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螺纹基本特点 螺纹的作用是给予紧固件支承和传递载荷的能力 在设计和加工螺纹时 要考虑的几何特性和尺寸特性有超过 125 项之多 但 是 工程师们只要熟悉其中的 30 种左右 就能通晓各种螺纹并了解其性能 参 见图 1 图 2 图 3 A 1 A 2 和 A 3 页 另外 A 40 和 A 41 页中图也有 助于对本章的理解 螺纹通常是指在内 外圆柱体表面上以螺旋线形式制出沟槽或在内 外圆锥 面上按锥螺线形式制出的沟槽而形成的具有均匀截面的凸起 在圆柱体上的螺纹 称作直螺纹或圆柱螺纹 在圆锥体或圆锥截体上的螺纹称作圆锥螺纹 外螺纹指 螺栓 螺丝和螺柱的螺纹 内螺纹主要指螺母和自攻孔内的螺纹 轴向截面内的螺纹结构称作螺纹牙型 轮廓 它由牙顶 牙底和牙侧三部分 组成 螺纹牙顶和牙底形成尖 V 字型后所构成的三角形 原始三角形高度 H J 是指牙顶尖到牙底尖的径向测量距离 对于统一螺纹 H 为 0 866025 倍的螺距 H 的主要作用是用于计算螺纹设计参数 牙顶和牙底都符合尺寸要求的螺纹为完整 全 螺纹 如果牙顶或牙底成型不完 全 称为不完整螺纹 这种螺纹一般发生在螺纹紧固件的末端部和螺纹收尾处 或是在螺母和自攻孔的内倒角面上 螺距 P 是相邻牙对应两点间沿螺纹轴线的测量距离 统一螺纹是根据每英 寸的牙数设计的 即每英寸长度内所出现的完整牙数 螺距是每英寸牙数的倒数 对于外螺纹 牙顶处的直径称为大径 牙底处的直径称为小径 对于内螺纹 则正好相反牙顶处的为小径 牙底处的为大径 牙侧与垂直于螺纹轴线的夹角称为牙侧角 当两牙侧角的角度相同时 该螺 纹为对称螺纹 牙侧角称为牙型半角 统一螺纹具有 30 牙侧角 而且是对称的 常称作 60 螺纹 中径是牙厚与牙槽宽相等位置通过螺纹的理想圆柱的直径 对于理想螺纹 这两个宽度应该相等 均为螺距的一半 对于非理想螺纹 螺纹的实际中径 沿 螺纹圆周或轴向任意位置处的测量值 会有变化 这种变化取决于螺纹牙型的实 际偏差 此加工偏差要在允许的极限范围之内 因此在实际中 螺纹专家在中径 的定义 测量和重要性方面可能会相互矛盾 但是 在螺纹设计和计算 加工刀 具和模具生产以及螺纹通止量规和测量中 中径仍然是一个重要参数 理想 中径是中径圆柱的产物 其轴线就是螺纹轴线 螺纹基本牙型建立了内螺纹和外螺纹的绝对边界 无论内螺纹还是外螺纹 突破了这一边界就会存在潜在的干涉 螺纹可能旋合不良 正是基于这一基本牙 型 通过增加基本偏差和公差 来得到螺纹的极限尺寸 基本偏差产生了配合螺纹间的最小间隙 国际公差标准 即当内 外螺纹加 工至其最大实体牙型时 内 外螺纹之间肯定会有一定的间隙 对于紧固件 基 本偏差通常用于外螺纹上 即大径 中径和小径的最大值由于基本偏差的存在而 小于基本尺寸 内螺纹的最小直径 其最大实体牙型 作为基本尺寸 公差是指 为方便加工而允许尺寸变化的规定值 公差为在最大与最小允许极限值之间的变 动量 因此 对于外螺纹 其最大实体尺寸减去公差 向螺纹轴线方向移动 定义 为其最小实体牙型尺寸 对于内螺纹 其最大实体尺寸加上公差 从螺纹轴线移 开 定义为其最小实体尺寸 配合螺纹中 基本偏差与公差的组合决定了配合情况 配合是匹配螺纹间松 紧程度的量度 间隙配合可以始终确保装配后的自由转动 过盈配合需要特定的 螺纹尺寸限制值以使装配后内 外螺纹间产生过盈力 当外螺纹紧固件装配入内螺纹螺母或自攻孔时 完整螺纹的轴向接触距离为 螺纹旋合长度 这些螺纹在径向上的接触距离称作螺纹的接触高度 螺纹旋合长 度和接触高度都是计算螺纹强度的重要参数 螺纹系列是几组彼此不同的直径一螺距组合 以特定直径系列和每英寸长度 内的牙数来表示 对于紧固件 最常用的螺纹系列有统一粗牙 统一细牙和 8 牙系列 螺纹的强度 即支持和传递载荷的能力 螺纹强度与四个应力区有关 拉伸 应力区是通过螺纹的假定横截面 用于计算紧固件承受拉伸力的载荷 拉伸应力 区等同于具有同一材料理论圆柱的横截面积 拉伸试验时 其机械性能承受等同 的极限载荷 螺纹牙底区是外螺纹小径处的截面积 螺纹牙底区用于计算横向剪 切或扭转力表示的紧固件强度 螺纹剪切区