爲什麼螺絲都是六角的?

斌格謙


例如日常生活中常見的蜂窩結構,足球結構,都是由六邊形的拼接而成,最終結構可以受力均勻,保持結構穩定。

我們常見的高強度螺栓都是六角,內六角或者外六角。這種結構可以均勻的受力,承受較大的力矩,在航空,汽車以及機械工業中大量的應用。

六角螺絲和螺栓的受力面都是六邊形,它的六條邊都相等,六個角也相等

六邊形是軸對稱圖形,它的對稱軸,分別是3條對角線和三組對邊的垂直平分線,如下圖所示:


通過上面的六邊圖形的這6條對稱軸,我們可以看出,

每次只需轉動60度,這個六邊形就可以還原成原先的位置,所以按六邊形制成的螺絲和螺栓,每次只需要擰動60度,非常適合比較狹小的空間操作。同時,六邊形也具有足夠的邊長,可以適用於各種扳手和工具。

那麼設計成更多邊的,比如12邊,不是轉動的更小角度了嗎?

沒錯,這樣每次擰動的角度更小,但是效率更低了,重要的是,扳手和螺絲的接觸面更小了,對於質量不很過關的螺絲來說,非常容易磨花,擰上幾次,就成圓的了。

對於六角螺絲和螺栓,通常適用於各種直板扳手,活扳手,梅花扳手,套管扳手,通過扭矩施加對螺絲的作用力,大大降低了使用者的氣力。除了以上的扳手,我們在日常生活中,比如組裝傢俱時,常常碰到內六角的螺絲,那麼一般會使用簡單便捷的內六角扳手,這個對空間的要求更小,而且可以擰深孔裡的螺絲,可以方便的緊固、拆卸。

您在使用六角螺絲和扳手時有什麼經歷和小竅門,留言分享吧。


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《十萬個為什麼》裡說過:6邊形的螺絲擰60度就可以圖形還原(不知道表述清楚沒)。如果空間比較狹小,只要扳手能擰動60度就能安裝上螺絲,這是在擰動角度和邊長相互妥協後的產物。

試想:如果是正方形,邊長夠長了,但是要擰90度才能圖形還原,不適合小空間安裝;如果是八邊形或者10邊形,圖形還原的角度小了,但是受力的邊長也小了,容易磨圓;如果是單數邊長的螺絲,那麼扳手的兩個邊不是平行的,很早時只有叉形的扳手,單數邊長的扳手頭是喇叭狀的開口,似乎不適合發力……

另外你注意看,扳手的頭和柄也有一個角度。如果空間更小的話,把扳手正反翻轉著用,好像只有40度左右的空間也能擰上螺絲。

不過現在有套筒扳手、梅花扳手……最小擰動角度能有15度。

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非六角的螺絲螺母也是有的。

比如說,用在構件內側,靠構件自身來止動的螺母,會做成四邊形,這樣便於利用構件最多見的直角邊來固定自己。

後一種雖然是方的,但其實應該是配合專用工具使用的,類似一些套筒類的工具並不要求行程空間小,但會要求著力面積大,這樣不易打滑,這樣一來,四邊形會比六邊形好用,不易打滑。進一步異化後就會有這張圖裡面的齒輪形。

出於防誤操作或防盜的需求,也會有更奇葩的螺栓,比如這種三角形的,只能用特定工具像開鎖一樣打開,一般扳手能擰四方的,卻擰不了三角的,不方便正是它的賣點。蘋果手機上的內五角螺絲也是出於同樣的目的。


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這是因為長期來合理選擇的結果,四角形螺母的每次扳手運動只能是90度和180度,因為要為下一次下扳手留一個正對空間,遇到狹小處不宜裝配 ,給設計人員在佈置螺孔位置增加難度,而六角形螺母的每次扳手運動可以是60度 120度和180度,可以組合更多比較容易找到下扳手的位置,狹小處更容易佈置裝配空間,所以選成六角形最合理。出現位置狹小的情況,設計人員也可釆用內六角螺絲使結構更緊湊,但多數情況下還是採用外六角的多,採購容易成本低。

另外,你注意看扳手的頭和柄也有二個角度,有正反二個工位可供選擇,如果空間更小的話,把扳手正反翻轉著用,好像只有40度左右的空間也能擰上螺絲,另外還有套筒扳手、梅花扳手,最小擰動角度只有15度。


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六角可滿足60度一擰的場合運用,加上班手的角度最小可滿足30度一擰的。

四邊型比六邊型可承受更多扭力而不變形,但是最小擰動角度受限。六邊形比較“中庸”,兼顧最小擰動角度和可承受扭力。

沒什麼大道理!你們想多了!


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這個問題,《十萬個為什麼》早有解答。根據使用的條件,螺絲的形狀,既要便於擰,扳手放上去的相鄰的位置所夾的角度不能太大,不然可能擰了一下,第二下扳手套不上去了;又要讓扳手開口貼合得緊,不容易擰掉稜、擰圓了。前者決定了它的形狀必須是個偶數的正多邊形,後者決定了它的邊數不能太多。綜合這兩個條件,六邊形自然就成了不二的選擇。當然,根據所使用的環境,還有一些特殊形狀的螺絲。


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