螺纹及丝杆加工工艺
精密丝杆加工工艺设计
精密丝杆加工工艺设计摘要：随着工业技术的不断发展，制造工艺越来越被重视，特别是精密加工、超精密加工更是当今工业界及其重视的环节之一，零件的加工工艺直接影响了工业设备的精密程度，可以说没有完善紧密的加工工艺就不可能有精密的设备，零件精度和精密设备之间的精度关系可谓是差之毫厘谬以千里，精密丝杆的加工精度直接影响了机械传动等精度，所以精密丝杆的加工工艺设计至关重要，而丝杆加工工艺的每一个环节有直接影响到了丝杆的精度，所以丝杆加工的每一道工序都应该精心的设计，使之达到精度要求。
本次设计涉及到了零件金工加工、材料热处理、精度测算等设计，从最大限度上保证了丝杆的精度达到预期目标。
关键词：定位基准工装热处理工艺过程工序精车铣精磨钻精度检验1.设计任务书1.1设计目的通过课程设计，综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识对精密丝杆进行工艺及结构设计的基本训练，掌握精密机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为毕业设计及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。
1.2设计要求（1）拟定精密丝杆加工工艺路线，并制定各工艺过程文件，制作各道工序的工艺卡片；（2）加工余量和工序尺寸的确定；（3）设计有关工装、夹具，并绘制工装夹具图。
1.3题目精密丝杆加工工艺设计1.4设计要求1、零件图一张（A3）；2、毛坏图一张（A4）；3、编写设计说明书一份，相关图纸在说明书上要有体现。
1.5原始数据1、毛坯尺寸：ø=18.00mm，L=158.00mm2、工件尺寸ø=10.00mm，L=150.00mm，P=2.00mm，H1=0.5P=1.00mm，D=10.00mm,D1=7.50mm，D2=9.00mm3、有效螺纹圈数：n=60，单头右旋螺纹。
1.6设计简图1.7提交材料1、零件图一张（A3）；2、毛坏图一张（A4）；3、设计说明书一份。
2、总体方案设计2.1丝杆牙型设计梯形螺纹基本牙型图中：D —内螺纹大径d —外螺纹大径 D2—内螺纹中径 d2—外螺纹中径 D1—内螺纹小径d1—外螺纹小径 P —螺距H —原始三角形高度 H1—基本牙型高度 其中：H=1.866P ；H1=0.5P2．2丝杆加工工艺过程设计测控技术与仪器课程设计3、工装设计3.1夹具设计3.1.1铣键槽专用夹具连杆夹紧机构连杆夹紧机构为专用的夹具，具有安装简单，使用方便等优点；安装工件的时候不需要其他的辅助工具，在实际生产中大大提高力生产效率。
螺纹的磨削方法与磨削液的选用
螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。
在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。
对于螺纹加工，在机械生产中，最长使用的方法是磨削。
特别是在加工精密螺纹的时候，多用于加工丝杆、蜗杆、丝锥、螺纹塞规、螺纹环规、螺纹铣刀、螺纹梳刀和已淬火零件螺纹等；也用于大批量生产的汽车变速器零件。
一、螺纹的磨削方法根据磨螺纹使用砂轮的形式和进给方式的不同，常用的加工方法有以下三种：1、单线砂轮磨削法磨削前将砂轮修成牙形相符的形状，并使砂轮轴线相对工件轴线倾斜一个螺旋升角。
螺纹磨削时，工件的旋转运动和工作台的移动保持一定的展成关系，即工件每转一周，工作台相对应移动一个导程。
2、多线砂轮切入磨削法磨削前用滚轮将砂轮圆柱面修成和弓箭牙形相同的多线环形槽。
采用切入法磨削，当砂轮完全切入牙深后，工件回转二周即可。
工件和工作台之间也应保持展成关系。
多线法磨削螺纹生产率较高，但加工精度较低。
多线砂轮切入磨削时，砂轮的宽度应大于螺纹面总长度，适合成批磨削普通螺纹。
3、多线砂轮纵向磨削法将砂轮修整成多线环形槽，用纵向法展成磨削螺纹表面。
前面的环形槽主要起粗磨作用，后部的环形槽则起半精磨、精磨作用，采用较大的背吃刀量在一次纵向进给中磨去工件的全部磨削余量，将螺纹磨至精度要求。
这种磨削法的特点是将环形砂轮再修整成台阶形，其类同于外圆深度磨削法所使用的台阶砂轮，使砂轮前部至后部的吃刀量逐渐减小，最后的台阶则将螺纹磨削至尺寸。
多线砂轮纵向磨削法具有极高的生产效率，加工精度也较高。
