普通螺纹的主要几何参数

螺纹的直径与公差配合“螺纹的牙型主要有三角形、梯形、矩形、锯齿形等，这里主要介绍牙型为三角形的普通螺纹，本文内容包含普通螺纹的基本牙型、尺寸以及公差配合三方面。

”一、螺纹的基本牙型普通螺纹是指米制螺纹且为非密封性的用于连接功能的螺纹，是紧固件行业最常见的一种牙型。

普通螺纹的基本牙型为三角形，牙型角为60°。

是我们常见的基本牙型。

二、螺纹的直径与螺距螺纹直径的几何参数主要有大径、中经、小径三种。

直径与螺距的定义◆大径-与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径,螺纹的公称直径即大径。

◆小径-与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。

◆中径-是通过螺纹轴向截面内牙型上的沟槽和凸起宽度相等处的假象圆柱的直径。

◆螺距-指在螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

直径与螺距的关系普通螺纹的公称直径以螺纹的大径为公称直径（公制单位）。

在实际加工时，大径一般会比公称直径小。

常见的加工计算公式：大径=公称直径-（0.13~0.15）P，这个差值是在刀具切割材料时形成的。

根据上图中经和小径的计算方法如下：基本中径内螺纹中径：D2=D-2X3/8H=D-0.6495P外螺纹中径：d2=d-2X3/8H=d-0.6495P基本小径内螺纹小径：D1=D-2X5/8H=D-1.0825P外螺纹小径：d1=d-2X5/8H=d-1.0825P其中：H=0.866025404 P三、螺纹的公差配合这里涉及到几个名词：公差、偏差、极限尺寸。

公差含义尺寸公差是指在加工制造中零件尺寸允许的变动量，是最大极限尺寸减最小极限尺寸之差的绝对值，也可是上偏差减下偏差之差。

在基本尺寸相同的情况下，公差愈小，尺寸精度愈高。

偏差含义尺寸偏差是指某一尺寸减去基本尺寸的代数。

最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数值为上偏差，孔的上偏差用ES表示，轴的上偏差用es表示。

；最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数值为下偏差，孔的下偏差用字母EI，轴的下偏差用ei表示。

第十章螺纹公差------------------------------------------------------------------第一节螺纹几何参数偏差对互换性的影响•螺纹的种类和用途螺纹的应用十分广泛，属典型的具有互换性的连接结构，按其结合的性质和使用在求分为如下三类：•紧固螺纹：主要用于连接或紧固零件。

如：公制普通螺纹。

主要要求可旋合性和连接的可靠性。

•传动螺纹：用于传递精确的位移、运动或动力。

主要要求传动比恒定，传递动力可靠。

•紧密螺纹：用于要求具有气密性和水密性。

主要要求具有良好的旋合性及密封性。

•普通螺纹的基本牙型及主要几何参数大径（D、d）：与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相重合的假想圆柱的直径。

国标规定普通螺纹的大径为螺纹的公称直径。

小径（D1、d1）：与外螺纹的牙底或内螺纹的牙顶相重合的假想圆柱的直径。

顶径：外螺纹大径或内螺纹小径。

（D 、d1）底径：外螺纹小径或内螺纹大径。

（D1、d）中径（D2、d2）：一假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方。

螺纹基本牙型中径和单一中径单一中径：一假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上的沟槽宽度等于二分之一基本螺距的地方。

螺距P：相邻两牙中径线上对应点间的轴向距离。

导程L：同一螺旋线上相邻两牙中径线上对应点间的轴向距离。

单线螺纹，L=P，多线螺纹，L=nPn—螺纹线数牙型角a和牙型半角a/2：原始三角形高度和牙型高度：螺纹接触高度he：两相配合螺丝纹牙型上，相互重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。

