螺纹Screw

闻机起悟——螺纹Screw

小乔在哪里

没人敢跟大自然争夺“螺纹之父”的头衔，它鬼斧神工般地造出了田螺、锥螺、塔螺等形态各异的花样螺。古代的能工巧匠开始尝试着将螺纹这种结构运用到生产生活中，例如螺纹施压榨取葡萄汁和螺旋水车，18世纪第一台能加工螺纹的车床的研制成功使螺纹能够量化生产，进而推广开来并得到广泛应用。

大部分人最常接触到带有螺纹的东西就是种类繁多的螺钉螺栓，若按母线形状来进行划分，这类螺纹属于圆柱螺纹，另外一种长的像田螺外壳的螺纹则被称为圆锥螺纹。当然还可以依据螺纹的其他特征进行相应的分类，如下图所示。

螺纹得到如此广泛的运用，靠的就是对其结构形状要素进行了标准化处理，最终让各类产品上出现物美价廉的螺纹紧固件的身影。

截止到目前螺纹已经发展成为一个庞大的家族，世界被分成“米制螺纹”和“英制螺纹”两个阵营，各国为了形成“技术壁垒”进而对本国的螺纹编制了各自的国家标准。

作为设计人员我们选用螺纹时最先考虑的因素还是用途。

你能正确的将下图中列举的螺纹按用途分类吗？

连接螺纹的典型代表普通螺纹M是设计人员最常使用的螺纹，没有之一，该螺纹的基本知识点必须烂熟于心。普通螺纹的牙型角为60°，可通过基本牙型推算出螺距P和原始三角形高度H的关系，进而确定基本大径、中径和小径之间的关系。实际生产出来的螺纹尺寸与螺纹基本尺寸是有偏差的，因为要根据工况使螺纹副形成间隙、过渡或过盈配合。

遇到螺纹，一定要识别清楚其五大要素，当选用带螺纹的市面现有零部件时要尤其注意旋向和螺距。螺纹的公差带代号由中径公差带代号和顶径公差带代号两部分组成，中径公差带代号在前，若两者相同，只需合并标注一组代号。螺纹副的内螺纹公差带代号在前，中间用斜线分开外螺纹公差带代号。

考虑到梯形螺纹、方形螺纹、锯齿形螺纹和滚珠螺纹这四大传动螺纹需由专业对口的设计人员设计，普通设计人员只需选用成品，此文便不再赘述，有需要者请移步对应国家标准，可按熟悉普通螺纹的步骤了解几种传动螺纹，并建议上网搜索THK和REXROTH，利用品牌的样本接触到最新最精密的传动螺纹。

凡是涉及到流体的地方就会出现管螺纹，也会牵扯出密封性能。受结构、制造和使用等因素的影响，管螺纹发展成密封管螺纹和非密封管螺纹两大类。密封管螺纹单靠螺纹副就能保证密封性，后者则需要依靠额外的密封件来实现密封，其螺纹副结构无密封效果。

55°非密封管螺纹的标记由螺纹特征代号、尺寸代号和公差等级代号组成。螺纹特征代号为“G”，内外螺纹均为圆柱螺纹。尺寸代号一共有24种，这意味着符合国标的55度非密封管螺纹只有这24种，终于不用再查像普通螺纹M那样长不见底的表格了。下表只展示了部分使用频率较高的小规格尺寸代号，很不幸尺寸代号和基本直径之间没有唯一的关系式，所以你只能死记硬背。

注意到上表中内外螺纹的基本直径的偏差了吗？这些数据合理地解释了为什么该类型管螺纹不具备密封效果，因为螺纹副是间隙配合，内外螺纹之间无法形成足够的挤压变形，有缝隙当然无法形成密封。

依托上表，在使用时需按照国家标准对该螺纹进行正确标记。

接下来介绍具有密封效果的管螺纹，看看它们之间有何区别。

关于55°密封管螺纹的国家标准被分成两部分，第1部分是写圆柱内螺纹R P与圆锥外螺纹R1配合的螺纹副，第2部分是写圆锥内螺纹R C与圆锥外螺纹R2配合的螺纹副。两组

螺纹副的尺寸代号都有15种，但尺寸代号和基本直径之间依旧没有唯一的关系式，所以还是只能死记硬背。

看到这里你是不是会产生这样一个疑问：55°非密封管螺纹的R P和55°密封管螺纹的圆柱内螺纹G是一样的呀，为啥要分为两类？这里我要着重解释一下，它俩的不同之处在于

偏差，请仔细对比表中涉及到偏差的那一栏，你会发现相同尺寸代号的圆柱内螺纹的偏差范围后者只有前者的一半左右，这表示同规格的R P比G精度高。另外强调一点R1与R2是一模一样的，只是为了方便区分才加上下标。

借此机会再补充一点，英国的国家标准里有BSPF、BSPP、BSPT这三种螺纹特征代号。其中：

BSPF与我国国标里的G相似。

BSPP/BSPT与我国国标里的R P/R1相似，BSPT包含内外螺纹，相当于R C&R。

再次强调，以上介绍的三种英国国家标准里的螺纹特征代号不等同于所列举的我国国标规定的那几种螺纹特征代号。

我国国家标准还规定了牙型角为60°的密封管螺纹，也分成圆柱内螺纹NPSC与圆锥外螺纹NPT配合的螺纹副和圆锥内螺纹NPT与圆锥外螺纹NPT配合的螺纹副。

圆柱内螺纹NPSC尺寸代号有13种。

圆锥管螺纹NPT尺寸代号有24种。

国家标准GB/T 12716《60°密封管螺纹》等效地采用了美国相关标准，连螺纹特征代号NPT和NPSC都是直接借用，没有再单独自定。

以上所介绍的管螺纹使用的原始单位全是英寸(in)，也就是英制螺纹，1in=25.4mm。

令人欣慰的是，我国制定了以毫米为单位的牙型角为60°的米制锥螺纹ZM。

国家标准GB/T 1415《米制密封螺纹》中包括圆柱内螺纹M与圆锥外螺纹ZM配合的螺纹副和圆锥内螺纹ZM与圆锥外螺纹ZM配合的螺纹副。米制锥螺纹有21种规格。与ZM相配的圆柱内螺纹采用普通螺纹M，选用时注意螺纹公称直径和螺距要保持一致。

关于各类螺纹的基础知识就介绍到这里，接下来的内容将汇总一些大多数机械工程师必须熟悉的螺纹加工方法，攻丝、套丝和车削这三种方式可一定要熟悉，自己再多收集点资料来看，若有机会一定要去生产车间瞧瞧实际制造过程，顺便看看工人师傅们是如何利

用螺纹塞规和螺纹环规来检测内外螺纹尺寸的精度。

这篇文章是出于夯实自己基础的目的而写，文中与螺纹有关的参数摘录于2020年之前的最新版本国家标准，中间穿插了一些从业非标三年的设计经验。鉴于本人学识较浅，文中

必有许多不足和欠妥之处，敬请读者批评指正，以完善此文。