第5篇 连接与紧固

第1章 螺纹及螺纹连接5－3

1 螺纹5－3

1.1 螺纹术语及其定义(摘自GB/T14791-1993)5－3

1.2 螺纹标准5－11

1.3 英制标准5－13

1.4 螺纹的分类、特点和应用5－14

1.5 普通螺纹5－16

1.6 梯形螺纹5－22

1.6.1 梯形螺纹牙型与基本尺寸5－22

1.6.2 梯形螺纹公差(摘自GB/T5796.4 -2005)5－25

1.7 锯齿形(3°、30°)螺纹5－28

1.7.1 锯齿形(3°、30°)螺纹牙型与基本尺寸5－28

1.7.2 锯齿形(3°、30°)螺纹公差(摘自GB/T13576.4 -1992)5－31

1.7.3 水系统45°锯齿形螺纹牙型与基本尺寸(摘自JB/T2001.7 3-1999)5－35

1.8 55°非螺纹密封的管螺纹(摘自GB/T7307-2001)5－36

1.9 55°密封管螺纹(摘自GB/T7306.1 ～7306.2 -2000)5－37

1.1 060°密封管螺纹（摘自GB/T12716-2002）5－40

1.1 1美国一般用途管螺纹的用途和代号5－43

1.1 2普通螺纹的管路系列（摘自GB/T1414-2003）5－43

1.1 3米制锥螺纹(摘自GB/T1415-1992)5－44

1.1 4管螺纹5－45

1.1 5矩形螺纹5－46

1.1 630°圆弧螺纹5－47

2 螺纹零件结构要素5－47

2.1 紧固件5－47

2.2 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角(摘自GB/T3-1997)5－49

2.3 圆柱管螺纹收尾、退刀槽、倒角5－51

2.4 螺塞与连接螺孔尺寸5－52

2.5 地脚螺栓孔和凸缘5－52

2.6 孔沿圆周的配置5－52

2.7 通孔与沉孔尺寸5－53

2.8 普通螺纹的内、外螺纹余留长度、钻孔余留深度、螺栓突出螺母的末端长度(摘自JB/ZQ4247-1997)5－55

2.9 粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度5－55

2.1 0扳手空间(摘自JB/ZQ4005-1997)5－56

2.1 1对边和对角宽度尺寸(摘自JB/ZQ4263-1997)5－57

3 螺纹连接5－59

3.1 螺纹连接的基本类型5－59

3.2 螺纹连接的常用防松方法5－60

3.3 螺栓组连接的设计5－63

3.3.1 螺栓组连接的结构设计5－63

3.3.2 螺栓组连接的受力分析5－63

3.4 单个螺栓连接的强度计算5－65

3.4.1 不预紧螺栓连接、预紧螺栓连接5－65

3.4.2 受偏心载荷的预紧螺栓连接5－68

3.4.3 高温螺栓连接5－68

3.4.4 低温螺栓连接5－68

3.4.5 钢结构用高强度螺栓连接5－69

3.5 螺纹连接拧紧力矩的计算和预紧力的控制5－69

3.5.1 拧紧力矩的计算5－69

3.5.2 预紧力的控制5－70

3.6 螺纹连接机械性能和材料5－72

3.7 螺纹连接的标准元件5－84

3.7.1 紧固件的标记方法(摘自GB/T1237-2000)5－84

3.7.2 螺栓5－84

3.7.3 螺柱5－105

3.7.4 螺钉5－109

3.7.5 螺母5－126

3.7.6 垫圈及挡圈5－149

4 新型螺纹连接型式和防松装置5－178

4.1 唐氏螺纹连接副5－178

4.1.1 唐氏螺纹连接副的防松原理及安装要求5－178

4.1.2 唐氏螺纹连接副的防松性能5－178

4.1.3 唐氏螺纹连接副的保证载荷及企业标准件5－179

4.2 高性能防松螺母5－183

4.2.1 施必牢（SPL）防松螺母5－183

4.2.2 液压防松螺母及拉紧器5－188

第2章 铆钉连接5－190

1 铆钉连接的类型、特点和应用5－190

2 铆缝5－190

2.1 铆缝的形式5－190

2.2 铆缝的设计5－191

3 铆钉孔间距5－191

4 铆钉公称杆径和铆钉长度计算5－191

5 铆钉用通孔直径5－192

6 铆钉连接的强度计算5－192

7 铆接的材料和许用应力5－193

8 铆接结构设计中应注意的问题5－194

9 铆钉类型及标准件5－195

第3章 销、键和花键连接5－213