螺纹旋合长度Le：两相配合螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。

•螺纹几何参数对互换性的影响影响螺纹互换性的参数有：大径、中径、小径、螺距和牙型半角等五个参数。

其中主要参数是：螺纹中径•螺距误差对互换性的影响螺距误差包括局部误差和累积误差，前者与旋合长度无关，后者与旋合长度有关。

是主要影响因素。

显然，具有理想牙型的内螺纹与具有螺距误差的外螺纹将发生干涉而无法旋合，实际生产中，为保证旋合性，把外螺纹的中径减去一数值fp，此fp值称为中径补偿值。

螺纹几何参数计算公式螺纹是一种常见的机械连接方式，广泛应用于各种机械设备和工具中。

螺纹的几何参数是螺纹设计和加工中的重要参数，对螺纹的性能和质量有着直接的影响。

本文将介绍螺纹的几何参数计算公式，以帮助读者更好地理解和应用螺纹技术。

螺纹的几何参数包括螺距、螺纹高度、螺纹角等。

这些参数的计算公式可以根据螺纹的类型和标准来确定。

下面将分别介绍常见螺纹的几何参数计算公式。

1. 常规螺纹。

常规螺纹是最常见的一种螺纹类型，其几何参数计算公式如下：螺距P = 1/n。

螺纹高度H = P/2 tan(α)。

螺纹角α = arctan(P/πD)。

其中，P为螺距，n为螺纹的每英寸螺纹数，H为螺纹高度，α为螺纹角，D 为螺纹直径。

2. 公制螺纹。

公制螺纹是一种常用的螺纹标准，其几何参数计算公式如下：螺距P = 1/n。

螺纹高度H = 0.6134P。

螺纹角α = 60°。

其中，P为螺距，n为螺纹的每毫米螺纹数，H为螺纹高度，α为螺纹角。

3. 英制螺纹。

英制螺纹是一种常用的螺纹标准，其几何参数计算公式如下：螺距P = 1/n。

螺纹高度H = 0.5413P。

螺纹角α = 60°。

其中，P为螺距，n为螺纹的每英寸螺纹数，H为螺纹高度，α为螺纹角。

4. 锥度螺纹。

锥度螺纹是一种常用的螺纹类型，其几何参数计算公式如下：螺距P = 1/n。

螺纹高度H = P/2 (tan(α1) + tan(α2))。

螺纹角α1 = arctan(P/πD1)。

螺纹角α2 = arctan(P/πD2)。

其中，P为螺距，n为螺纹的每英寸螺纹数，H为螺纹高度，α1和α2分别为两端的螺纹角，D1和D2分别为两端的螺纹直径。

通过以上公式，我们可以计算出不同类型螺纹的几何参数，从而更好地进行设计和加工。

同时，这些参数的计算也为螺纹的检测和质量控制提供了依据。

除了上述几何参数的计算公式外，还需要注意螺纹的公差和表面粗糙度等参数对螺纹质量的影响。

第9章螺纹公差及检测9.1 普通螺纹的基本牙型和主要几何参数9.1.1 普通螺纹的基本牙型螺纹牙型是指在通过螺纹轴线的剖面上的螺纹轮廓形状，它由牙顶、牙底以及两牙侧构成。

将原始三角形（等边三角形）按规定的削平高度，截去顶部和底部所形成的螺纹牙型，称为基本牙型，如图9–1中粗实线所示。

该牙型具有螺纹的基本尺寸。

9.1.2 普通螺纹的主要几何参数由图9–1可见，普通螺纹的主要几何参数主要有：1. 大径D、d（major diameter）大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。

大径是内、外螺纹的公称直径（代表螺纹尺寸的直径）。

相互结合的普通螺纹，内、外螺纹大径的基本尺寸是相等的。

2. 小径D1、d1（minor diameter）小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。

相互结合的普通螺纹，内、外螺纹小径的基本尺寸也是相等的。

外螺纹的大径d和内螺纹的小径D1统称为顶径，外螺纹的小径d1和内螺纹的大径D统称为底径，如图9–2所示。

图9–2 普通螺纹的顶径和底径3. 中径D2、d2（pitch diameter）中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。