对于螺距大于3mm的螺纹，应先进行螺纹预加工后再磨螺纹；对于距螺小于3mm的螺纹，不需预加工而可直接磨出螺纹，这种方法适于加工小螺距，且螺纹长度小于砂轮宽度的工件。
二、磨削机床的安装和使用1、机床的安装（1）磨螺纹是在专用螺纹磨床上进行的，若是加工单件和小批量的精密螺纹，机床应安装在恒温室内，温度控制在20±1摄氏度，若是加工大批量的螺纹，机床可安装在条件比较好的普通车间内。
车工第六章3螺纹加工
z1 z3 P工 z2 z4 P丝
3）调整机床间隙 间隙大，车削螺纹时容 易产生“扎刀”现象。所以在车螺纹之前， 应调整中、小滑板的镶条间隙，使之松紧适 当。间隙过小，则操作不灵活，摇动滑板费 力。
4）如果车削的是左旋螺纹，则变换三星轮 的位置
螺纹车削调整项： ①调整主轴转速；
②调整螺距；
③脱开光杠进给机构,改由丝杠进给。
例如：P=2.5mm的米制螺纹，进给手柄如何 交换？ 按图（铭牌表）6-30并找到手柄所属的位置 手柄Ⅰ置于B上，将手Ⅱ柄2置于Ⅱ处，将手轮3 拉出转到6与 相对的位置后，便可。 交换齿轮箱的齿轮分别是：A=63，B=100，
弹性刀杆螺纹刀
低速车三角形螺纹进给次数进刀格数表
M24 P=3mm
进刀 次数
中滑板进 刀 格 数
小滑板赶刀格数
左
右
1
30
0
中滑板进 刀 格 数
M20 P=2.5mm 小滑板赶刀格数
左
右
30
0
2
15
6
15
6
3
13
6
13
6
4
10
4
8
4
5
8
4
5
2
6
7
2
3
2
7
5
2
2
0
8
3
1
1
1
M16 P=2mm
中滑板 进 刀 格 数
C=75.
2）调整交换齿轮 某些车床需要调整交换齿 轮，根据要求进行调整，
① 切断机床电源，车头变速手柄放在空挡位 置；
丝杠机械加工工艺设计说明书
第 1 章 零件的分析
1. 1.1 零件的作用
丝杠是一种精度很高的零件，它能精确地确定工作台坐标位置，将旋转运动 转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面 都有很高的要求。所以，丝杠的加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑，以 提高其加工精度。
1.2 零件的结构简介 1.2.1 丝杠的分类
2.3 制订工艺路线
材料 精度等级 工艺过程 9Mn2V 6级 工序内容 1.锻造 2.球化退火 3.车端面打中心孔 4.粗车外圆 5.高温时效 5.牢外圆打中心孔 7.半精车外圆 8.粗磨外圆 9.淬火(t=800℃)，中温回 火(t=260℃) 14.研磨两顶尖孔 11.粗磨外圆 12.粗磨出螺纹槽 13.人工时效(t=260℃) 双顶尖孔 双顶尖孔 外圆表面 双顶尖孔 双顶尖孔 外圆表面 双顶尖孔 定位基准
2.1 确定毛坯材料
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键，一般要求是： (1) 具有优良的加工性能，磨削时不易产生裂纹，能得到良好的表面光洁
度和较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小。 (2) 抗拉极限强度一般不低于 588MPa。 (3) 有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变形 小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。 (4) 材料硬度均匀，金相组织符合标准。常用的材料有：不淬硬丝杠常用 T10A, T12A 及 45 等；淬硬丝杠常选用 9Mn2V，CrWMn 等。其中 9Mn2V 有较 好的工艺性和稳定性，但淬透性差，常用于直径≤50mm 的精密丝杠；CrWMn 钢 的优点是热处理后变形小，适用于制作高精度零件，但其容易开裂，磨削工艺性 差。 丝杠的硬度越高越耐磨，但制造时不易磨削。 丝杠材料要有足够的强度， 以保证传递一定的动力；应具有良好的热处理工 艺性(淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹)，并能获得较高的硬度、良好的 耐磨性。丝杠螺母材料一般采用 GCrl5、CrWMn、9CrSi、9Mn2V，热处理硬度 为 60~62HRC。整体淬火在热处理和磨削过程中变形较大，工艺性差，应尽可能
