螺栓和螺钉都属于相关的螺纹紧固件,但二者并不总是同一类产品。螺栓通常用于穿过间隙孔,并借助螺母实现紧固。螺钉通常用于与攻丝孔啮合,或自行形成配合螺纹,并通过螺钉头部完成拧紧。部分螺钉也可配合螺母使用。

螺钉与螺栓的主要区别在于结构设计及其预期装配方式,而不在于尺寸或外观。六角头和全牙杆部并不能决定其分类。在采购时,应以零件的尺寸标准和连接图纸为准。

螺栓与螺钉一览

特征

螺栓

螺钉

典型装配方式

穿过间隙孔,并与螺母配合使用

与攻丝孔啮合、形成配合螺纹,或与合适的螺母配合使用

典型拧紧方式

旋转螺母,必要时对螺钉头部加以限位

旋转头部

可达性

通常需要能够接近螺母侧;部分结构可将头部限位

可从头部一侧完成攻丝孔装配

螺纹长度

可采用全牙或部分螺纹

可采用全牙或部分螺纹

强度

取决于规格、材料、尺寸和连接结构设计

取决于规格、材料、尺寸和连接结构设计

示例

马车螺栓、规定的六角螺栓

内六角圆柱头螺钉、机械螺钉、自攻螺钉

螺栓与螺钉

螺栓与螺钉有什么区别?

ASME B18.2.1 中的术语划分,主要依据结构特征和预定用途。拧紧螺母可作为一项实用判断依据,但并非通用的分类规则。内六角圆柱头螺钉即使与螺母配合使用,也不会因此自动改称为“螺栓”。

可以对比两种装配形式:马车螺栓的方颈可在拧紧螺母时防止螺栓转动;而装入攻螺纹机壳中的内六角圆柱头螺钉,则通过头部施加扭矩。两者都可实现零件夹紧,但所需的配合结构和工具操作空间并不相同。

三项实用差异

1. 工具可达性与装配方式

传统的螺栓—螺母连接需要能够接触到螺母,同时还要对螺栓头部进行固定或防转处理。攻螺纹孔中的螺钉则需要从头部施加工具。因而,只要内螺纹啮合长度足够,攻螺纹孔连接就很适合用于封闭壳体和盲孔场合。

2. 螺纹位置与剪切载荷

对于通过紧固件承受剪切载荷的连接,在剪切面设置尺寸合适的光杆段,通常优于让螺纹直接位于该位置。螺栓和圆柱头螺钉都可以带有无螺纹段。应明确规定夹持长度和螺纹长度,而不要想当然地把“螺栓”理解为半螺纹件。

拉应力面积与剪切面积是两类不同的设计参数。不能将拉应力面积的计算结果直接用于判断螺纹段的剪切承载能力。应根据连接的载荷传递路径、紧固件几何形状以及适用的设计方法进行校核。

3. 螺纹啮合与重复拆装

在攻螺纹孔连接中,基体材料内的螺纹必须具备足够的抗滑牙能力。对于较软的材料或啮合长度不足的情况,连接往往会在螺钉达到额定抗拉强度之前先发生失效。反复拆装还可能造成螺纹磨损或损伤。在设计允许的前提下,采用合适的螺纹嵌件,或使用配套螺母的螺栓,往往更为适宜。

螺栓一定比螺钉更强吗?

未必如此。按照高强度规格制造的螺钉,完全可能比同直径的低等级螺栓更强。应比较标明的强度等级或性能等级、直径、螺纹形式、保证载荷以及所需预紧力。“螺栓”或“螺钉”这一名称本身,并不代表强度等级。

标准体系

示例标识

如何应用这些信息

SAE J429 钢制紧固件

2级、5级、8级

核对等级、尺寸范围及所需机械性能

ISO 898-1钢制螺栓、螺钉和双头螺柱

8.8、10.9、12.9

应结合适用尺寸和产品规范选用相应性能等级

ISO 3506-1不锈钢紧固件

A2-70、A4-70

需同时核对不锈钢牌号和性能等级

螺纹标记与性能标记所表示的内容并不相同。M10 × 1.5螺纹仅规定公称直径和螺距,并不表示强度或扭矩。同样,诸如18-8不锈钢之类的材料描述,也不足以据此计算安全工作载荷。

