抗拉强度（R_m、公称）的1/100，以MPa计；点右边的数宇表示公称屈服强度（下屈服强度）（R_eL公称）或规定非比例延伸0.2%的公称应力（R_P0.2公称）或规定非比例延伸0.0048d的公称应力（R_Pf、公称）与公称抗拉强度（R_m、公称）比值的10倍。

①数值不适用于栓接结构。

②对栓接结构d≥12。

③在紧固件的末端测定硬度时，应分别为：250HV、238HBW或HRB_max99.5。

表2.1-50 螺栓、螺钉和螺柱的材料及其热处理（摘自GB/T 3098—2010）

（续）

注：常用材料牌号：Q215、Q235、10、35、45、15Cr、40Cr、30CrMnSi。

（2）螺母的机械性能、材料及热处理（表2.1-51及表2.1-52）

表2.1-51 螺母的机械性能（摘自GB/T 3098.2—2000，GB/T 3098.4—2000）

（续）

注：螺母机械性能等级的标记制度：公称高度≥0.8D的螺母，用螺栓性能等级标记的第一部分数宇标记，该螺栓应为该螺母相配螺栓中性能等级最高的。0.8D＞公称高度≥0.5D的螺母，由两位数宇标记，第2位数表示试验芯棒公称保证应力的1/100（以MPa计），第2位数宇“0”表示这种螺栓-螺母组合件的承载能力比芯棒的承载能力小。

表2.1-52 螺母材料及与螺母相配件的性能等级

注：1.均指粗牙螺母。

2.常用材料牌号参照表2.1-50的注。

（3）紧定螺钉的机械性能及材料（表2.1-53及2.1-54）

表2.1-53 紧定螺钉的机械性能及材料（摘自GB/T 3098.3—2000）

注：1.性能等级的标记代号由数宇和宇母组成（如14H），数宇表示最低的维氏硬度的1/100，宇母H表示硬度。

2.对45H级不允许有全脱碳层。

3.内六角紧定螺钉没有14H、22H和33H级。

①使用易切钢时，其铅、磷及硫的最大质量分数为：铅0.35%；磷0.11%；硫0.34%。

②方头紧定螺钉允许表面硬化。

③可以采用最大含铅量为0.35%的钢材。

④应含有一种或多种铬、镍、钒或硼合金元素。

表2.1-54 45H级内六角紧定螺钉的保证扭矩（摘自GB/T 3098.3—2000）

（4）自攻螺钉的机械性能（表2.1-55）

表2.1-55 自攻螺钉的主要机械性能（GB/T 3098.5—2000）

注：1.自攻螺钉应由冷镦、渗碳钢制造。

2.拧入性能：当自攻螺钉拧入w（C）≤0.23%的低碳钢制成、且硬度为130～170HV的试验板时，能攻出与其匹配的内螺纹，而螺钉的螺纹不应损坏。

（5）不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母的机械性能及材料

1）标记

①螺栓、螺钉和螺柱的不锈钢组别和性能等级的标记由短线隔开的两部分组成：第一部分标记钢的组别，由一个宇母和一数宇组成，宇母表示钢的类别：A—奥氏体钢；C—马氏体钢；F—铁素体钢，数宇表示化学成分范围。第二部分标记为性能等，它由两位数宇组成，以表示紧固件抗拉强度的1/10，如标记示例：A2—70是表示奥氏体钢，冷加工最小抗拉强度为700MPa。

②螺母的不锈钢组别和性能等级的标记由短线的两部分组成：第一部分标记钢的组别（标记方法与螺栓相同），第二部分标记性能等级，其标记方法是：对于m≥0.8D（Ⅰ型）螺母，由两位数宇组成，表示保证应力的1/10；对于0.5D≤m＜0.8D的（薄型）螺母由三位数宇组成，第一位数宇“0”表示降低承载能力的螺母，后两位数宇表示保证载荷应力的1/10。标记示例：A2—035表示：奥氏体钢、冷加工、最小保证应力（薄螺母）为350MPa。

2）材料和机械性能（表2.1-56～表2.1-60）

表2.1-56 不锈钢组别与化学成分（摘自GB/T 3098.6—2000及GB/T 3098.15—2000）

表2.1-57 马氏体钢和铁素体钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能（摘自GB/T 3098.6—2000）

