[科普中国]-螺纹连接

螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。传统的螺纹检测方法是利用螺纹量规进行接触或利用万能工具显微镜进行人工测量，工作量大，工作效效率规的低，测量结果易受人为影响。

在接触式测量中，螺纹量规易磨损，从而影响测量精度，更换量规的成本也高。另外，在有些工作场合人工难以完成检测工作。为此，需要自动的螺纹检测设备来解决螺纹检测的瓶颈问题，以提高紧固件企业的效益。

简介根据平面图形的形状，螺纹可分为三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹等。根据螺旋线的绕行方向，可分为左旋螺纹和右旋螺纹，规定将螺纹直立时螺旋线向右上升为右旋螺纹，向左上升为左旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时，才采用左旋螺纹。根据螺旋线的数目，可分为单线螺纹和等距排列的多线螺纹。为了制造方便，螺纹一般不超过4线1。

类型选择

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螺栓组的布置布置螺栓组包括确定螺栓组中的螺栓数目并给出每个螺栓的位置。应力求使各螺栓受力均匀并且较小，避免螺栓受附加载荷，还应有利于加工和装配。

1〕接合面处的零件形状应尽量简单，最好是方形，圆形或矩形，同一圆周上的螺栓数目应采用4,6,8,12，等，以便加工时分度。应使螺栓组的形心与零件接合面的形心重合，最好有两个互相垂直的对称轴，以便于加工和计算，常把接合面中间挖空，以减少接合面加工量和接合面平面度的影响，还可以提高连接刚度。

2〕受力矩的螺栓组，螺栓应远离对称轴，以减少螺栓受力。

3〕受横向力的螺栓组，沿受力方向布置的螺栓不宜超过6-8个，以免各螺栓受力严重不均匀。

4〕同一螺栓组所用的紧固件的形状，尺寸，材料等应一致，以便于加工和装配。

5〕为装配螺纹连接时，工具应有足够的操作空间，应保证一定的扳手空间尺寸。

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主要参数要区分不同的螺纹，就要掌握说明螺纹特点的一些参数。以广泛应用的圆柱普通螺纹为例，螺纹的主要参数如下：

(1)大径d（外径）（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径——亦称公称直径

(2)小径（内径）d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径

(3)中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径 d2≈0.5(d+d1)

(4)螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离

(5) 导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离

(6) 线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4；螺距、导程、线数之间关系：L=nP

(7) 螺旋升角ψ——在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。

(8) 牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角；牙型斜角β指螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角2。

特点应用螺纹是螺纹联结和螺旋传动的关键部分，现将机械中几种常用螺纹的特点和应用介绍如下：

1. 三角形螺纹

牙型角大，自锁性能好，而且牙根厚、强度高，故多用于联接。常用的有普通螺纹、英制螺纹和圆柱管螺纹。

(1)普通螺纹：国家标准中，把牙型角α = 60°的三角形米制螺纹称为普通螺纹，大径d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，粗牙螺纹应用最广。细牙螺纹的小径大、升角小，因而自锁性能好、强度高，但不耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构的调整。

(2).英制螺纹：牙型角α = 55°，以英寸为单位，螺距以每英寸的牙数表示，也有粗牙、细牙之分。主要是英、美等国使用，国内一般仅在修配中使用。

2. 圆柱管螺纹

牙型角α = 55°，牙顶呈圆弧形，旋合螺纹间无径向间隙，紧密性好，公称直径为管子的公称通径(图9-8c)，广泛用于水、煤气、润滑等管路系统联接中。

3. 矩形螺纹

牙型为正方形，牙型角α = 0°，牙厚为螺距的一半，当量摩擦系数较小，效率较高，但牙根强度较低，螺纹磨损后造成的轴向间隙难以补偿，对中精度低，且精加工较困难，因此，这种螺纹已较少采用1。

测量方法①螺纹夹角的测量

螺纹夹角也叫牙型角。螺纹夹角的测量可通过测量侧面角来实现，螺纹侧面角是螺纹侧面与螺纹轴线的垂直面之间的夹角。螺纹牙的近似轮廓在螺纹两侧直线段采样，对采样点进行直线最小二乘拟合。

②螺距的测量

螺距是指螺纹上某一点至相邻螺纹牙上对应点之间的距离。测量时必须平行于螺纹轴线。

③螺纹中径的测量

螺纹中径是中径线沿垂直于轴线距离，中径线是一个假想的线1。

测量结果采用机器视觉技术，设计螺纹参数测量自动检测系统，并对标准螺纹试样的螺纹夹角、螺距和中径等参数进行测量。测量结果表明，螺纹参数在规定的误差范围之内。由于视觉检测具有高效和可靠的特点，经过进一步考察，认为可用于生产实践中2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学