1. 為什麼螺紋連線使用得最普遍

把兩個零件或部件相互固定起來的方法有很多種方法，如粘結、鉚接、焊接等。

但是，到目前為止，最常用的連線方法是使用螺栓配合螺母將連線部件夾緊，或者直接將螺栓旋轉到其中一個部件的螺紋孔中實現部件夾緊。使用螺栓緊固方法的優點是設計和組裝簡單，易於拆卸，生產率高以及最終實現節省成本。

2. 螺紋連線件

完成緊固後的螺栓會承受拉伸載荷，扭轉載荷，有時還會承受剪下載荷。

當把螺釘擰緊至設計要求的扭矩時，螺栓中的應力稱為預緊力。

拉伸載荷對應於將螺栓接頭連線的工件夾緊在一起的力，稱為夾緊力。小於夾緊力的外部載荷不會改變螺栓中的拉伸載荷。然而，如果連線件承受的外部載荷比螺栓中的預緊力高，則連線件會分開，並且會導致螺栓中的拉伸力增加，如果過大，螺栓會斷裂。

螺栓中的扭矩是由螺栓螺紋與螺母螺紋之間的摩擦引起的。

當外力垂直於夾緊力，且被夾緊的兩個工件相對於彼此有滑動時，這時螺栓就要承受剪下載荷。在設計合理的螺栓連線中，外部剪下力應受到連線中兩個工件之間的摩擦抵抗。如果夾緊力產生的摩擦力不能夠完全抵抗住外部的這種力時，則螺栓就會承受剪下力。螺栓連線通常設計為能夠承受拉伸力和剪下力的組合。

螺栓由螺栓杆和螺栓頭組成。螺栓杆可以是半螺紋，螺紋佔其長度的一部分，也可以是全螺紋，螺紋從螺栓頭底部到螺桿尾部。較長的螺栓通常設計為半螺紋，螺紋部分用於擰緊。沒有必要使螺紋的長度超過緊固接頭所需的長度，因為這隻會使螺栓價格高並降低拉伸強度。

螺紋的尺寸，螺紋的形狀和螺距，也就是連續螺紋之間的距離，已經標準化。實際上，當今工業上僅使用兩種不同的標準，英制螺紋UN和公制螺紋M。

3. 夾緊力

通常，希望螺栓是螺栓連線中的最薄弱的部分。尺寸過大的螺栓使產品既重又不必要地價格高。由於標準螺栓通常比較便宜，因此最好將螺栓作為第一個折斷的零件。

此外，在大多數情況下，螺栓的尺寸對於連線的質量是重要的。但決定性的因素是夾緊力，即是否能夠承受這個連線的所有載荷，以及這個連線是否能夠保持足夠的旋轉力以防止在承受脈衝載荷時發生鬆動。

對於大批次生產的產線，在正常生產情況下測量夾緊力比較麻煩，因此，為保證緊固質量，通常用測量扭矩的方法代替測量夾緊力。

由於夾緊力為螺栓的轉動角度和螺紋螺距的線性函式，因此在螺栓被拉長的彈性範圍內，夾緊力和擰緊扭矩之間存在直接關係。然而，只有大約10％施加的扭矩傳遞給夾緊力。剩餘的扭矩被螺栓的摩擦消耗–螺紋之間摩擦消耗的扭矩大約為40％，螺栓頭下方和工件之間的摩擦消耗的扭矩大約為50％。

4. 摩擦的影響

如果對螺栓增加潤滑，則螺栓螺紋和頭部下方的摩擦會減小，並且擰緊扭矩和夾緊力之間的關係也會發生變化。 如果施加與潤滑前相同的扭矩，則更多的扭矩將被轉化為夾緊力。如果轉化的夾緊力過大，可能導致螺栓中的拉伸力超過拉伸強度並破壞螺栓。 另一方面，如果螺栓被完全清除了潤滑劑，則夾緊力可能會變得太小而無法達到設計接頭所需的力，從而有工件鬆動的風險。