①螺纹公称直径d≤24mm

②淬火并回火，最低回火温度为275℃

表2.1-58 马氏体和铁素体钢螺母的机械性能（摘自GB/T 3098.15—2000）

①淬火并回火，最低回火温度为275℃。

②螺纹公称直径D≤24mm。

表2.1-59 奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能（摘自GB/T 3098.6—2000）

①螺纹公称直径d＞24mm的紧固件，其机械性能应由供需双方协议，并可按本表给出的组别和性能等级标志。

表2.1-60 奥氏体不锈钢螺母的机械性能（摘自GB/T 3098.15—2000）

①螺纹公称直径D＞24mm的紧固件，其机械性能应由供需双方协议，并可按本表给出的组别和性能等级标志。

2.4 螺纹连接的标准元件及挡圈

2.4.1 螺栓和螺柱

（表2.1-61～表2.1-74）

表2.1-61 C级六角头螺栓（GB/T 5780—2000）和C级全螺纹六角头螺栓（GB/T 5781—2000）（mm）

（续）

注：尽可能不采用括号内的规格。

①长度系列（单位为mm）为10、12、16、20～70（5进位）、70～150（10进位）、180～500（20进位）。

表2.1-62 A、B级粗牙（GB/T 5782—2000）及A、B级细牙（GB/T 5785—2000）六角头螺栓 （mm）

（续）

注：1.括号内为非优选的螺纹规格，尽可能不采用。

2.表面处理、钢—氧化、镀锌钝化；不锈钢—不经处理。

3.性能等级及材料见下表：

①长度系列（单位为mm）为20～50（5进位）、（55）、60、（65）、70～160（10进位）、180～400（20进位）；

②GB/T 5785规定为160～300。

表2.1-63 A级和B级粗牙全螺纹六角头螺栓（GB/T 5783—2000） （mm）

注：1.括号内为非优选的螺纹规格。

2.表面处理、钢—氧化、镀锌钝化；不锈钢—不经处理。

3.性能等级及材料见下表：

①长度系列（单位为mm）为6、8、10、12、16、20～70（5进位）、70～160（10进位）、160～200（20进位）。

表2.1-64 A和B级细牙全螺纹六角头螺栓（GB/T 5786—2000）

注：1.括号内为非优选的螺纹规格。

2.表面处理：钢—氧化，不锈钢—简单处理。

3.性能等级及材料见下表：

①长度系列（单位为mm）为16、20～70（5进位）、70～160（10进位）、180～500（20进位）。

表2.1-65 B级细杆六角头螺栓（GB/T 5784—2000） （mm）

注：1.尽可能不采用括号内的规格。

2.表面处理：钢—不经处理、镀锌钝化、氧化；不锈钢—不经处理。

①长度系列（单位为mm）为20～50（5进位）、（55）、60、（65）、70～150（10进位）。

表2.1-66 六角头螺杆带孔螺栓—A和B级（摘自GB/T 31.1—1988）、六角头头部带孔螺栓—A和B级（摘自GB/T 32.1—1988）、六角头螺杆带孔螺栓—细牙—A和B级（摘自GB/T 31.3—1988）、六角头头部带孔螺栓—细牙—A和B级（摘自GB/T 32.3—1988）（mm）

注：1.尽可能不用括号内规格。

2.螺栓的尺寸及技术条件，对GB/T 31.1、GB/T 32.2见GB/T 5782及GB/T 5278；对GB/T 32.3、GB/T 31.3见GB/T 5785及GB/T 5278。

表2.1-67 六角头加强杆螺栓—A和B级（摘自GB/T 27—2013） （mm）

注：1.表中不带括号的规格为优选规格，带括号的规格为非优选规格。

2.根据使用要求，d_s允许按m6、u6制造，但应在标记中注明。

表2.1-68 T形槽用螺栓（摘自GB/T 37—1988） （mm）

（续）

注：l=55mm、65mm尽可能不采用。

表2.1-69 活节螺栓（摘自GB/T 798—1988） （mm）

注：l为55、65mm尺寸尽可能不采用。

表2.1-70 钢结构用高强度大六角头螺栓（摘自GB/T 1228—2006） （mm）

（续）

注：1.表中技术条件栏摘自GB/T 1231—2006。

2.括号内的规格为第二选择系列。

3.长度l尺寸系列：35，40，45，50，55，60，65，70，75，80，85，90，95，100，110，120，130，140，150，160，170，180，190，200，220，240，260。

