2.2.1 连接类标准件

连接类标准件主要包括螺栓和螺钉、螺母、垫圈、铆钉和焊钉、销和键（针对GB标准件）。

1.螺栓和螺钉

在机器设备上，常用螺纹与螺纹连接件实现机件与机件之间的连接。螺纹连接的结构简单，形式多样，连接可靠，装拆方便，成本低廉，因而得到广泛的应用。

螺纹的种类很多，根据用途可分为传动螺纹和连接螺纹。传动螺纹主要用来传递运动和动力，它的牙型常采用梯形、矩形、锯齿形。连接螺纹的牙型则采用三角形，因为三角形螺纹之间的摩擦力大，自锁性好，连接牢固可靠。

三角螺纹分普通三角螺纹和管螺纹。普通三角螺纹的牙型角为60°，有粗牙螺纹和细牙螺纹两种，一般用粗牙。因牙型斜角大，故当量摩擦系数也较大，自锁性好，所以常用于连接。

螺栓连接的结构特点是被连接件上不必切制螺纹，因而不受被连接件材料的限制。常用于被连接件不太厚（可制通孔），并且有足够装配空间的场合。这种连接装拆方便，成本低，应用最广。螺栓由杆部与头部组成，头部根据使用条件而制成不同的形状，如六角头、方头、沉头方颈、半圆头等；杆部制有外螺纹，以便于螺母旋合。旋合螺纹分为粗牙和细牙，在我国的标准中都采用米制（Metric）螺纹。如果杆部全长均制成螺纹则称为全螺纹，但多数情况下仅制出一段螺纹，还有一段是无螺纹的光杆。根据使用条件和工艺要求，可将光杆制成不同的直径。

双头螺栓连接的过程是先将双头螺柱的一端旋紧在一个被连接件的螺纹孔中，然后将另一端穿过其他的被连接件的孔，最后再旋紧螺母。这种连接主要用于被连接件之一较厚或为了结构紧凑必须采用盲孔的场合。双头螺栓连接允许多次拆卸而不损坏连接零件。

螺钉有起连接作用的螺钉和限制两零件相对运动的紧定螺钉。螺钉连接是将螺钉直接旋入被连接件的螺孔中，省去了螺母，因此结构上比双头螺柱简单。这种连接也是用于被连接件之一较厚或为了结构紧凑必须采用盲孔的场合。由于被连接件的螺纹孔磨损后修复比较困难，所以使用这种连接不宜经常装拆。紧定螺钉连接是利用紧定螺钉旋入并通过一个零件，其末端压紧或嵌入另一零件，以固定两零件的相对位置，传递不大的力或转矩。多用于轴上零件的连接。

螺钉头部按用途和旋紧工具不同制成不同形状，如有用扳手旋紧的四方头和六方头螺钉，有用一字螺钉旋具旋紧的开槽螺钉，有用内六方扳手旋紧的内六角螺钉及用十字螺钉旋具旋紧的十字槽螺钉。

表2-2给出了SolidWorks Toolbox插件螺栓和螺钉的GB库内容，方便读者查阅。

2.螺母

螺母是为了与螺栓和螺钉配合使用的，其孔内制有内螺纹，同样也分为粗牙和细牙两种。螺母有六角形、方形、六角槽形、圆形及盖形等多种形式。具体结构与用途参见表2-3所示。

3.垫圈

垫圈是不刻制螺纹的螺纹紧固件，形状呈扁圆环形。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积、降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用。另外，根据功能不同，垫圈可以分为：保护连接件表面的多种平垫圈，用于防松的弹簧垫圈、鞍形弹性垫圈，用于锁紧的止动垫圈及用于工字钢的方斜垫圈。具体结构与用途参见表2-4所示。

4.铆钉和焊钉

铆钉是由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带通孔的零件（或构件），使之成为一个整体。这种连接形式称为铆钉连接，简称铆接。铆接是一种早就使用的简单的机械连接，若要分开连接在一起的两个零件，则必须破坏零件上的铆钉，因此铆接属于不可拆卸连接。被铆接的材料通常是低碳钢或铝合金型材或板材，在机器的部件连接上，被铆件则是各种不同材料的成型零件。铆钉材料必须具有高的塑性和不可淬性。

铆钉和被铆件，有时还有辅助连接件（搭板），一起形成铆缝。铆缝根据性能的不同，可以分为3种：以强度为基本要求的铆缝称为强固铆缝，如飞机蒙皮与框架、起重设备的机架、建筑物的桁架等结构用的铆缝；不但要求具有足够的强度，而且要求保证良好的紧密性的铆缝称为强密铆缝，如蒸汽锅炉、压缩空气储存器等承受高压器皿的铆缝；仅以紧密性为基本要求的铆缝称为紧密铆缝，多用于一般的流体储存器和低压管道上。

焊钉是由光杆（或螺杆）与钉头（或无钉头）构成的一类紧固件，用焊接方法把它固定连接在一个零件（或构件）上面，以便再与其他零件进行连接。焊钉的材质一般分为低碳钢、不锈钢、铝合金及铜合金。材料的性能直接影响焊接的可靠性，优质的焊钉既要能保证具有良好的焊接性能，又要符合强度的要求和满足冷镦成型的工艺要求。焊钉的尺寸精度直接影响到焊接的质量，根本原因是其对焊接电弧和焊接时间的影响。铆钉和焊钉的具体结构与用途参见表2-5所示。

5.销和键

销主要用来固定零件之间的相对位置，称为定位销，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；也可用于连接，称为连接销，可传递不大的载荷；还可作为安全装置中的过载剪断元件，称为安全销。

键的主要功能是连接机器中的传动件、传递动力和运动等。在轴和轮毂的配合中，键的作用是定位。键的类型有平键、半圆键、楔键和花键。半圆键一般用于较轻的载荷，平键和半圆键的工作面是两侧面。花键用于转矩较大的情况，根据齿廓形状，可分为矩形花键和渐开线花键，其中矩形花键应用较广。

销和键的具体结构与用途参见表2-6所示。