螺栓球、杆件加工制作工艺流程图
螺栓球加工制作工艺流程图材料检验毛坯下料料块加热基准面切削圆钢坯料1.毛坯下料2.锻造成型3.基准面加工5.螺孔平面切削4.基准孔加工6.螺孔加工刻画螺孔加工线优质丝攻加工螺栓孔锻前加热坯料锻后进行预处理基准面铣床加工数控钻床加工②螺栓球加工工艺a球坯锻造根据球径大小，选择不同直径的圆钢下料，料块加热，热锻成型，并回火消除内应力。
节点螺栓球选用优质碳素结构钢（GB/T699-99）规定的45号钢。
b螺孔加工1)加工基准孔：把球坯夹持在车床卡盘上，按照不同球直径、基准面与球中心线的尺寸关系等要求，在机床导轨上做好基准平面切削标线挡块。
然后进行基准平面的车铣加工，再利用机床尾座钻孔、攻丝。
基准孔是工件装夹后平面与螺孔一次加工到位。
基准螺孔径大部分采用M20。
2)加工其它螺孔的平面：球坯利用球基准孔，装夹在铣床分度头上，同时万能铣床的铣头按球孔设计的角度，根据分度刻线分别回转到位，先铣削弦杆孔平面，再铣削腹杆孔平面，孔与孔之间的夹角由计算分度头孔板回转圈数与孔齿数来精确分度定位。
球坯一次装夹可全部铣加工所有螺孔的平面。
分度头最小刻度为2’，因此各螺栓孔平面之间的夹角加工精度也较高。
同一轴线上两铣平面平行度≤0.1mm(D≤120)和≤0.15mm(D＞120)。
3)对每只球上所有螺孔划线定中心，此过程视作中间检验环节。
4)螺孔加工：利用铣切的平面与划定的中心来定位，在钻床上钻孔、倒角、攻丝。
从而完成球坯上全部螺孔加工。
按上述加工工艺可确保螺孔轴线间的夹角偏差不大于±10’，球平面与螺孔轴线垂直度≤0.25r，螺纹精度要求也相应匹配。
5)对加工好的螺栓球进行螺孔螺纹加工精度与深度；螺孔夹角精度；螺孔内螺纹剪切强度试验等检验与检测。
同时按加工图对每只螺栓球做钢印编号标识。
6)螺栓球坯经过表面抛丸除锈除氧化皮处理后再加工螺纹孔，完成金加工后，表面进行防锈蚀涂装，所用防锈蚀涂装材料、涂装道数、漆膜厚度均按设计指定执行。
普通车床上梯形螺纹的加工
丝杠结合件的加工工艺浅议恒天重工技术部李德英前言丝杠结合件是粘胶滤机的关键元件之一，其加工精度直接影响粘胶滤机的整体工作性能。
丝杠结合件的精度高，加工难度大，我公司技术人员经过一年多技术研究攻关，最终设计出一套行之有效的加工工艺，成功保证了丝杠结合件的加工、装配精度，完全满足了设计和使用要求。
本文简要介绍了我厂丝杠结合件的加工制造工艺情况。
1 丝杠结合件的结构及加工技术难点分析1.1丝杠结合件的结构丝杠结合件是由轴套Ⅰ、轴套Ⅱ与丝杠组成（丝杠结合件的简图见下图1）。
图1：丝杠结合件的简图1.2丝杠结合件的加工技术难点分析1.2.1红套后轴套Ⅰ、Ⅱ与丝杠间存在间隙丝杠与轴套Ⅰ和轴套Ⅱ采用红套的配合形式结合在一起，红套过程中将两个轴套加热到一定的温度使轴套的内孔胀大，然后在轴套冷却前快速的套到指定的位置，等到冷却后就满足了丝杠与轴套Ⅰ、轴套Ⅱ径向的过盈要求，但在轴向方向却造成丝杠与轴套有间隙，这是不允许的。
1.2.2高硬度倒角图纸要求轴套Ⅱ与丝杠结合后加工30°角，保证倒角的一致性，由于轴套Ⅱ外圆在配合前已进行了淬硬处理，硬度达HRC58，普通的刀具无法加工。
1.2.3材质因素丝杠材质是不锈钢，牌号为06Cr19Ni10，属于奥氏体不锈钢，这种材料在加工过程中，切屑与刀具容易粘结，形成积屑瘤，使加工表面粗糙度加大，而且不锈钢的切屑不易卷曲和折断，切屑划伤已加工表面，增大表面粗糙度。
在同一温度下，这种奥氏体不锈钢材料的线膨胀系数比碳素钢大，使工件因热变形影响加工精度。
1.2.4细长轴因素丝杠直径φ62 mm，长1916mm，是典型的细长类轴，加工过程中容易产生加工应力，造成弯曲、不圆，丝杠直径尺寸φ62全部要求全加工，直线度要求以及φ62、二个轴套外圆相对A、B基准的同轴度要求高，很难保证。
1.2.5梯形螺纹及梯形螺纹牙齿的因素用作传动丝杆的梯形螺纹在普通车床上加工是很难的，而且丝杠结合件的梯形螺纹牙齿两侧面粗糙度要求为0.40，齿度粗糙度要求为1.6，没有相应的磨齿机，很难保证。
螺纹丝杆的安装工艺流程
螺纹丝杆的安装工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行螺纹丝杆的安装之前，需做好充分的准备。
螺纹、螺距标准及加工