表2.1-71 钢结构用扭剪型高强度螺栓（GB/T 3632—2008） （mm）

（续）

注：1.括号内的规格为第二选择系列，应优先选用第一系列（不带括号）的规格。

2.材料推荐：当d≤M24时，为20MnTiB和ML20MnTiB；当d=M27、M30时为35VB、30CrMo。

3.螺栓性能等级：10.9S。

4.d_k—螺栓头部最大直径。

表2.1-72 地脚螺栓（摘自GB/T 799—1988） （mm）

表2.1-73 双头螺柱—b_m=1d（摘自GB/T 897—1988）双头螺柱—b_m=1.25d（摘自GB/T 898—1988），双头螺柱—b_m=1.5d（摘自GB/T 899—1988），双头螺柱—b_m=2d（摘自GB/T 900—1988）

注：1.GB/T 898—1988d=M5～M20为商品规格，其余均为通用规格。

2.尽可能不采用括号内的规格。

3.b_m=d时，一般用于钢对钢；b_m=（1.25～1.5）d时，一般用于钢对铸铁；b_m=2d时，一般用于钢对铝合金。

表2.1-74 等长双头螺柱—B级（摘自GB/T 901—1988）

注：1.括号内的尺寸，尽可能不采用。

2.末端按GB 2—1985规定。

3.当l≤50mm或l≤2b时，允许螺栓上全部制出螺纹。但当l≤2b时，亦允许制出长度不大于4P（粗牙螺纹螺距）的无螺纹部分。

4.根据使用要求，经供需双方协议，可采用30Cr、40Cr、30CrMnSi、35CrMoA、40MnA及40B等材料制造。

2.4.2 螺钉

（表2.1-75～表2.1-83）

表2.1-75开槽圆柱头螺钉（摘自GB/T 65—2000）、开槽盘头螺钉（摘自GB/T 67—2008）、开槽沉头螺钉（摘自GB/T 68—2000）、开槽半沉头螺钉（摘自GB/T 68—2000） （mm）

（续）

注：1.b不包括螺尾。

2.本表所列规格均为商品规格。

3.括号内规格尽可能不采用。

表2.1-76 十字槽盘头螺钉（摘自GB/T 818—2000）、十字槽沉头螺钉（摘自GB/T 819.1—2000）、十字槽半沉头螺钉（摘自GB/T 820—2000） （mm）

（续）

注：尽可能不采用括号内规格。

表2.1-77 内六角圆柱头螺钉（摘自GB/T 70.1—2008） （mm）

（续）

注：1.尽可能不采用括号内规格。

2.螺纹公差：12.9级：5g6g；其他等级：6g。

3.产品等级：A级。

①长度系列（单位为mm）2.5，3，4，5，6～12（2进位），16，20～70（5进位），80～160（10进位），180～300（20进位）。

表2.1-78 内六角平端紧定螺钉（摘自GB/T 77—2007）、内六角锥端紧定螺钉（摘自GB/T 78—2007）、内六角圆柱端紧定螺钉（摘自GB/T 79—2007）、内六角凹端紧定螺钉（摘自GB/T 80—2007）

（续）

注：螺纹公差：6g。产品等级：A。

①短螺钉的最小扳手啮合深度；

②长螺钉的最小扳手啮合深度；

③长度系列（单位为mm）为2，2.5，3，4，5，6～12（2进位），（14），16，20～50（5进位），（55），60。

表2.1-79 开槽锥端紧定螺钉（摘自GB/T 71—1985）、开槽平端紧定螺钉（摘自GB/T 73—1985）、开槽凹端紧定螺钉（摘自GB/T 74—1985）、开槽长圆柱端紧定螺钉（摘自GB/T 75—1985） （mm）

（续）

注：1.螺纹公差：6g。

2.产品等级：A级。

①长度系列（单位为mm）为2，2.5，3，4，5，6～12（2进位），（14），16，20～50（5进位），（55），60。

表2.1-80 开槽锥端定位螺钉（摘自GB/T 72—1988） （mm）

注：1.括号内尺寸尽可能不采用。

2.l尺寸范围为通用规格。

3.螺纹公差：6g。

4.公差等级：A级。

5.表面处理：对于钢：①不经处理②氧化③镀锌钝化；对于不锈钢；不经处理。

表2.1-81 方头长圆柱端紧定螺钉（摘自GB/T 85—1988）、方头短圆柱锥端紧定螺钉（摘自GB/T 86—1988）、方头倒角端紧定螺钉（摘自GB/T 821—1988） （mm）