头部标记表示等级

名称易引起误解的紧固件

紧固件

需要了解的内容

六角头螺钉

可安装于螺纹孔中,亦可与螺母配合使用;应核对其产品标准

机螺钉

采用预制机螺纹,可与螺纹孔或螺母配合

马车螺栓

方颈可防止转动;通常借助螺母拧紧

木螺钉 / 木螺栓

用于扳手驱动的木用紧固件的常见名称;通常与木材配合,而非与机械螺纹螺母配合

常用紧固件

示例:薄壁攻丝支架中的螺钉

一根 M10 × 1.5 螺钉穿过 4 mm 板材时,在未计入倒角或不完整螺纹的情况下,轴向啮合长度最多为 4 mm,约相当于 2.7 个螺距。仅凭这一几何条件,无法判断连接是否安全;还必须校核载荷、板材材料、紧固件强度以及实际螺纹几何参数。

如果内螺纹无法承受所需载荷,仅提高螺钉性能等级并不能解决问题。可行的改进包括加厚攻丝部位、采用合适的螺纹嵌件,或改用带配套螺母的穿透式紧固件。具体采用哪种方案,应由装配可达性和所需夹紧力共同决定。

螺钉与螺栓:如何选择

  • 当连接部位具备良好装配空间,且螺母可提供便于更换的配合螺纹时,应采用螺栓加螺母的结构。

  • 当仅能从单侧操作,且内螺纹具有足够的啮合长度和强度时,应采用攻丝孔螺钉连接。

  • 针对剪切载荷,应确认螺纹相对于剪切面的布置位置,以及连接是通过摩擦传递载荷,还是通过紧固件承压传递载荷。

  • 木结构连接应选用专用于木材连接的紧固件及安装方法。机械螺钉并不会因为前端带尖而自动成为木螺钉。

  • 用于户外或潮湿工况时,除强度外,还应根据腐蚀环境选择材料和表面涂层。对于高强度钢制紧固件,应同时评估涂层方案及氢脆控制措施。

请选择匹配的 螺母 和 垫圈 ,并在装配要求时一并选用。螺纹规格、螺母强度以及垫圈尺寸都会影响连接性能。

浏览 LILY 的 螺钉与螺栓产品分类 ,查看具体产品,或使用我们的 螺钉与螺栓类型指南 用于识别头型和紧固件类别。对于图纸指定的零件,请参见 定制紧固件服务。

常见问题

拉铆螺栓与木螺钉是否为同一种紧固件?

在通用五金术语中,可以认为是:二者通常都指带六角头或方头、并采用粗牙木螺纹的拉木螺钉。尽管名称中带有“bolt”,但其通常是直接旋入木材,并不需要机螺纹螺母。应以规定的直径、长度和安装要求为准;俗称本身并不构成性能规格。

六角螺栓能否用于螺纹孔?

如果螺纹体系、规格、螺距、配合、公扣长度和强度均符合设计要求,从机械角度看可以采用。对于部分螺纹螺栓,还必须确保其螺纹段长度足够。若图纸明确指定内六角螺钉或某一特定标准,则在替代前应先确认经批准的等效件。

螺栓与双头螺柱有何区别?

典型螺栓带有头部,而双头螺柱通常没有头部。双头螺柱可在全长或一端、两端设置螺纹。部分双头螺柱一端固定于螺纹孔部件中,外露端再配合螺母使用。另见 螺纹杆和双头螺柱。

能否用 8.8 级螺栓替代 5 级螺栓?

不要默认二者可以互换。SAE 等级与 ISO 性能等级属于不同的规范体系,即使强度相近,也不能据此认定尺寸兼容。英制螺纹与公制螺纹不能混用。任何替换都必须同时评估配合螺纹、孔几何、螺母、预紧力以及设计批准。

技术参考

《 NASA 紧固件设计手册 》对螺纹啮合、材料、涂层以及连接件受载提供了背景说明。应依据适用的尺寸和力学标准来明确具体零件。