螺纹螺距公制标准牙的牙距如下：M1.6*0.35M2*0.4M2.5*0.45M3*0.5M4*0.4M5*0.8M6*1.0M8*1.25M10*1.5M12*1.75M14*2.0M16*2.0M18*2.5M20*2.5M22*2.5M24*3.0M27*3.0M30*3.5M33*3.5M36*4.0车螺纹简介将工件表面车削成螺纹的方法称为车螺纹。
螺纹按牙型分有三角螺纹、梯形螺纹、方牙螺纹等（图1）。
其中普通公制三角螺纹应用最广。
图1 螺纹的种类1. 普通三角螺纹的基本牙型普通三角螺纹的基本牙型如图2所示，各基本尺寸的名称如下：图2 普通三角螺纹基本牙型D—内螺纹大径（公称直径）；d—外螺纹大径（公称直径）；D2 —内螺纹中径；d2—外螺纹中径；D1 —内螺纹小径；d1—外螺纹小径；P—螺距；H—原始三角形高度。
决定螺纹的基本要素有三个：牙型角α 螺纹轴向剖面内螺纹两侧面的夹角。
公制螺纹α=60o，英制螺纹α=55o。
螺距P 它是沿轴线方向上相邻两牙间对应点的距离。
螺纹中径D2(d2) 它是平螺纹理论高度H的一个假想圆柱体的直径。
在中径处的螺纹牙厚和槽宽相等。
只有内外螺纹中径都一致时，两者才能很好地配合。
2. 车削外螺纹的方法与步骤（1）准备工作1）安装螺纹车刀时，车刀的刀尖角等于螺纹牙型角α=60o，其前角γo=0o才能保证工件螺纹的牙型角，否则牙型角将产生误差。
只有粗加工时或螺纹精度要求不高时，其前角可取γo=5o～20o。
安装螺纹车刀时刀尖对准工件中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，车出的牙型角才不会偏斜。
如图3所示。
图3 螺纹车刀几何角度与用样板对刀2）按螺纹规格车螺纹外圆，并按所需长度刻出螺纹长度终止线。
先将螺纹外径车至尺寸，然后用刀尖在工件上的螺纹终止处刻一条微可见线，以它作为车螺纹的退刀标记。
3）根据工件的螺距P，查机床上的标牌，然后调整进给箱上手柄位置及配换挂轮箱齿轮的齿数以获得所需要的工件螺距。
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三、螺纹的加工方法
对不锈钢材料的加工。在实践中，遇不锈钢
材料的攻丝是件比较困难的事。如何提高工作效 率呢？这就要将丝攻进行修磨，使切削锥度延长， 一般为4°，使校准部分留4T ，这样可以减小切 削厚度和切削变形；同时，切切屑也容易卷曲和 排除。加大前角和后角，使γ=15°，α=25°，以 提高切削能力，减少摩擦。这样，虽然刀齿的强 度有所降低，但因切削锥角较小，切削部分加长 了，使每个刀齿的切削负荷减轻了，所以对刀齿 的强度影响不大。用这种头锥攻完后，再用二锥 和末锥加工，可以提高螺纹的质量和粗糙度。
• 静压丝杠有许多的优点，常被用于精密机床和数控机床的进
给机构中。其螺纹牙形与标准梯形螺纹牙形相同。但牙形高
于同规格标准螺纹1.5～2倍，目的在于获得良好油封及提高
承载能力。但是调整比较麻烦，而且需要一套液压系统，工
艺复杂，成本较高。
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四、丝杠加工工艺
（三）丝杠的结构特点及技术要求 1.丝杠结构的工艺特点
图样
4
一、螺纹的结构分析
4.线数：圆柱端面上螺纹的数目，用n表示 沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹；沿两条 或两条以上，在轴向等距离分布的螺旋线所形 成的螺纹，为多线螺纹
单线螺纹
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双线螺纹
5
一、螺纹的结构分析
5.螺距和导程
• 螺距（代号：P）：相邻两牙中径线上对应 两点间的轴向距离。
• 导程（代号：Ph）：螺旋线形成的螺纹上 的相邻两牙，在中径线上对应两点间的轴 向距离。
3
一、螺纹的结构分析
3.大径、中径、小径
名称
大 径
小 径
中 径
代 号 注释
d、D d1、D1 d2、D2
与外螺纹的牙顶或内螺 纹的牙底相重 的假想圆柱直径（即螺 纹的最大直径）
与外螺纹的牙底或内螺 纹的牙顶相重合的假想 圆柱直径（即螺纹的最 小直径）
在大径和小径之间假想 有一圆柱，其母线通过 牙型上沟槽宽度和凸起 宽度相等的地方，此假 想圆柱称为中径圆柱， 其母线称为中径线，其 直径称精为选螺课纹件的中径