注：1.尽可能不采用括号内规格。

2.l范围均为通用规格。

表2.1-82 十字槽盘头自攻螺钉（摘自GB/T 845—1985）、十字槽沉头自攻螺钉（摘自GB/T 846—1985）和十字槽半沉头自攻螺钉（摘自GB/T 847—1985） （mm）

①长度系列（单位为mm）为4.5，6.5，9.5，13，16，19，22，25，32，38，45，50。

表2.1-83 吊环螺钉（摘自GB/T 825—1988） （mm）

注：1.M8～M36为商品规格。

2.起吊重量系指平稳起吊的最大重量。吊环螺钉须整体锻造。

3.A型无螺纹部分的杆径≈螺纹中径或螺纹大径。

4.吊环螺钉应进行轴向保证载荷试验，试验后环部的变形率不得大于0.5%。

5.吊环螺钉应进行硬度试验，其硬度应取67～95HRB。

6.双螺钉起吊时，两环间起吊夹角不得大于90°。

7.螺纹公差按GB/T 197的8g级规定。

2.4.3 螺母

（表2.1-84～表2.1-101）

表2.1-84 A级和B级粗牙（GB/T 6170—2000）、细牙（GB/T 6171—2000）1型六角螺母 （mm）

（续）

注：1.括号内为非优选的规格。

2.表面处理：钢—不经处理，镀锌钝化、氧化；不锈钢和有色金属—简单处理。

3.性能等级见下表：

4.产品等级：D≤16mm：A；D＞16mm：B。

表2.1-85 C级1型六角螺母（摘自GB/T 41—2000） （mm）

（续）

注：1.尽可能不采用括号内的规格。

2.表面处理：钢—不经处理、镀锌钝化。

表2.1-86 A和B级粗牙（摘自GB/T 6175—2000）、细牙（GB/T 6176—2000）2型六角螺母 （mm）

注：1.括号内为非优选的螺纹规格。

2.产品等级：D≤16mm：A；D＞16mm：B。

表2.1-87 A和B级粗牙（摘自GB/T 6172.1）、细牙（摘自GB/T 6173—2000）六角薄螺母（mm）

注：1.括号内为非优选的螺纹规格。

2.表面处理：钢—不经处理、镀锌钝化、氧化；不锈钢—不经处理。

3.性能等级见下表：

4.产品等级：D≤16mm：A；D＞16mm；B。

表2.1-88 六角厚螺母（摘自GB/T 56—1988） （mm）

注：1.尽可能不采用括号内的规格。

2.产品等级：B级。

表2.1-89 六角法兰面螺母粗牙、细牙（摘自GB/T 6177.1—2000和GB/T 6177.2—2000） （mm）

注：尽可能不采用括号内的规格；d_c—螺母法兰直径。

表2.1-90 非金属嵌件粗牙（摘自GB/T 6183.1—2000）、细牙（摘自GB/T 6183.2—2000）和全金属粗牙（摘自GB/T 6187.1—2000）、细牙（摘自GB/T 6187.2—2000）六角法兰面锁紧螺母 （mm）

注：尽可能不采用括号内的规格。

表2.1-91 A和B级1型全金属六角锁紧螺母（摘自GB/T 6184—2000） （mm）

注：尽可能不采用括号内的规格。

表2.1-92 A和B级2型非金属嵌件六角锁紧螺母（摘自GB/T 6182—2000） （mm）

注：1.尽可能不采用括号内的规格。

2.性能等级：钢、9、12。

表2.1-931 型六角开槽螺母—A和B级（摘自GB/T 6178—1986）、2型六角开槽螺母—A和B级（摘自GB/T 6180—1986）、1型六角开槽螺母—细牙—A和B级（摘自GB/T 9457—1988）、2型六角开槽螺母—细牙—A和B级（摘自GB/T 9458—1988）、六角开槽薄螺母—A和B级（摘自GB/T 6181—1986）、六角开槽薄螺母—细牙—A和B级（摘自GB/T 9459—1988） （mm）

