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3/4" 螺栓扭矩速查表(SAE 等级)

3/4" 螺栓在 SAE J429 的 Grade 2 / 5 / 8 三个等级 × 五种摩擦状态下的拧紧扭矩区间(最小–典型–最大),含 UNC 10 粗牙与 UNF 细牙两个系列,K 系数法口径与公英对照同页披露。

其他英制规格

就近公制规格:M20 M20 →

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UNC 粗牙:等级 × 摩擦状态扭矩

UNC 10 牙/英寸。应力截面积 At = 216 mm²(ASME B1.1 公式)。目标预紧力 = SAE J429 proof 应力的 75% × At。

速查:3/4"-10 Grade 5 · 电镀锌 ≈ 307 N·m(226 ft·lb);其余等级与摩擦态见下表。

SAE 等级proof 应力 (MPa)目标预紧力 (kN)干态/发黑
K 0.18–0.22 · N·m
电镀锌
K 0.15–0.2 · N·m
热镀锌
K 0.18–0.25 · N·m
涂油
K 0.12–0.15 · N·m
蜡/PTFE/防咬合
K 0.08–0.12 · N·m
Grade 237961.4234
210–257
199
175–234
257
210–292
152
140–175
117
94–140
Grade 558694.8361
325–397
307
271–361
397
325–452
235
217–271
181
145–217
Grade 8827133.9510
459–561
434
383–510
561
459–638
332
306–383
255
204–306

格内为典型值,下行小字为区间(min–max)。

参考资料

  • SAE J429《外螺纹紧固件机械性能与材料要求》(各等级 proof 应力公开值)
  • ASME B1.1《统一英制螺纹》(应力截面积公式出处)
  • Machinery's Handbook — SAE J429 proof 应力分档与 K 系数经验区间
  • ISO 16047:2005《紧固件 拧紧扭矩-预紧力测试》(K 系数测定方法)
  • Machine Design 防咬合剂摩擦实验(K≈0.10)
  • ISO 898-1:2013《紧固件机械性能 碳钢与合金钢》(等级对照用)

UNF 细牙扭矩

3/4"-16 UNF:同公称直径、牙更细,故应力截面积更大——At = 241 mm²,粗牙为 216 mm²——同等级同摩擦态下扭矩相应更高。

SAE 等级proof 应力 (MPa)目标预紧力 (kN)干态/发黑
K 0.18–0.22 · N·m
电镀锌
K 0.15–0.2 · N·m
热镀锌
K 0.18–0.25 · N·m
涂油
K 0.12–0.15 · N·m
蜡/PTFE/防咬合
K 0.08–0.12 · N·m
Grade 237968.4261
235–287
222
196–261
287
235–326
169
156–196
130
104–156
Grade 5586105.8403
363–443
343
302–403
443
363–504
262
242–302
201
161–242
Grade 8827149.3569
512–626
484
427–569
626
512–711
370
341–427
284
228–341

格内为典型值,下行小字为区间(min–max)。

75% 与 90% proof 两档预紧

同等级、同摩擦状态(电镀锌,K 0.15–0.20):标准档取 proof 应力的 75%,可复用、可复紧;屈服档取 90%,已接近屈服,属一次性设定。

SAE 等级75% proof(可复用)
N·m
90% proof(近屈服)
N·m
Grade 2199238
Grade 5307369
Grade 8434520

需要拆卸或复紧的连接用 75% 档;只有永久连接且装配工艺受控时才用 90% 档。这里的百分比是相对 SAE J429 proof 应力,不是相对屈服强度。

公英对照与等级对照

仅为量级对照,不是等效:两套体系对公称直径与牙型的规定不同,扭矩值不可跨列搬用。

英制(UNC)就近公制
1/4"M6
5/16"M8
3/8"M10
7/16"M12
1/2"M12
9/16"M14
5/8"M16
3/4"M20
7/8"M22
1"M24
1-1/8"M30
1-1/4"M33
1-1/2"M36
2"

SAE 等级 ↔ ISO 性能等级

SAE J429约合 ISO 898-1
Grade 24.8
Grade 58.8
Grade 810.9

近似对照:强度带虽接近,两套标准的 proof 应力并不相等(如 Grade 5 与 ISO 8.8 相邻,但 proof 值各按各自标准取值)。

计算口径与出处

T = K · d · F:K 为螺母系数,d 为公称直径,F 为目标预紧力 = SAE J429 proof 应力 × 应力截面积 × 75%(标准档)或 90%(屈服档)。应力截面积按 At = π/4·(d − 0.9743/n)²(ASME B1.1),本页 3/4"-10 得 At = 216 mm²。各等级 proof 应力取 SAE J429 公开值,并按公称直径分档递减。K 按摩擦状态取公开经验区间(Machinery's Handbook);润滑脂/MoS2 档(K≈0.11)与防咬合档接近,未单列,可在计算器中选择。

边界:本表为 K 系数法简化估算,不等于 VDI 2230 完整法(未计连接件弹性、嵌入损失与装配方式)。摩擦是扭矩最大变量;同一规格没有脱离摩擦状态的唯一扭矩。生产连接以设计文件或厂家扭矩表为准。

常见问题

3/4"-10 Grade 5 螺栓扭矩多少?

取决于摩擦状态(75% proof 目标预紧力口径,典型值):干态/发黑约 361 N·m、电镀锌约 307 N·m、热镀锌约 397 N·m、涂油约 235 N·m、防咬合约 181 N·m。区间见上表;同一规格没有脱离摩擦状态的唯一扭矩。

同一 3/4" 的 UNC 与 UNF 为什么扭矩不同?

因为应力截面积不同:3/4"-10 UNC 的 At = 216 mm²,3/4"-16 UNF 为 241 mm²。细牙螺纹在小径处留下的金属更多,同等级可施加更高预紧力。上方 UNF 表是独立算出来的,不是按 UNC 比例放大的。

3/4" 螺栓的目标预紧力是多少?

按 SAE J429 proof 应力的 75%:Grade 2 约 61.4 kN、Grade 5 约 94.8 kN、Grade 8 约 133.9 kN。高强度等级超过各自分档上限后 proof 应力下调(Grade 2 超 3/4"、Grade 5 超 1"、Grade 8 超 1-1/2"),故大规格上预紧力不随等级线性增长。

表中扭矩是什么口径算的?

K 系数法 T = K·d·F,F = SAE J429 proof 应力 × 应力截面积 × 75%(或 90%),应力截面积按 ASME B1.1 公式 At = π/4·(d − 0.9743/n)² 计算。估算值,不构成装配工艺依据;关键连接请按 VDI 2230 完整分析。

相关参考

免责声明:本表为工程估算数据,仅供选型与预算参考,不构成装配工艺依据或验收标准。