1 销连接5－213

1.1 销的类型、特点和应用5－213

1.2 销的选择和销连接的强度计算5－215

1.3 销的标准件5－217

2 键连接5－225

2.1 键的类型、特点和应用5－225

2.2 键的选择和连接的强度计算5－226

2.3 键的标准件5－228

3 花键连接5－243

3.1 花键的类型、特点和应用5－243

3.2 花键连接的强度计算5－243

3.2.1 通用简单计算法5－243

3.2.2 花键承载能力计算法(精确计算法）5－244

3.3 矩形花键(摘自GB/T1144-2001)5－251

3.4 圆柱直齿渐开线花键(摘自GB/T3478.1 -1995)5－255

3.4.1 术语、代号及定义5－255

3.4.2 基本参数5－257

3.4.3 基本齿廓5－259

3.4.4 尺寸系列5－260

3.4.5 公差等级及公差5－267

3.4.6 渐开线花键的参数标注5－274

第4章 过盈连接5－276

1 过盈连接的方法、特点与应用5－276

2 过盈连接的设计与计算5－277

2.1 圆柱面过盈连接的计算(摘自GB/T5371-2004)5－278

2.2 圆柱面过盈连接的计算举例5－284

2.3 圆锥面过盈连接的计算(摘自GB/T15755-1995)5－287

2.4 圆锥过盈连接的计算举例5－290

3 过盈连接的结构设计5－292

3.1 圆柱面过盈连接的合理结构5－292

3.2 实现圆锥面过盈连接的一般要求(摘自GB/T15755-1995)5－293

3.3 油压装卸结构设计规范(摘自JB/T6136-1992)5－295

3.4 油压装卸说明(摘自JB/T6136-1992)5－298

第5章 胀紧连接和型面连接5－299

1 胀紧连接5－299

1.1 连接原理与特点5－299

1.2 胀紧连接套的型式与基本尺寸（摘自JB/T7934-1999）5－299

1.2.1 Z1型胀紧连接套5－299

1.2.2 Z2型胀紧连接套5－301

1.2.3 Z3型胀紧连接套5－303

1.2.4 Z4型胀紧连接套5－304

1.2.5 Z5型胀紧连接套5－305

1.3 胀紧连接套的标记示例5－306

1.4 胀紧连接套的选用（摘自JB/T7934-1999）5－306

1.4.1 按载荷选择胀套的计算5－306

1.4.2 结合面公差及表面粗糙度5－306

1.4.3 被连接件的尺寸5－307

1.5 胀紧连接套安装和拆卸的一般要求（摘自JB/T7934-1999）5－308

1.6 Z1型胀紧连接套的连接设计要点（摘自JB/T7934-1999）5－308

2 型面连接5－314

第6章 锚固连接5－316

1 锚固连接的作用原理5－316

2 锚固连接失效的几种主要形式5－317

3 锚固连接的基础与安装5－317

3.1 锚固基础5－317

3.2 锚栓的安装5－318

4 锚栓的表面处理5－321

5 锚固连接的承载力验算5－321

5.1 锚栓承载力验算要求及计算公式5－321

5.1.1 验算方法与要求5－321

5.1.2 受拉承载力计算5－322

5.1.3 受剪承载力计算5－322

5.1.4 拉剪共同作用下的承载力计算5－323

5.2 例题5－323

6 锚栓型号与规格5－324

7 国产钢膨胀螺栓及膨胀螺母5－342

7.1 钢膨胀螺栓5－342

7.2 膨胀螺母5－343

第7章 粘接5－344

1 胶黏剂的选择5－344

2 粘接接头的设计5－347

3 粘接工艺与步骤5－349

3.1 表面处理5－349

3.2 胶液配制和涂敷5－350

3.3 晾置与固化5－351

4 粘接技术的应用5－351

参考文献5－355

《机械设计手册》自1969年第一版出版发行以来，已经修订至第五版，累计销售量超过120万套，成为新中国成立以来，在国内影响力最强、销售量最大的机械设计工具书。作为国家级的重点科技图书，《机械设计手册》多次获得国家和省部级奖励。其中，1978年获全国科学大会科技成果奖，1983年获化工部优秀科技图书奖，1995年获全国优秀科技图书二等奖，1999年获全国化工科技进步二等奖，2002年获石油和化学工业优秀科技图书一等奖，2003年获中国石油和化学工业科技进步二等奖。1986～2002年，连续被评为全国优秀畅销书。

