法兰连接螺栓设计方法（设计选型专栏结合奔驰标准）

前面，我们曾经分析了法兰面螺栓的设计要求，详情请参阅【设计选型专栏】法兰面螺栓的选用，相信大家对法兰面螺栓的设计选型，已经有一定的了解。

接下来，我们结合奔驰的法兰面螺栓标准，分析：法兰面螺栓设计选型时候应该考虑哪些因素？

综合两篇法兰面螺栓设计选型的标准，相信各位，对法兰面螺栓的设计选型理解的更加准确，合理。

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奔驰法兰面螺栓标准特点

1 法兰面螺栓有更大的规格

奔驰法兰面螺栓的标准为MBN 10105，该标准，区别于国家标准或ISO标准的一大特色是螺栓标准规格最大可达M27或M27×2，而国标或ISO标准最大到M20（GB5789）的规格或M16（GB/T 16674.1）。

因此，如果设计需要更大规格的法兰面螺栓，如商用车和工程机械中，相关尺寸可以参照这个标准设计开发。

2 螺栓螺纹长度更长

一般推荐螺栓在设计开发时候选用更长的螺纹长度，这样便于螺栓的设计统一，特别对于扭矩转角法过屈服拧紧，

还有因当前轻量化应用中铝合金零件的大量使用，为了保证螺纹啮合强度满足要求，需要足够的螺纹啮合长度，一般铝合金应用中螺纹啮合长度都达到了2.5d的啮合长度要求，而国标或ISO标准中螺纹的长度仅仅只有2.5d，因此，螺栓设计选型中螺纹的长度应该尽可能的长，例如4d以上等。

奔驰标准中，采用更长的螺纹长度，在小约等于M10的螺纹规格中螺栓螺纹长度b约等于8d，而大于M10的螺纹规格中螺栓螺纹长度b都是按照80mm的长度进行设计开发。

这一点与国标和ISO标准也是不一样，推荐统一按照4d以上的螺栓长度进行设计开发，这样对于铝合金连接和过屈服的扭矩转角法拧紧都能适用，都能满足要求。

3 法兰面直径采用加大系列的螺栓尺寸

正如上篇文章所述，奔驰法兰面支撑面直径dwmin与加大系列法兰面螺栓国标GB/T 5789标准一致，例如：M10的螺栓法兰面支撑面直径dwmin为19.6mm。GB/T 5789标准的法兰面螺栓支撑面直径dwmin也是19.6mm。没有采用小系列的法兰面螺栓支撑面直径，

这主要是因为：

与法兰面螺栓配合使用的法兰面螺母，例如GB/T 6177.1标准M10螺母的支撑面直径dwmin 19.6mm与小系列法兰面螺栓GB/T 16674.1标准的法兰面螺栓支撑面直径dwmin 18.7mm不一致，但与GB5789 标准的加大法兰面螺栓支撑面直径dwmin 19.6mm相同，

因此，如果采用螺栓螺母连接设计，采用GB/T 16674.1标准的法兰面螺栓就会造成螺栓的支撑面直径和螺母支撑面直径不一致的情况，在计算和装配过程中会造成更大的麻烦。

4 法兰面对边尺寸和厚度

奔驰法兰面对边尺寸和厚度基本与GB5789标准一致，但也有些许差异。例如M10的螺栓对边尺寸奔驰为16mm，而国标为15mm。奔驰M12的法兰面厚度k为11.5mm，而国标为10.4mm，两者会有一定差异。

相对来说，我们认为奔驰的标准更加合理，例如国标GB/T 16674.1标准M10的厚度为9.7mm，M12厚度为12.1mm，M14厚度为12.9mm，从这个尺寸变化来看M12和M14规格有变化，但是厚度基本变化很小。

而奔驰的标准相对于螺纹规格变化趋势是一致的。因此，认为奔驰的标准更加合理一些。

5 性能等级设计要求

按照奔驰的标准，法兰面螺栓性能等级为小于等于M8的规格性能等级推荐为8.8级，大于M8的螺纹规格性能等级推荐为10.9级。

这与一般汽车螺栓性能等级设计一致，一般情况下，小于等于M8的螺栓性能等级都是按照8.8级来设计开发。

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如何选用法兰面螺栓？

根据前面分析，结合奔驰法兰面螺栓的设计要求，同时，参照上篇文章大众的法兰面螺栓设计要求，建议在法兰面设计选用时候按照以下要求进行选型：

1、法兰面螺栓如果是拧紧到内螺纹孔中可以选用GB/T 16674.1标准的小系列法兰面螺栓，此时只要确保螺栓支撑面压应力满足要求即可。

2、法兰面螺栓设计时候优选GB 5789标准的加大法兰面螺栓，螺栓的支撑面尺寸与标准的法兰面螺母尺寸一致，便于计算和装配螺栓螺母端尺寸的一致性。

3、按照GB 5789选用法兰面螺栓时候需要对尺寸公差进行特别考虑，推荐按照更高等级的精度进行要求，否则由于法兰面的厚度比较薄，容易引起螺栓与套筒打滑的可能性。当然，法兰面的厚度可以参照奔驰的标准来设计选用。

4、为了便于统一，整车螺栓的规格降低，降低采购成本和开发周期，推荐统一选用GB 5789标准的加大法兰面螺栓。

5、螺栓的长度按照4d的长度要求进行设计选型，满足过屈服扭矩转角法的要求和轻量化设计铝合金连接中螺纹啮合长度的要求。

6、用加大法兰面螺栓设计对于轻量化设计中螺栓头表面的压溃也有很大的好处。

以上，就是参照奔驰的法兰面螺栓标准，对开发选型法兰面螺栓方面的一些分析和思考，各位都是如何选用和开发法兰面螺栓的呢？

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