5. 螺栓分類

擰緊螺栓並開始產生夾緊力時，螺栓就會受到拉力。很快，螺紋下沉，螺栓將按力的大小成比例地被拉伸。原則上，這種拉長將持續到螺栓中的應力等於螺栓斷裂時的拉伸強度，也就是到螺栓拉斷為止。在一定的拉長範圍內，螺栓的拉長量與拉伸力成正比，且在去除負載時螺栓能夠恢復回原始長度，這個範圍就是這個螺栓的彈性區域。

整個拉伸過程中有一個拉伸應力點，稱為屈服點。當拉伸應力超過屈服點，螺桿中的材料會發生塑性變形。但是，這時螺栓不會立即斷裂。如果繼續增加扭矩，螺栓繼續被拉長直至被拉斷，但扭矩增加量卻不大。產生的塑性變形將導致螺栓永久伸長，也會引起螺栓鬆動。為了達到非常精確的夾緊力要求，通常會在擰緊過程中要求目標值一定要在彈性區域內。超過屈服點，發生塑性變形會導致螺栓損壞。

根據ISO 898/1，擰緊扭矩單位為Nm，

螺栓的材料是標準化的，這個標準化就是指螺栓分別達到屈服點之前和斷裂之前可以承受的拉應力的大小。所有螺栓均應根據這兩個資料對螺栓進行等級標記，其中第一位數字是指最小拉伸強度，單位為100 N / mm2，第二位數字是指屈服點與最小拉伸強度之間的關係。例如：8。8級螺栓表示最小抗拉強度為800 N / mm2，屈服點為0。8 x 800 = 640 N / mm2的螺栓。

6. 連線型別

螺栓接頭的不同不僅表現在尺寸的不同，而且型別也不同，型別不同表示接頭特性的不同。從擰緊的觀點來看，接頭最重要的特性是“硬度”。這個“硬度”指的是“扭矩率”，它是從貼合面（即螺栓頭下表面接觸到工件表件且開始變緊的那一點）起到達給定螺栓尺寸和質量的目標扭矩和所需的擰緊角度的變化速度。

對於相同直徑的螺栓，扭矩率可能會有很大的不同。用短螺栓夾緊材料是鋼的部件，則僅需旋轉螺栓較小的角度即可達到目標扭矩，這種接頭稱為“硬接頭”。若使用相同螺紋的長螺栓的接頭，同時需要壓緊諸如橡膠墊圈或彈簧墊圈之類的軟材料部件，擰緊該接頭到達相同的扭矩就需要旋轉更大的角度，甚至可能需要旋轉幾圈螺栓或螺母。這種型別的接頭稱為“軟接頭”。顯然，在擰緊過程中，這兩種不同型別的接頭所顯示的特性是不同的。

7. 扭矩和角度

如上所述，出於實際原因，擰緊扭矩是通常用於達到螺栓中預緊力的標準。可以動態測量所擰緊螺栓的扭矩，也可以在擰緊後用扭矩扳手檢查扭矩來靜態測量扭矩。

扭矩目標引數取決於接頭的質量要求。如車輪、懸架中的螺栓接頭大多屬於汽車中的安全關鍵接頭，不能被允許失效，因此有非常嚴格的公差要求。然而，用於固定工作臺高度調節螺栓長度的螺母不是關鍵接頭，可以不規定扭矩要求。

透過將緊固角度新增到測量引數中，可以達到更高的質量控制水平。在螺栓拉伸的彈性區域中，這可用於檢查接頭中的所有零件是否遺漏，例如：有沒有缺少彈墊圈或平墊圈。

同樣，可以透過測量擰緊角度來驗證螺栓質量，角度的起始點為貼合面，結束點為擰緊完成。

在複雜的擰緊過程中，該角度還可以幫助定義屈服點，用於規範目標扭矩是否在螺栓的塑性區域內。