与时俱进、开拓创新，实现实用性、可靠性和创新性的最佳结合，协助广大机械设计人员开发出更好更新的产品，适应市场和生产需要，提高市场竞争力和国际竞争力，这是《机械设计手册》一贯坚持、不懈努力的最高宗旨。

《机械设计手册》第四版出版发行至今已有6年多的时间，在这期间，我们进行了广泛的调查研究，多次邀请了机械方面的专家、学者座谈，倾听他们对第五版修订的建议，并深入设计院所、工厂和矿山的第一线，向广大设计工作者了解《手册》的应用情况和意见，及时发现、收集生产实践中出现的新经验和新问题，多方位、多渠道跟踪、收集国内外涌现出来的新技术、新产品，改进和丰富《手册》的内容，使《手册》更具鲜活力，以最大限度地快速提高广大机械设计人员自主创新的能力，适应建设创新型国家的需要。2100433B

机械设计手册：连接与紧固内容简介

《机械设计手册:连接与紧固(第5版)(单行本)》：畅销120万套！权威实用 内容齐全 简明便查。这是一部机械设计史上的功勋图书，历时四十载，对我国机械工业发展的贡献已超越手册本身。这是一部引起轰动的工具书，1969年的第一版是新中国第一部大型机械设计工具书。目前修订至第五版，受到无数机械设计和工程技术人员的称颂。这是一部四十年与读者共同成长的图书，很多读者从学生时代就开始使用它，如今看到新版面世，仍然爱不释手，因为它是一生事业中最亲密、最忠诚的伙伴。这更是我们一生追求的事业，从第一版开始，作者和编辑们就四十年如一日，孜孜以求，不敢有丝毫的马虎和懈怠，把它作为毕生追求的事业。★全国科学大会科技成果奖★全国优秀畅销书奖★全国优秀科技图书奖

机械设计手册：连接与紧固作者简介

成大先，中国有色工程设计研究总院教授级高级工程师。从60年代开始编写《机械设计手册》，至今已修订至第五版，畅销120多万套。

《机械设计手册》第6版 单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》　《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《连接与紧固》，主要介绍连接总论，螺纹和螺纹连接，键、花键和销连接，过盈连接，焊、粘、铆连接等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。

