零件档案馆 - 连接类零件

连接类零件

螺栓（六角头螺栓）

学习难度：⭐⭐

螺母（六角螺母）

学习难度：⭐⭐

垫圈（平垫圈 / 弹簧垫圈）

学习难度：⭐⭐

螺钉（内六角 / 十字槽螺钉）

学习难度：⭐⭐⭐

销钉（圆柱销 / 圆锥销）

学习难度：⭐⭐⭐

键（平键 / 半圆键）

学习难度：⭐⭐⭐⭐

铆钉

学习难度：⭐⭐⭐

螺栓（六角头螺栓）

学习难度：⭐⭐

所属分类

紧固件中的螺纹连接件。

核心标签

可拆卸、高强度、通用。

核心作用

与螺母配合，将两个带通孔的零件夹紧固定，实现可拆卸连接。结构拆解：头部为六角形，便于扳手施力；杆部为带有外螺纹的圆柱体。

工作原理

螺栓穿过两个零件的通孔，另一端旋入螺母，通过拧紧螺母使螺栓受拉，产生预紧力，将零件压紧。

常见类型/规格

按头部形式有六角头、小六角头、铰制孔用螺栓等；性能等级从3.6到12.9级；公称直径M1.6~M64。

应用场景

机械设备、钢结构桥梁、建筑模板、汽车装配等需要经常拆装的部位。

注意事项

螺栓露出螺母的螺纹长度不应少于2个螺距；需根据载荷选择合适性能等级；预紧力过大会导致螺栓断裂。

趣味小知识

螺栓最早可追溯到15世纪的螺丝和螺母，但直到19世纪工业化生产后才标准化。六角头设计并非偶然——60°夹角既方便工具旋转，又能承受较大的拧紧力矩。

螺母（六角螺母）

学习难度：⭐⭐

所属分类

紧固件中的内螺纹连接件。

核心标签

配合螺栓、锁紧、通用。

核心作用

与螺栓组成螺纹副，提供锁紧力，将零件压紧。

结构拆解

外形为六角棱柱，中心有通孔并加工出内螺纹。

工作原理

螺母旋入螺栓后，其内螺纹与螺栓外螺纹啮合，通过旋转螺母使螺纹斜面产生轴向力，从而夹紧被连接件。

常见类型/规格

普通六角螺母、薄螺母（防松用）、尼龙防松螺母、法兰面螺母；螺纹精度分粗牙和细牙；公称直径M1.6~M64。

应用场景

几乎与螺栓同步使用，常见于机械装配、管道法兰、电力金具等。

注意事项

同一连接副中螺母的强度等级应与螺栓匹配（如8级螺母配8.8级螺栓）；薄螺母不能单独作为主螺母使用。

趣味小知识

螺母的“对边尺寸”通常比螺栓头略小，以便在狭小空间操作。还有一种“蝶形螺母”可不借助工具手拧，最早用于马车轮轴。

垫圈（平垫圈 / 弹簧垫圈）

学习难度：⭐⭐

所属分类

紧固件中的辅助件。

核心标签

防松、保护表面、压力分散。

核心作用

增加接触面积、防止螺栓头或螺母压伤工件表面，并提供一定的防松效果。

结构拆解

平垫圈为环形金属薄片；弹簧垫圈为带有斜向切口的椭圆形或矩形截面环，呈螺旋状。

工作原理

平垫圈通过增大承压面积减小压强，避免工件变形或划伤；弹簧垫圈利用自身的弹性和切口边缘的楔入作用，在振动时保持螺栓预紧力，防止松动。

常见类型/规格

平垫圈分A级、C级（精度不同）；弹簧垫圈标准为GB/T 93，常见规格从2mm到48mm；另有方斜垫圈（用于工字钢等斜面）。

应用场景

平垫圈广泛用于金属、塑料、木材连接；弹簧垫圈常用于有振动的设备如发动机、电机底座。

注意事项

弹簧垫圈不能用于高强度螺栓连接（易导致疲劳断裂）；软质材料表面必须加平垫圈。

趣味小知识

最早的垫圈是皮革或软木制成，用于密封水管。现代弹簧垫圈的切口方向有讲究——切口应朝向螺母旋转的相反方向，以增强楔入效果。

螺钉（内六角 / 十字槽螺钉）

学习难度：⭐⭐⭐

所属分类

紧固件中的单头螺纹连接件。

核心标签

自攻或机械螺纹、无需螺母、沉头可选。

核心作用

旋入一个零件预先加工的内螺纹孔（或自攻形成螺纹），将两个零件固定，无需配合螺母。结构拆解：头部有内六角或十字槽等驱动形式，杆部为全螺纹或部分螺纹。

工作原理

螺钉穿过第一个零件的通孔，其螺纹端旋入第二个零件的螺纹孔中，拧紧后靠螺纹啮合和头部压紧实现固定。