注：尽可能不采用括号内的规格。

表2.1-94 1型六角开槽螺母—C级（摘自GB/T 6179—1986） （mm）

注：尽可能不采用括号内的规格。

表2.1-95 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副螺母（摘自GB/T 3632—2008） （mm）

（续）

注：1.括号内的规格为第二选择系列。

2.推荐材料：45钢、35钢、ML35钢。

表2.1-96 钢结构用高强度大六角螺母（摘自GB/T 1229—2006） （mm）

注：括号内的规格为第二选择系列。

表2.1-97 组合式盖形螺母（摘自GB/T 802.1—2008） （mm）

①尽可能不采用括号内的规格；按螺纹规格第1至第3系列，依次优先选用。

②P—粗牙螺纹螺距。

表2.1-98 扣紧螺母（摘自GB/T 805—1988）

注：尽可能不采用括号内规格。

表2.1-99 小圆螺母（摘自GB/T 810—1988）、圆螺母（摘自GB/T 812—1988） （mm）

（续）

（续）

注：1.槽数n：当D≤M100×2，n=4，当D≥M105×2，n=6。

2.*仅用于滚动轴承锁紧装置。

表2.1-100 蝶形螺母圆翼（摘自GB/T 62.1—2004） （mm）

注：1.尽可能不采用括号内的规格。

2.材料 保证扭矩 Ⅰ级 Q215、Q235、KT30-6、1Cr18Ni9 Ⅱ级 H62

3.表面处理：对于钢：氧化；电镀（技术要求按GB/T 5267.1）。对于不锈钢：简单处理。对于有色金属：简单处理。

表2.1-101 环形螺母（摘自GB/T 63—1988） （mm）

注：1.括号内的尺寸，尽可能不采用。

2.材料：ZCuZn40Mn2（GB/T 1176）。

3.螺纹按6H制造。

2.4.4 垫圈

（表2.1-102～表2.1-110）

表2.1-102 平垫圈A级（摘自GB/T 97.1—2002）倒角型平垫圈A级（摘自GB/T 97.2—2002）平垫圈C级（摘自GB/T 95—2002） （mm）

（续）

注：不锈钢组别：A2、F1、C1、A4、C4。

表2.1-103 大垫圈A级（摘自GB/T 96.1—2002）、C级（摘自GB/T 96.2—2002）和小垫圈A级（摘自GB/T 848—2002）及特大垫圈C级（摘自GB/T 5287—2002）

（续）

①不锈钢组别：A2、F1、C1、A4、C4。

②淬火并回火。

表2.1-104 钢结构用高强度垫圈（摘自GB/T 1230—2006）钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副用垫圈（GB/T 3632—2008） （mm）

注：1.括号内的规格为第二选择系列。

2.钢结构用扭剪高强度螺栓垫圈（GB/T 3632—2008）数据同上表，但无M12规格。

表2.1-105 标准型弹簧垫圈（摘自GB/T 93—1987）、轻型弹簧垫圈（摘自GB/T 859—1987）重型弹簧垫圈（摘自GB/T 7244—1987）

注：1.尽可能不采用括号内规格。

2.m应大于零。

3.弹簧圈的材料：1）弹簧钢：65Mn、20、60Si2Mn，淬火并回火处理，硬度42～50HRC。2）不锈钢：3Cr13、1Cr18Ni9Ti。

4.表面处理：弹簧钢：氧化、磷化及镀锌钝化。

表2.1-106 内齿锁紧垫圈（摘自GB/T 861.1—1987）、内锯齿锁紧垫圈（摘自GB/T 861.2—1987）、外齿锁紧垫圈（摘自GB/T 862.1—1987）、外锯齿锁紧垫圈（摘自GB/T 862.2—1987） （mm）

