螺纹形成及要素优化

螺纹是指在圆柱或圆锥表面上沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起和沟槽。在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹，称为外螺纹；在圆柱或圆锥内表面上形成的螺纹，称为内螺纹。内外螺纹配对使用，用于各种机械连接，传递运动和动力。

1.螺纹的形成

某一动点既沿圆柱表面的母线做等速直线运动，同时又绕圆柱轴线做等角速度旋转运动时，动点的运动轨迹称为圆柱螺旋线。螺旋线的形成如图7-1所示。

图7-1　圆柱螺旋线的形成

螺纹则是沿螺旋线在圆柱表面上所形成的螺旋体，具有相同轴向端面的连续沟槽和凸起。在圆柱外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱内表面上形成的螺纹称为内螺纹。内、外螺纹均可在车床上进行加工，内螺纹也可先钻光孔然后用丝锥攻螺纹，如图7-2所示。在车床上加工外螺纹时，车床主轴带动工件旋转，刀具沿轴线方向做等速移动，形成螺纹，沟槽底部称为牙底，凸起的顶部称为牙顶。

图7-2　螺纹的形成

（a）车制外螺纹；（b）加工内螺纹

2.螺纹的工艺结构

（1）螺尾：在螺纹的末端，刀具要退出工件时，是逐渐离开的，所以该处的螺纹会变浅，牙型不完整，称为螺尾，如图7-3（a）所示。

（2）倒角、倒圆：为便于装配，在螺纹的起始端加工出锥面或球面，称为倒角或倒圆，如图7-3（b）所示。

（3）退刀槽：为避免产生螺尾，在螺纹尾部事先加工出刀具退出的位置，称为退刀槽，如图7-3（c）所示。

图7-3　螺纹的工艺结构

3.普通螺纹的主要参数（见图7-4）

图7-4　内螺纹与外螺纹主要参数

（a）内螺纹；（b）外螺纹

1）牙型

在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。相邻两牙侧面间的夹角称为牙型角（α）。常用普通螺纹的牙型为三角形，牙型角为60°。常见的螺纹牙型有三角形、梯形和锯齿形等。(www.xing528.com)

2）螺纹的直径

大径（d、D）——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径（d），对内螺纹是牙底圆柱直径（D）。标准规定大径为螺纹的公称直径。

小径（d1、D1）——螺纹的最小直径。对外螺纹是牙底圆柱直径（d1），对内螺纹是牙顶圆柱直径（D1）。

中径（d2、D2）——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起（牙）和沟槽（牙间）宽度相等处。此假想圆柱称为中径圆柱。

3）线数

形成螺纹的螺旋线的条数称为线数，有单线螺纹和多线螺纹之分，多线螺纹在垂直于轴线的剖面内是均匀分布的，如图7-5所示。螺纹的线数用n来表示。

图7-5　螺纹的线数

（a）单线螺纹；（b）双线螺纹

4）螺距和导程

螺距（P）——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

导程（Ph）——同一螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。对单线螺纹，Ph=P；对于线数为n的多线螺纹，Ph=nP。

4.旋向

螺纹分左旋和右旋两种，沿轴线方向看，顺时针方向旋转的螺纹称为右旋螺纹，逆时针方向旋转的螺纹称为左旋螺，如图7-6所示。常用的螺纹为右旋螺纹。

图7-6　螺纹的旋向

（a）左旋；（b）右旋

螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹五要素，只有五要素相同的内、外螺纹才能互相旋合。