常见类型/规格

内六角圆柱头螺钉（高强度）、十字槽沉头螺钉（表面平整）、十字槽盘头螺钉；机械螺钉（需预制螺纹孔）和自攻螺钉（可钻入薄板）；规格M1.6~M36。

应用场景

内六角螺钉用于模具、机床；十字槽螺钉用于电子产品、家具、电器外壳装配。

注意事项

沉头螺钉的锥头角度通常为90°或82°，需配合沉孔使用；内六角扳手必须完全插入才能施力，否则会滑牙。

趣味小知识

十字槽螺钉由美国公司Phillips在1930年代发明，初衷是让螺丝刀在达到一定扭矩时自动滑出，避免过拧——这个“缺陷”反而成了防呆设计。

销钉（圆柱销 / 圆锥销）

学习难度：⭐⭐⭐

所属分类

定位紧固件。

核心标签

定位、防转、传递小扭矩。

核心作用

将两个零件精确固定在相对位置，防止错位，并可传递不大的剪切力。

结构拆解

圆柱销为等径圆柱体，两端倒角；圆锥销为带有1:50锥度的圆锥体，小端有螺纹孔（便于拔出）。

工作原理

销钉插入两个零件上精加工的销孔中，圆柱销靠过盈配合固定，圆锥销靠自锁锥面定位；当受剪切力时，销钉本身承受剪切变形。

常见类型/规格

圆柱销（GB/T 119.1）、内螺纹圆柱销、圆锥销（GB/T 117）、开尾圆锥销；公称直径0.8mm~50mm。

应用场景

模具导柱定位、变速箱盖与箱体定位、连杆小头与活塞销连接、防止轴肩转动。

注意事项

圆柱销安装需要压入，孔的公差必须严格（H7或P6）；圆锥销的锥度配合保证自锁，但拆卸时需从小端敲出或使用拔销器。

趣味小知识

古代木结构中的“木销”就是销钉的前身。现代飞机发动机中，高温区域的销钉使用镍基合金制造，能在1000℃下保持强度。

键（平键 / 半圆键）

学习难度：⭐⭐⭐⭐

所属分类

轴毂连接件。

核心标签

传递扭矩、导向、防周向滑动。

核心作用

连接轴与轮毂（齿轮、带轮、联轴器等），传递旋转运动和扭矩。

结构拆解

平键为长方体金属块；半圆键呈半圆形，顶部为弧形。

工作原理

键嵌入轴上的键槽和轮毂的键槽中，靠键的侧面传递扭矩，工作时键受挤压和剪切。

常见类型/规格

普通平键（A型圆头、B型平头、C型单圆头）、导向平键（可轴向滑动）、半圆键（自动调心）、楔键（靠斜面传递轴向力）；平键宽度从2mm到100mm。

应用场景

减速机齿轮与轴连接、电机轴与带轮、大型回转窑的传动装置。

注意事项

键的强度校核主要是挤压应力和剪切应力；安装时键与键槽两侧应紧密贴合，而顶面需留有间隙（0.2~0.5mm）。

趣味小知识

键的历史可追溯到蒸汽机时代，最早的键是方形的。半圆键专门用于锥形轴端，它的底面是半圆形，与轴上的弧形槽完美贴合，能自动补偿一定的角度偏差。

铆钉

学习难度：⭐⭐⭐

所属分类

不可拆卸紧固件。

核心标签

永久连接、抗剪切、钣金工艺。

核心作用

将两个或多个零件永久性地铆合在一起，形成不可拆卸的连接。

结构拆解

由钉头和钉杆组成，钉杆末端在铆接时形成另一个钉头。

工作原理

将铆钉插入预制孔中，利用铆枪或压力机使钉杆末端变形扩大，形成第二个钉头，从而夹紧被连接件。

常见类型/规格

半圆头铆钉、沉头铆钉、抽芯铆钉（拉铆钉）、空心铆钉；材质有钢、不锈钢、铝、铜；直径1mm~36mm。

应用场景

飞机蒙皮、桥梁桁架、钢制烟囱、集装箱、剪刀、汽车刹车片等需要永久固定的场合。

注意事项

铆接前孔的对中度要求高；抽芯铆钉不适用于重载；热铆（加热后铆接）用于大型钢结构，冷却后产生预紧力。

趣味小知识

铆接是飞机结构的首选连接方式，因为铆钉不会像焊接那样产生热应力裂纹。著名的埃菲尔铁塔用了250万颗铆钉，每颗都是热铆后由工人用大锤敲击成型。

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