（续）

注：1.括号内规格尽可能不采用。

2.材料：65Mn。

3.表面处理：氧化、镀锌钝化。

表2.1-107 工字钢用方斜垫圈（摘自GB/T 852—1988）、槽钢用方斜垫圈（摘自GB/T 853—1988） （mm）

注：1.括号内的尺寸，尽可能不采用。

2.材料：Q215、Q235。

表2.1-108 圆螺母用止动垫圈（摘自GB/T 858—1988） （mm）

（续）

注：材料：Q215、Q235；10、15。

①仅用于滚动轴承锁紧装置。

表2.1-109 单耳止动垫圈（摘自GB/T 854—1988）、双耳止动垫圈（摘自GB/T 855—1988） （mm）

（续）

注：1.括号内的尺寸，尽可能不用。

2.材料：Q215、Q235；10、15。

3.表面处理：氧化。

表2.1-110 外舌止动垫圈（摘自GB/T 856—1988） （mm）

（续）

注：1.括号内的尺寸，尽可能不采用。

2.材料：Q215、Q235；10、15。

3.表面处理：氧化。

2.4.5 挡圈

（表2.1-111～表2.1-116）

表2.1-111 锥销锁紧挡圈（摘自GB/T 883—1986）、螺钉锁紧挡圈（摘自GB/T 884—1986）、带锁圈的螺钉锁紧挡圈（摘自GB/T 885—1986）钢丝锁圈（摘自GB/T 921—1986）（mm）

（续）

注：1.尽可能不采用括号内的规格。

2.d₁孔在加工时，只钻一面；在装配时钻透并铰孔。

3.挡圈按GB/T 959.2—1986技术规定，材料为35、45、Q235—A、2A12。35、45钢淬火并回火及表面氧化处理。

4.钢丝锁圈应进行低温回火及表面氧化处理，并采用碳素弹簧丝（GB/T 4357）制造。

表2.1-112 轴肩挡圈（摘自GB/T 886—1986） （mm）

注：标记中的材料为常用材料。其他技术条件按GB/T 959.3规定。

表2.1-113 螺钉紧固轴端挡圈（GB/T 891—1986）、螺栓紧固轴端挡圈（GB/T 892—1986）

注：1.当挡圈装在带螺纹孔的轴端时，紧固用螺钉允许加长。

2.“轴端单孔挡圈的固定”不属GB/T 891—1986、GB/T 892—1986，供参考。

3.材料：Q235-A、35、45钢。

表2.1-114 孔用弹性挡圈—A型（摘自GB/T 893.1—1986）孔用弹性挡圈—B型（摘自GB/T 893.2—1986） （mm）

（续）

注：1.GB/T 893.1—1986，d₀=8～200mm；GB/T 893.2—1986，d₀=20～200mm。

2.A型系采用板材—冲切工艺制成；B型系采用线材—冲切工艺制成。

3.d₃为允许套入的最大轴径；。

4.材料：65Mn、60Si2MnA。

5.硬度：当d₀≤48mm时、47～54HRC；当d₀＞48～200mm时，44～51HRC。

表2.1-115 轴用弹性挡圈—A型（摘自GB/T 894.1—1986）—B型（摘自GB/T 894.2—1986）

（续）

注：1.GB/T 894.1—1986、轴径d₀=3～200mm；GB/T 894.2—1986、轴径d₀=20～200mm。

2.A型系采用板材—冲切工艺制成；B型系采用线材—冲切工艺制成。

3.d₃为允许套入的最小孔径；。

4.材料：65Mn、60Si2MnA。

5.热处理硬度：当d₀≤48mm时，47～54HRC；当d₀＞48～200mm时，44～51HRC。

表2.1-116 孔用钢丝挡圈（摘自GB/T 895.1—1986）、轴用钢丝挡圈（摘自GB/T 895.2—1986） （mm）

注：材料按GB/T 959.2—1986碳素弹簧钢丝，低温回火和表面氧化处理。

第2章 轴毂连接与销连接

1 键与花键连接

1.1 键连接

1.1.1 键和键连接的类型、特点和应用

（见表2.2-1）

表2.2-1 键及键连接的类型、特点和应用

（续）

1.1.2 键的选择和键连接的强度校核

由于键是标准件，故选择时可根据连接的结构特点、使用要求和工作条件，首先选择键的类型，而后可按轴的直径从标准中选取键的剖面尺寸。键的长度则按轮毂长度从键的标准长度系列值中选取。

键连接的强度校核可按表2.2-2中所示公式进行。键的长度一般不宜超过（1.6～1.8）d。如果强度不够，可采用双键，通常双平键按180°布置；两个半圆键则应沿轴布置在一条直线上，两个楔键夹角一般为90°～120°；两个切向键之间的夹角常取为120°～135°。双键连接，强度校核时按1.5个键计算。表2.2-3为键连接的许用应力。

