鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級(jí)分為3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個(gè)等級(jí)，其中8.8級(jí)及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。

螺栓性能等級(jí)標(biāo)號(hào)有兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值。例如：

性能等級(jí)4.6級(jí)的螺栓，其含義是：

1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)400MPa級(jí)；

2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.6；

3、螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)400×0.6=240MPa級(jí)。

性能等級(jí)10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，其材料經(jīng)過(guò)熱處理后，能達(dá)到：

1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa級(jí)；

2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.9；

3、螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)1000×0.9=900MPa級(jí)。

螺栓性能等級(jí)的含義是國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，相同性能等級(jí)的螺栓，不管其材料和產(chǎn)地的區(qū)別，其性能是相同的，設(shè)計(jì)上只選用性能等級(jí)即可。

強(qiáng)度等級(jí)所謂8.8級(jí)和10.9級(jí)是指螺栓的抗剪切應(yīng)力等級(jí)為8.8GPa和10.9GPa。

8.8 公稱抗拉強(qiáng)度800N/MM2，公稱屈服強(qiáng)度640N/MM2。

一般的螺栓是用"X.Y"表示強(qiáng)度的，X*100=此螺栓的抗拉強(qiáng)度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強(qiáng)度（因?yàn)榘礃?biāo)識(shí)規(guī)定：屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度=Y/10）。

如4.8級(jí)，則此螺栓的抗拉強(qiáng)度為：400MPa；屈服強(qiáng)度為：400*8/10=320MPa。

另：不銹鋼螺栓通常標(biāo)為A4-70，A2-70的樣子，意義另有解釋。

度量：當(dāng)今世界上長(zhǎng)度計(jì)量單位主要有兩種，一種為公制，計(jì)量單位為米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等，在歐州、我國(guó)及日本等東南亞地區(qū)使用較多，另一種為英制，計(jì)量單位主要為英寸（inch），相當(dāng)于我國(guó)舊制的市寸，在美國(guó)、英國(guó)等歐美國(guó)家使用較多。

1、公制計(jì)量：（10進(jìn)制）    1m =100 cm=1000 mm

2、英制計(jì)量：（8進(jìn)制）     1英寸=8英分       1英寸=25.4 mm     3/8￠￠×25.4 =9.52

3、1/4￠￠以下的產(chǎn)品用番號(hào)來(lái)表示其稱呼徑，如：4#， 5#， 6#， 7#， 8#，10#，12#

首先，我們先解釋下規(guī)格，一般螺絲稱呼都是牙紋稱呼徑*螺絲長(zhǎng)度。

牙紋稱呼徑，公制常用的有：M2，M3，M4，M5，M6，M8，M10，M12等；

美制常用的有：4#-40，6#-32，8#-32，10#-24，1/4-20，5/16-18，3/8-16，1/2-13等。

而螺絲長(zhǎng)度，是指埋入被載物體的有效長(zhǎng)度。比如：沉頭螺絲被載入的是總長(zhǎng)度，半沉頭螺絲要加上半個(gè)頭的長(zhǎng)度，而圓柱頭螺絲長(zhǎng)度則不包含頭部尺寸。如：

對(duì)于規(guī)格，全稱最好是加上牙距。例如M4-0.7x8，4指牙外徑是4mm,0.7是指兩個(gè)牙峰之間的距離為0.7mm，8指埋入被載物體的有效長(zhǎng)度為8mm。

為了簡(jiǎn)化，不寫牙距，我們把粗牙默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)牙，因?yàn)樽畛Ｒ?jiàn)；這樣就不用標(biāo)出了。這點(diǎn)公制才有，美制產(chǎn)品還是要標(biāo)牙距。

這里重點(diǎn)講一下美制螺絲的規(guī)格，如6#-32*3/8，6#是牙外徑，接近于3.5mm；32是每英寸的螺紋長(zhǎng)度里有32個(gè)牙（相當(dāng)于公制螺絲的牙距）；3/8則是螺絲的長(zhǎng)度（具體同公制螺絲）。

這里須記住的2個(gè)公式：牙外徑A#=（Ax0.013+0.06）x25.4（mm）, 1英寸=25.4mm。

其中2#=2.2mm，4#=2.9mm，6#=3.5mm，8#4.2mm，10#=4.8mm是須熟記數(shù)據(jù)。其中各個(gè)規(guī)格的螺絲對(duì)應(yīng)的牙數(shù)也須熟記：2#-56，4#-40，6#-32，8#-32，10#-24，1/4-20，5/16-18，3/8-16，1/2-13（美制標(biāo)準(zhǔn)牙）。

