螺纹形成及主要参数优化

1.螺纹的形成

刀具在圆柱或圆锥工件表面上做螺旋运动时，所产生的螺旋体称为螺纹。螺纹是零件上常用的一种连接结构。在外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在内表面上形成的螺纹称为内螺纹，内、外螺纹成对使用。

制造螺纹的方法有很多，图7-1 所示为在车床上加工螺纹。加工直径较小的螺纹孔时，先用钻头钻孔，再用丝锥攻螺纹，如图7-2 所示。

图7-1　车削外螺纹

图7-2　丝锥加工内螺纹

2.螺纹的结构要素

1）牙型

在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。常见的牙型有三角形、梯形、锯齿形等，如图7-3 所示。不同牙型的螺纹，其用途也不同。螺纹凸起部分的顶端称为牙顶，螺纹沟槽的底部称为牙底。

图7-3　螺纹牙型

普通螺纹的牙型为三角形，牙型角60°。粗牙、细牙指的是螺距的大小，细牙螺纹常用精密仪器上。

管螺纹的牙型为三角形，牙型角55°，内外螺纹旋合后牙顶和牙底间没有间隙，因而密封性很好，主要用于管路连接。

梯形螺纹的牙型为等腰梯形，通常用来传递双向动力，如机床的丝杠。

锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形，通常用来传递单向动力，如千斤顶的螺杆等。

矩形螺纹的牙型为长方形，通常用于力的传递，如千斤顶、小的压力机等。

2）直径

代表螺纹尺寸的直径可分为基本大径（简称大径）、基本中径（简称中径）、基本小径（简称小径）。(www.xing528.com)

外螺纹牙顶或内螺纹牙底所在的假想圆柱面或圆锥面的直径，称为螺纹大径。内、外螺纹的大径分别用D、d 表示。假想的通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方所在圆柱面或圆锥面的直径就是螺纹中径。内、外螺纹的中径分别用D2、d2 表示。外螺纹牙底或内螺纹牙顶所在的假想圆柱面或圆锥面的直径，称为螺纹小径。内、外螺纹的小径分别用D1、d1 表示，如图7-4 所示。

公称直径是代表螺纹尺寸的直径，除管螺纹外（管螺纹用尺寸代号表示），一般指螺纹大径。

图7-4　螺纹直径

3）线数

螺纹有单线螺纹和多线螺纹之分。沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹；沿两条或两条以上的螺旋线所形成的在轴向等距分布的螺纹称为双线或多线螺纹，如图7-5 所示。线数用字母n 表示，单线螺纹最常见。

4）螺距和导程

螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，用P 表示。导程指的是同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，用Ph 表示。两者之间的关系为：导程=线数×螺距，即Ph=nP。单线螺纹的导程等于螺距，如图7-5 所示。

图7-5　螺纹的线数、螺距和导程

（a）单线螺纹；（b）双线螺纹

5）旋向

螺纹的旋向有左旋和右旋两种。当内、外螺纹旋合时，沿顺时针方向旋入的为右旋，沿逆时针方向旋入的为左旋，其中右旋螺纹较为常用。

旋向的判定方法：将外螺纹垂直放置，螺纹右高左低则为右旋螺纹，左高右低则为左旋螺纹，也可以按图7-6 所示方法来判定。

图7-6　螺纹的旋向

（a）左旋；（b）右旋

改变上述6 项参数中的任何一项，就会得到不同规格的螺纹。为了便于设计计算和加工制造，国家标准对有些螺纹（如普通螺纹、梯形螺纹等）的牙型、直径和螺距都做了规定。凡是这3 项都符合标准的，称为标准螺纹。而牙型符合标准，直径或螺距不符合标准的，称为特殊螺纹，标注时，应在牙型符号前加注“特”字。对于牙型不符合标准的，如矩形螺纹，称为非标准螺纹。