此假想圆柱称为中径圆柱，中径圆柱的母线称为中径线（见图9–2）。

相互结合的普通螺纹，内、外螺纹中径的基本尺寸也是相等的。

注意：普通螺纹的中径不是大径和小径的平均值。

4. 螺距P（pitch）和导程Ph（lead）螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

普通螺纹的螺距分为粗牙和细牙两种。

相同的公称直径，细牙螺纹的螺距要比粗牙螺纹的螺距小。

相互结合的普通螺纹，内、外螺纹螺距的基本尺寸也是相等的。

导程是同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

对于单线螺纹，导程与螺距相同；对于多线螺纹，导程等于螺距与螺纹线数的乘积。

5. 单一中径D2s、d2s（single pitch diameter）单一中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺寸一半的地方。

螺纹的公差配合及选用一、螺纹的种类与几何参数螺纹种类:1)普通螺纹主要用于连接和紧固零件，是应用最为广泛的一种螺纹，分粗牙和细牙两种，对这类螺纹结合的主要要求有两个，一是可旋合性，二是连接的可靠性。

2)传动螺纹主要用于传递精确的位移、动力和运动，如机床中的丝杠和螺母，千斤顶的起重螺杆等。

对这类螺纹结合的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。

3)密封螺纹用于密封的螺纹连接，对这类螺纹结合的主要要求是具有良好的旋合性及密封性。

本章主要讨论普通螺纹的公差及检测。

二、普通螺纹的基本牙型与几何参数普通螺纹的基本牙型是指在原始的等边三角形基础上，削去顶部和底部所形成的螺纹牙型。

该牙型具有螺纹的基本尺寸，如图所示。

普通螺纹基本牙型普通螺纹的主要几何参数如下：1)基本大径（d，D）大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。

国家标准规定，普通螺纹大径基本尺寸为螺纹的公称直径。

2)基本小径（d1 ，D1 ）小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。

为了应用方便，与牙顶相切的直径又被称为顶径，外螺纹大径和内螺纹小径即为顶径。

与牙底相切的直径又被称为底径，外螺纹小径和内螺纹大径即为底径。

3)基本中径（d2 ，D2 ）中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。

4)单一中径（da ，Da ）单一中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于基本螺距一半的地方。

单一中径代表螺距中径的实际尺寸。

当无螺距偏差时，单一中径与中径相等;有螺距偏差的螺纹，其单一中径与中径数值不相等，如图所示。

ΔP为螺距偏差。

螺纹的单一中径与中径5) 螺距（P）和导程（Ph ）螺距是相邻两牙在中径线对应两点间的轴向距离。

导程是指同一螺旋线上的相邻两线上对应两点间的轴向距离。

对单线螺纹，导程与螺距同值;对多线螺纹，导程等于螺距P与螺纹线数n的乘积，即导程Ph =nP。

6)牙型角（α）、牙型半角（α/2）和牙侧角牙型角是螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。

机械设计知识点总结连接1、螺纹的主要几何参数：大径(公称直径)、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角。

2、牙侧角越大，自锁性越好，效率越低。

3、把牙型角等于60度的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径为公称直径。

同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。

公称直径相同时，细牙螺纹的自锁性能好，但不耐磨、易滑扣。

4、M24:粗牙普通螺纹，公称直径24，螺距3;M24×1.5:细牙普通螺纹，公称直径24，螺距1.5。

5、螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。

对顶螺母属于摩擦放松。

6、螺栓的主要失效形式：（1）螺栓杆拉断;（2）螺纹的压溃和剪断;3)经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。