注：美制UNC牙是標(biāo)準(zhǔn)牙，UNF是細(xì)牙。我們把粗牙默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)牙。

那么，你知道螺紋規(guī)格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16嗎？

你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5？油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 125？油缸壓力為什么是6.3, 16, 25, 31.5？

你可知道機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上無(wú)數(shù)的表格，所有產(chǎn)品樣本上的參數(shù)表，都是怎么來(lái)的？

一切都來(lái)源于偉大的優(yōu)先數(shù)系。

法國(guó)工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規(guī)格繁多，他就想了一個(gè)辦法，將10開(kāi)5次方，得到一個(gè)數(shù)1.6，然后輾轉(zhuǎn)相乘，得出5個(gè)優(yōu)先數(shù)如下:

1.0
1.6
2.5
4.0
6.3

這是一個(gè)等比數(shù)列，后數(shù)為前數(shù)的1.6倍，那么10以下的鋼絲繩一下子只有5種，10到100的鋼絲繩也只有5種，即10, 16, 25, 40, 63。

但是這樣分法太稀疏，雷諾先生就再接再厲，將10開(kāi)10次方，得出R10優(yōu)先數(shù)系如下：

1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0

公比為1.25，于是10以內(nèi)的鋼絲繩只有10種，10到100的也只有10種，這就比較合理了。

這時(shí)肯定有人說(shuō)，這個(gè)數(shù)列，前面的數(shù)字好像相差不大，如1.0和1.25，簡(jiǎn)直沒(méi)差別嘛，平常我就四舍五入了，但6.3和8.0間隔就大了，這樣合理嗎？合理不合理，我們打個(gè)比方。

比如說(shuō)自然數(shù)。1、2、3、4、5、6、7、8、9，看起來(lái)很順溜，我們用這個(gè)數(shù)列來(lái)發(fā)工資，給張三發(fā)1000，給李四發(fā)2000，兩人皆心服。突然通貨膨脹，給張三發(fā)8000，給李四發(fā)9000。以前李四工資是張三的2倍，現(xiàn)在變成1.12倍。你說(shuō)李四能愿意嗎？他可是主管哪，給他發(fā)16000還差不多，張三是不會(huì)埋怨說(shuō)主管比他多8000的。

這個(gè)自然界的事物，有兩種比較方法，就是“相對(duì)”與“絕對(duì)”！優(yōu)先數(shù)系是相對(duì)的。

有人說(shuō)他的產(chǎn)品規(guī)格有10噸，20噸，30噸，40噸的，現(xiàn)在看來(lái)就不合理了吧？如果你取兩倍的話，應(yīng)該是10噸，20噸，40噸，80噸，或者保住頭尾，也應(yīng)該是10噸，16噸，25噸，40噸，公比為1.6才合理。

這就是“標(biāo)準(zhǔn)化”，金蜘蛛緊固件網(wǎng)咨詢系統(tǒng)上常?？吹接腥苏f(shuō)“標(biāo)準(zhǔn)化”，實(shí)際他們說(shuō)的是“標(biāo)準(zhǔn)件”，所做的工作只是將整機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)件整理一下，就叫標(biāo)準(zhǔn)化了，實(shí)際不是這樣的。

真正的標(biāo)準(zhǔn)化，你要把你的產(chǎn)品的所有參數(shù)按優(yōu)先數(shù)系形成序列化，再把所有的零部件的功能參數(shù)及尺寸，用優(yōu)先數(shù)系來(lái)序列化才對(duì)。

自然數(shù)是無(wú)窮的，但在機(jī)械設(shè)計(jì)師眼里，世界上只有10個(gè)數(shù)，它就是R10優(yōu)先數(shù)。并且，這10個(gè)數(shù)相乘，相除，乘方，開(kāi)方，結(jié)果還在這10個(gè)數(shù)里，何其奇妙！當(dāng)你設(shè)計(jì)的時(shí)候，不知道尺寸該選擇多大為好時(shí)，就在這10個(gè)數(shù)里選，你說(shuō)何其方便！

