标准件基础知识
标准件是在机械设计中广泛使用的、具有统一规格和互换性的零部件。本文围绕轴承安装工艺规范：拧紧力矩与防松措施，系统介绍轴承选型的规格参数、选用原则和应用方法，帮助设计人员正确选择和使用标准件。
紧固件分类与标准
紧固件是机械装配中使用最多的标准件，主要包括螺栓、螺母、螺钉、垫圈和销等：
- 螺栓：六角头螺栓（GB/T 5782）、内六角圆柱头螺钉（GB/T 70.1）、双头螺柱（GB/T 897-900）等
- 螺母：六角螺母（GB/T 6170）、六角薄螺母（GB/T 6172）、六角锁紧螺母（GB/T 889）等
- 垫圈：平垫圈（GB/T 97.1）、弹簧垫圈（GB/T 93）、止动垫圈（GB/T 854）等
- 销：圆柱销（GB/T 119）、圆锥销（GB/T 117）、开口销（GB/T 91）等
- 键：普通平键（GB/T 1096）、半圆键（GB/T 1099）、楔键（GB/T 1564）等
常用螺栓规格参数
轴承选型中，螺栓是最常用的紧固件。以下是常用规格参数：
| 规格 | 螺距(mm) | 头部对边(mm) | 头部厚度(mm) | 抗拉载荷(kN,8.8级) |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 1.0 | 10 | 4.0 | 17.0 |
| M8 | 1.25 | 13 | 5.3 | 31.2 |
| M10 | 1.5 | 16 | 6.4 | 49.4 |
| M12 | 1.75 | 18 | 7.5 | 71.9 |
| M16 | 2.0 | 24 | 10.0 | 131.0 |
| M20 | 2.5 | 30 | 12.5 | 204.0 |
| M24 | 3.0 | 36 | 15.0 | 293.0 |
| M30 | 3.5 | 46 | 18.7 | 462.0 |
螺栓强度等级
螺栓的性能等级用数字标记，如4.6、8.8、10.9、12.9等。数字的含义：小数点前的数字乘以100为公称抗拉强度（MPa），小数点前后的数字乘积的10倍为公称屈服强度（MPa）。例如8.8级：抗拉强度800MPa，屈服强度640MPa。
滚动轴承选型
滚动轴承是机械传动中最重要的标准件之一，选型需要考虑以下因素：
轴承类型选择
| 轴承类型 | 承载特性 | 极限转速 | 调心性能 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| 深沟球轴承(6) | 径向+少量轴向 | 高 | 一般 | 电机、水泵、通用传动 |
| 角接触球轴承(7) | 径向+单向轴向 | 高 | 一般 | 机床主轴、减速器 |
| 圆锥滚子轴承(3) | 径向+单向轴向 | 中 | 差 | 汽车轮毂、齿轮箱 |
| 调心球轴承(1) | 径向 | 中 | 好 | 有对中误差的传动 |
| 调心滚子轴承(2) | 径向+冲击载荷 | 低 | 好 | 轧机、破碎机 |
| 推力球轴承(5) | 轴向 | 低 | 差 | 起重机、千斤顶 |
键连接设计
键连接用于连接轴和轮毂，传递扭矩。轴承选型中常用的键连接类型：
- 普通平键（A/B/C型）：靠键的两侧面传递扭矩，对中性好，应用最广泛。键的截面尺寸根据轴径按GB/T 1096选取
- 半圆键：键的两侧面为半圆形，自动适应轮毂槽斜度，适用于锥形轴端连接
- 花键连接：矩形花键（GB/T 1144）和渐开线花键（GB/T 3478），承载能力强，对中性好，用于重载传动
标准件选用原则
轴承选型的选用应遵循以下原则：
- 优先选用标准件：在满足功能要求的前提下，优先选用国家标准件，降低采购和制造成本
- 强度匹配：紧固件的强度等级应与被连接件的强度相匹配，避免”大马拉小车”或”小马拉大车”
- 防松措施：振动工况下必须采取防松措施，如弹簧垫圈、双螺母、螺纹胶等
- 表面处理：根据使用环境选择合适的表面处理，如镀锌（防锈）、达克罗（高耐腐蚀）、发黑（一般防锈）
- 安装空间：考虑螺栓头部的扳手空间和螺母的安装空间，避免设计干涉