键的材料采用抗拉强度不低于600MPa的钢，常用45钢，若轮毂系非铁金属或非金属材料，键可用20、Q235-A钢等。

表2.2-2 键连接的强度校核公式

（续）

注：平键连接的失效形式为侧面压溃键的剪断（静连接）和磨损（动连接），压溃和磨损是主要失效形式。

表2.2-3 键连接的许用应力（MPa）

注：1.[σ_P]应按连接中材料力学性能较弱的零件选取。

2.与键有相对滑动的键槽经表面硬化处理，[P]可提高2～3倍。

1.1.3 键连接的标准元件

（表2.2-4～表2.2-11）

表2.2-4 普通平键（摘自GB/T 1095—2003，GB/T 1096—2003） （mm）

（续）

注：1.在工作图中，轴槽深用t₁或（d-t₁）标注，毂槽深用t₂或（d+t₂）标注。

2.导向型平键的轴槽与轮毂槽用较松键连接的公差。

3.在满足传递所需转矩条件下，允许用较小剖面的键，但t₁和t₂的数值必要时应重新计算，使键侧与轴槽及轮毂槽接触高度各为h/2。

4.当键长大于500mm时，其长度应按GB/T 321—2005的R20系列选取，为减小由于直线度而引起的问题，键长应小于10倍的键宽。

5.表中每100mm长的质量系指B型键。

6.键高偏差对于B型且为方形键时应为h8。

7.轴槽及轮毂槽对轴及轮毂中心线的对称度根据不同要求按GB/T 1184—1996对称度公差7～9级选取，对称度公差的公称尺寸是指键宽b。

8.（d-t₁）和（d+t₂）尺寸公差按相应的t₁和t₂的公差选取，但（d-t₁）公差应取负号（-）。（d-t₁）和（d+t₂）尺寸公差按相应的t₁和t₂的公差选取，但（d-t₁）公差应取负号（-）。

9.当需要时，键允许带起键螺孔，起键螺孔的尺寸见表2.2-5。

表2.2-5 起键螺孔的尺寸 （mm）

注：较长的键可以采用两个对称的起键螺孔。

表2.2-6 薄型平键（摘自GB/T 1566—2003） （mm）

（续）

注：1.材料：45钢。

2.在工作图中，轴槽深用t或（d-t）标注，轮毂槽深用t₁或（d+t₁）标注。

3.表中每100mm长的质量系指B型的。

4.键侧与轴接触高度为h/2。

5.（d-t）和（d+t₁）的公差按相应的t和t₁的公差选取，但（d-t）公差应取负号（-）。

6.当键长与键宽之比大于或等于8时，键的不直度应小于或等于键宽公差之半。

7.轴槽长度公差用H14。

8.轴槽及毂槽对轴及轮毂轴心线对称度按GB/T 1184—1996对称度公差7～9级选取，对称度公差的公称尺寸是指键宽b。

表2.2-7 导向平键（摘自GB/T 1097—2003） （mm）

（续）

注：1.b和h根据轴径d由表2.2-4中选取。

2.固定螺钉按GB/T 65—2000的规定。

3.键槽的尺寸应符合GB/T 1095—2003的规定（见表2.2-4）。

4.当键长大于450mm时，其长度按国标“优先数和优先数系”的R20系列选取。

5.材料采用抗拉强度不小于590MPa的钢，常用45钢。

6.每100mm长质量系指B型键。

7.当键长大于450mm时，其长度应按GB/T 321的R20系列选取。为减小曲直线度而引起的问题，键长应小于10倍的键宽。

表2.2-8 半圆键（摘自GB/T 1098—2003及GB/T 1099.1—2003） （mm）

（续）

注：1.半圆键键宽b的下偏差统一为-25μm。

2.在工作图中轴槽深用t₁或（d-t₁）标注、轮毂槽深用（d+t₂）标注。

3.（d-t₁）和（d+t₂）两组合尺寸的极限偏差按相应的t₁和t₂的极限偏差选取，但（d-t₁）极限偏差值应取负号（-）。

4.轴槽及轮毂槽对轴及轮毂轴线的对称度公差，一般可按GB/T 1184—1996中对称度公差7～9级中选取。轴槽及轮毂槽的对称度公差的公称尺寸是指键槽宽b。

表2.2-9 键和键槽尺寸公差（摘自GB/T 1095—2003，GB/T 1096—2003） （μm）

表2.2-10 楔键（摘自GB/T 1563—2003、GB/T 1564—2003及GB/T 1565—2003） （mm）

（续）

注：1.安装时，键的斜面与轮毂槽的斜面必须紧密贴合。

2.键槽宽b尺寸公差D10。

3.当键长L和键宽b之比大于或等于8时，b面在长度方向的平行度应符合GB 1184—1996的规定，当b≤6mm按7级；b≥8～36mm按6级；当b≥40mm按5级