出版说明

前言

第5篇连接与紧固

第1章连 接 总 论

1设计机械连接应考虑的问题5-3

2连接的类型和选择5-3

21按拆卸可能性分类5-3

22按锁合分类5-3

3连接设计的几个问题5-5

31被连接件接合面设计5-5

32减小接头的应力集中5-5

33考虑环境和工作条件的要求5-6

34使连接件受力情况合理5-6

4紧固件的标准和检验5-6

41紧固件的有关标准5-6

42紧固件的检验项目5-6

5紧固件标记方法5-7

第2章螺纹和螺纹连接

1螺纹5-9

11螺纹分类、特点和应用5-9

12螺纹术语及其定义5-10

13普通螺纹(牙型、尺寸及公差）5-18

131概述5-18

132牙型5-18

133直径与螺距系列5-18

134公称尺寸5-18

135普通螺纹的标记5-23

136普通螺纹公差5-23

14管螺纹5-27

14155°非密封管螺纹5-27

14255°密封管螺纹5-29

14360°密封管螺纹5-31

144米制锥螺纹5-33

14580°非密封管螺纹5-35

2螺纹连接结构设计5-36

21螺纹紧固件的类型选择5-36

22螺栓组的布置5-37

23螺纹零件的结构要素5-38

231螺纹收尾、肩距、退刀槽、

倒角5-38

232螺钉拧入深度和钻孔深度5-40

233螺纹孔的尺寸5-40

234扳手空间5-43

235开口销孔的位置、尺寸和公差5-44

24螺栓的拧紧和防松5-44

241螺纹摩擦计算5-44

242控制螺栓预紧力的方法5-45

243螺纹连接常用的防松方法5-46

3螺纹紧固件的性能等级和常用材料5-49

31螺栓、螺钉和螺柱5-49

311螺栓、螺钉和螺柱的力学性能等级、

材料和热处理5-49

312螺纹紧固件的应力截面积5-51

313最小拉力载荷和保证载荷5-51

32螺母5-54

33不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母5-57

34紧定螺钉5-59

35自攻螺钉5-61

36自挤螺钉5-61

37自钻自攻螺钉5-61

38耐热用螺纹连接副5-62

39有色金属螺纹连接件5-62

4螺栓、螺钉、双头螺柱强度计算5-63

41螺栓组受力计算5-63

42按强度计算螺栓尺寸5-66

5螺纹连接的标准元件和挡圈5-68

51螺栓5-68

52双头螺柱5-90

53螺母5-92

54螺钉5-114

55自攻螺钉5-134

56木螺钉5-140

57垫圈和轴端挡圈5-143

58螺钉、垫圈组合件5-163

第3章键、花键和销连接

1键连接5-167

11键和键连接的类型、特点及应用5-167

12键的选择和键连接的强度校核

计算5-168

13键连接的尺寸系列、公差配合和

表面粗糙度5-168

131平键5-168

132半圆键5-168

133楔键5-168

134键用型钢5-174

目录

目录

135键和键槽的几何公差、配合及

尺寸标注5-174

136切向键5-176

2花键连接5-179

21花键基本术语5-179

211一般术语5-179

212花键的种类5-179

213齿廓5-179

214基本参数5-180

215误差、公差及测量5-180

22花键连接的强度计算5-181

221通用简单算法5-181

222花键承载能力计算(精确算法)5-181

23矩形花键连接5-187

231矩形花键公称尺寸系列5-187

232矩形花键的公差与配合5-188

24圆柱直齿渐开线花键连接5-188

241渐开线花键的模数和公称尺寸

计算5-188

242渐开线花键公差与配合5-188

243渐开线花键参数标注与标记5-196

25圆锥直齿渐开线花键5-197

251术语、代号和定义5-197

252几何尺寸计算公式5-197

253圆锥直齿渐开线花键尺寸系列5-198

254圆锥直齿渐开线花键公差5-200

255参数表示示例5-201

3销连接5-201

31销连接的类型、特点和应用5-201

32销的选择和销连接的强度计算5-202

33销的标准件5-204

331圆柱销5-204

332圆锥销5-208

333开口销和销轴5-210

334槽销5-212

第4章过盈连接

1过盈连接的类型、特点和应用5-218

2圆柱面过盈连接计算5-218

21计算基础5-218

211两个简单厚壁圆筒在弹性范围内

连接的计算5-218

212计算的假定条件5-218

213计算用的符号5-219

214直径变化量的计算公式5-219

22最小过盈量计算公式5-219

23配合的选择5-220

24校核计算5-220

25设计计算例题5-222

3圆锥过盈配合的计算和选用5-223

31圆锥过盈连接的特点5-223

32圆锥过盈连接的形式及应用5-223

33圆锥过盈连接的计算和选用5-224

331计算基础与假定条件5-224

332计算要点5-224

34油压装拆圆锥过盈连接的参数

选择5-224

35设计计算例题5-225

36结构设计5-227

361结构要求5-227

362对结合面的要求5-228

363压力油的选择5-228

364装配和拆卸5-228

37螺母压紧的圆锥面过盈连接5-228

4胀紧连接套5-228

41概述5-228

42基本参数和主要尺寸5-22 2100433B

《机械设计手册》第六版单行本共16分册，涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为《常用设计资料》 《机械制图·精度设计》 《常用机械工程材料》 《机构·结构设计》 《连接与紧固》 《轴及其连接》 《轴承》 《起重运输件·五金件》 《润滑与密封》 《弹簧》 《机械传动》 《减（变）速器·电机与电器》 《机械振动·机架设计》 《液压传动》 《液压控制》 《气压传动》。

本书为《连接与紧固》。内容包括螺纹及螺纹连接，铆钉连接，销、键和花键连接，过盈连接，胀紧连接和型面连接，锚固连接，粘接。主要介绍连接和紧固（件）的类型、特点、强度计算、选用，以及常用标准连接与紧固件的规格、特点、尺寸、性能参数等。

本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考使用。