7、螺栓螺纹部分的强度条件。

螺栓的总拉伸荷载为：工作荷载和残余预紧力。

8、计算压油缸上的螺栓连接和螺栓的分布圆直径。

齿轮传动1、按照工作条件，齿轮传动可分为闭式传动和开式传动。

2、轮齿的失效形式主要有：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。

在一般闭式齿轮传动中，齿轮的主要是小型齿面解除疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。

齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节点处的接触应力为计算依据。

一般仅有一对齿啮合，即荷载由一对齿承担。

对于开式齿轮，主要的.失效形式有：齿面点蚀和齿轮的弯曲疲劳强度破坏。

3、热处理：钢在固体状态下被加热到一定温度，保温，不同的冷却方法，改变钢的组织结构，得到所需性能。

退火：放在空气中缓慢降温。

正火：空气中对流冷却。

淬火:放在水中或油中冷却。

4、直齿圆柱齿轮传动的作用力及其各力的方向：圆周力及其方向，径向力及其方向。

5、齿面接触应力的验算公式。

两轮的接触应力是作用力和反作用力，大小相等方向相反，但两轮的许用应力不同，因为两轮的材料和热处理方式不同，计算中取两轮中较小者。

6、设计圆柱齿轮时设计准则：1)对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触强度进行设计，按齿根的弯曲强度进行校核;2)对闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏，按齿根的弯曲强度进行设计，按齿面的接触强度进行校核;3)对开式齿轮传动，主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏，按轮齿的弯曲疲劳强度进行设计，将计算的模数适当修正。

第三章 螺纹联接（含螺旋传动）3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，见图3-1，主要有：1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。

2）小径1d ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。

3）中径2d ——通过螺纹轴向界面内牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径，2d ≈11()2d d +。

中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。

４）线数n ——螺纹的螺旋线数目。

常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。

为了便于制造，一般用线数n ≤４。

５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。

６）导程S ——螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。

单线螺纹S ＝P ，多线螺纹S ＝nP 。

７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。

在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。

通常按螺纹中径2d 处计算，即22arctanarctan S nPd d λππ== （3-1） 图3-18）牙型角α——螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。

螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β＝α/2。

9）螺纹接触高度h——内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。

二、螺纹联接的类型螺纹联接的主要类型有：1、螺栓联接常见的普通螺栓联接如图3-2a所示。

这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙。

图3-2b是铰制孔用螺栓联接。

这种联接能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。

图3-22、双头螺柱联接如图3-3a所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。

模块六典型零件的检测1 普通螺纹的检测一、情境螺栓、螺母（或螺孔）被广泛应用在各种机器中，如图6—1所示减速器。

图6—1 减速器为了保证普通螺纹的使用要求，必须熟悉螺纹主要几何参数、掌握国家标准有关普通螺纹公差等级和基本偏差的规定、会使用测量工具对普通螺纹进行检测。

二、项目螺纹的检测：普通螺纹的单项检测和综合检测。

任务1 普通螺纹主要几何参数1）螺纹的种类和使用要求按用途可分为三类：①紧固螺纹主要用于紧固和连接零件。

其牙型为三角形，如普通螺纹。

对紧固螺纹的使用要求是可旋合性和连接的可靠性。

②传动螺纹主要传递动力和位移。

其牙型为梯形、矩形和锯齿形等。

对传动螺纹的使用要求是传递动力要可靠，传动比要稳定。

③密封螺纹主要用于密封，如各种机械设备的液压、气动、润滑和冷却等管路系统。

对密封螺纹的使用要求是密封性和连接的可靠性。

如表6—1。

表6—1 螺纹的种类和用途2） 普通螺纹主要几何参数普通螺纹的几何参数有十个：大径（D 、d ）、小径（1D 、1d ）、中径（2D 、2d ）、 单一中径（S D 2、s d 2）、螺距（P ）和导程（Ph ）、牙型角（α）和牙侧角（1α、2α）、螺纹旋合长度、螺纹升角（ϕ）、最大实体牙型、最小实体牙型。

图6—2 普通螺纹大径、小径图6—3 普通螺纹中径、单一中径中径（2D 、2d ）：一个假想的圆柱直径。

牙型上：沟槽宽度=凸起宽度。

注意：中径不是大径和小径的平均值。

单一中径（S D 2、s d 2）：一个假想的圆柱直径。

牙型上：沟槽宽度=P 21。

注意：螺距无误差，中径就是单一中径；螺距有误差，两者不相等。

单一中径测量简便，可用三针法测得，通常把单一中径近似看做实际中径。

图6—4 普通螺纹线数、螺距对单线螺纹：Ph =P 对双线螺纹：Ph =n P图6—5 普通螺纹牙型角、牙侧角图6—6 普通螺纹旋合长度互换性要求螺纹连接具有装配过程中的可旋合性、使用过程中的连接可靠性。