4.表中（d-t₁）和（d+t₂）两组组合尺寸的极限偏差按相应的t₁和t₂的极限偏差选取，但（d-t₁）的极限偏差值应取负号（-）。

5.表中“轴径d”栏中的d与键尺寸（b×h）的对应关系仅供初选时参考。

表2.2-11 普通型切向键及其键槽（摘自GB/T 1974—2003）

（续）

（续）

注：1.一对切向键在装配之后的相互位置应用销或其他适当的方法固定。

2.长度L按实际结构确定，建议一般比轮毂厚度长10%～15%。

3.一对切向键在装配时，1：100的两斜面之间，以及键的两工作面与轴槽和轮毂槽的工作面之间都必须紧密结合。

4.两副切向键如果120°安装有困难时，也可以180°安装。

5.当轴径d位于两相邻轴径值之间时，采用大轴径的t和t₁、t₂。b和b₁、b₂按下式计算：。

6.当轴径d超过630mm时，推荐：t=t₁=0.07d；b=b₁=0.25d。

1.2 花键连接

1.2.1 花键连接的类型、特点及应用

（表2.2-12）

表2.2-12 圆柱直齿矩形花键连接与圆柱直齿渐开线花键连接的特点和应用

1.2.2 花键连接的强度计算

花键连接通常根据使用要求和连接的结构特点，首先选定花键连接的类型和尺寸，而后进行必要的强度校核计算。为避免键齿工作表面压溃（静连接）或过度磨损，一般进行挤压强度（静连接）或耐磨性计算。计算公式如下：

静连接

动连接

式中 T——传递转矩（N·mm）；

ψ——各齿间载荷不均匀系数，一般取ψ=0.7～0.8，齿数多时取较小值；

z——花键的齿数；

l——齿的工作长度（mm）；

h——花键齿侧面的工作高度（mm）；

矩形花键

渐开线花键h=m（当α_D=30°时）、h=0.8m（当α_D=45°时）；m为模数；

D——矩形花键为大径、渐开线花键为分度圆直径（mm）；

d——矩形内、外花键小径（mm）；

C——倒角尺寸（mm）；

d_m——平均直径（mm），矩形花键、

渐开线花键d_m=D；

[σ_P]——花键连接许用挤压应力（MPa），见表2.2-13；

[P]——许用压强（MPa），见表2.2-13。

表2.2-13 花键连接的许用挤压应力，许用压强 （MPa）

注：1.使用和制造不良，系指受变载，有双向冲击、振动频率高和振幅大，润滑不好（对动连接）、材料硬度不高和精度不高等。

2.同一情况下，[σ_P]或[P]的较小值用于工作时间长和较重要的场合。

3.内、外花键材料的抗拉强度不低于590MPa。

1.2.3 矩形花键尺寸及公差

（1）矩形花键基本尺寸系列（表2.2-14～表2.2-16）

表2.2-14 矩形花键基木尺寸系列（摘自GB/T 1144—2001） （mm）

表2.2-15 矩形花键键槽截面尺寸（摘自GB/T 1144—2001） （mm）

注：d₁和a值仅适用于展成法加工。

表2.2-16 矩形内花键形式及长度系列（摘自GB/T 10081—2005） （mm）

（2）矩形花键的公差与配合内、外花键的尺寸公差带及形位公差见表2.2-17～表2.2-18，对于较长的花键，应根据产品性能规定键侧对轴线的平行度公差。

表2.2-17 矩形内、外花键的尺寸公差带

注：1.精密传动用的内花键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽可选用H7，一般情况下可选用H9。

2.d为H6和H7的内花键，允许与提高一级的外花键配合。

表2.2-18 矩形花键的位置度、对称度公差（摘自GB/T 1144—2001）

注：键槽宽或键宽的等分度公差值等于其对称度公差值。