1.0 N0
1.12 N2
1.25 N4
1.4 N6
1.6 N8
1.8 N10
2.0 N12
2.24 N14
2.5 N16
2.8 N18
3.15 N20
3.55 N22
4.0 N24
4.5 N26
5.0 N28
5.6 N30
6.3 N32
7.1 N34
8.0 N36
9.0 N38

兩個(gè)優(yōu)先數(shù)，比如4和2，其序號(hào)分別為N24和N12，它們相乘，將其序號(hào)相加，其結(jié)果等于N36即8便是；

相除，序號(hào)相減，等于N12即2便是；

2的立方，將其序號(hào)N12乘以3得N36即8便是；

4的開(kāi)方，將其序號(hào)N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢？N12*4=N48，這里沒(méi)有，怎么辦？上面的列表，沒(méi)有寫上一個(gè)數(shù)，就是10，它的序號(hào)是N40，凡是序號(hào)大于40的，只看大于40的部分，比如N48就看N8，即1.6，然后乘以10得16就對(duì)了。如果序號(hào)是N88呢，看N8得1.6，然后乘以100得160便是，因?yàn)?00的序號(hào)是N80,1000的序號(hào)是N120，依此類推。

做機(jī)械設(shè)計(jì)，一輩子用這20個(gè)數(shù)就足矣。但有時(shí)需用到R40數(shù)系，有40個(gè)數(shù)，就更完善了，若不夠，還有R80系。我已將R40數(shù)系倒背如流，應(yīng)付一般計(jì)算根本不用計(jì)算器。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，算40徑的45鋼的抗扭能力，其扭轉(zhuǎn)系數(shù)是0.5*π*R^3，扭應(yīng)力選屈服點(diǎn)360的一半即180MPa，圓周率選3.15，左右手捏小數(shù)點(diǎn)，心算加減序號(hào)，一會(huì)就出來(lái)。有人說(shuō)你不加安全系數(shù)嗎？說(shuō)吧，是取1.25，還是1.5，還是2??？呵呵。

黃金分割0.618，也即1.618，這里也有1.6。平方根數(shù)列，就是根號(hào)1，根號(hào)2，根號(hào)3，很容易求出吧？（3的序號(hào)是N19）

π的平方等于多少？等于10。你算壓桿穩(wěn)定的時(shí)候就方便了吧？圓桿扭轉(zhuǎn)系數(shù)約為0.1*D^3，現(xiàn)在你可以口算扭轉(zhuǎn)系數(shù)了吧？

為什么大螺絲從M36直接跳到M40？為什么齒輪的傳動(dòng)比有個(gè)6.3或者7.1？為什么槽鋼有個(gè)市場(chǎng)上很少見(jiàn)的12.6號(hào)？為什么外協(xié)廠打電話來(lái)說(shuō)140的方管沒(méi)有，而有120和160的？

因?yàn)镽5數(shù)系比R20數(shù)系優(yōu)先。

為什么標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)有個(gè)第一序列，第二序列？一般來(lái)說(shuō)第一序列就是R5序列。為什么Inventor的螺孔列表有個(gè)M11.2？現(xiàn)在你知道它不是胡謅出來(lái)的數(shù)吧？

還有鋼板厚度，型鋼型號(hào)，齒輪模數(shù)，一切標(biāo)準(zhǔn)件，一切工業(yè)品樣本上的功能參數(shù)，尺寸參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)公差表等等，它們的來(lái)源，此刻在我們的心中慢慢清晰起來(lái)?？梢哉f(shuō)，我們已經(jīng)理解了半部機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，以及那些還沒(méi)做出來(lái)的工業(yè)品。

那么，我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候，就可以同時(shí)設(shè)計(jì)出一系列了，而不是設(shè)計(jì)完之后再進(jìn)行所謂的“標(biāo)準(zhǔn)化”；更進(jìn)一步，如果產(chǎn)品注定要序列化，那么我們甚至可以在對(duì)實(shí)際工況不甚了解的情況下設(shè)計(jì)產(chǎn)品，因?yàn)閮?yōu)先數(shù)系已將所有型號(hào)包括其中了。

優(yōu)先數(shù)系的應(yīng)用，上面列出的，可謂滄海一粟，無(wú)盡的應(yīng)用等著我們自己去開(kāi)發(fā)。