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四、丝杠加工工艺
（二）丝杠的分类
• 机床丝杠按其摩擦特性可分为三类:即滑动丝杠、滚动丝杠及 静压丝杠。
• 由于滑动丝杠结构简朴，制造方便，所以在机床上应用比较 广泛。
• 滑动丝杠的牙型多为梯形。这种牙型比三角形牙酬具有效果 高，传动性能好，精度高，加工方便等长处。
• 滚动丝杠义分为滚珠丝杠和滚柱丝杠两大类。滚珠丝杠与滚 柱丝杠相比而言，摩擦力小，传动效率高，精度也高，因而 比较常用，但是其制造工艺比较复杂。
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二、螺纹的种类
3.按螺距分类
类型 粗牙螺纹 细牙螺纹
定义
普通螺纹大径相同时，螺距最 大的一种螺纹
除了螺距最大的一种螺纹以外 的其余螺纹
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三、螺纹的加工方法
（一）加工螺纹底孔应注意的事项
1.严格按照《机械工人切削手册》进行查表 和计算，选择所需加工螺纹底孔的钻头或 扩孔钻头。钻头的切削刃要锋利，刃带要 光滑，不得有毛刺和磨损等，避免底孔刮 伤或产生锥度等缺陷。
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三、螺纹的加工方法
（二）螺纹切削加工
一般指用成形刀具或磨具在工件上加工
螺纹的方法，主要有车削、铣削、攻丝、 套丝、磨削、研磨和旋风切削等。车削、 铣削和磨削螺纹时，工件每转一转，机床 的传动链保证车刀、铣刀或砂轮沿工件轴 向准确而均匀地移动一个导程。在攻丝或 套丝时，刀具(丝锥或板牙)与工件作相对旋 转运动，并由先形成的螺纹沟槽引导着刀 具(或工件)作轴向移动。
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三、螺纹的加工方法
1.各种加工方法能达到的精度
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三、螺纹的加工方法
2.攻丝加工
对M8以下的小直径螺纹进行攻丝，一 般都在排钻上加工，用一般的弹性夹头夹 持住机用丝攻，在排床下面装置脚踏开关， 攻削时手扶工件，钻床转速一般采用480— 860转/分，适当地加些菜油。在攻丝过程中， 钻床主轴保持不动，丝攻进刀和退刀完全 靠手控制，靠手感感觉，如果丝攻负荷增 加，可立即踏下反转开关，就可以方便而 迅速 。
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三、螺纹的加工方法
3.螺纹车削加工
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三、螺纹的加工方法
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三、螺纹的加工方法
4.螺纹铣削加工
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三、螺纹的加工方法
5.螺纹磨削
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四、丝杠加工工艺
（一）概论
丝杠加工工艺丝杠是一种精度很高的零件，它能精 确地确定工作台坐标位置，将旋转运动转换成直线 运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强 度及耐磨性等方面都有很高的要求。所以，丝杠的 加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑，以提 高其加工精度。
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三、螺纹的加工方法
2.钻孔时要选择适当的转速和进刀量，根据材料 不同，选择合理的冷却润滑液，以防止产生过高 的切削热能，而加厚冷硬层，给以后攻丝造成困 难。 3.底径大于10mm时，最好先钻孔再扩孔，使底径 达到所要的直径和粗糙度，底孔粗糙度应不小于 3.2。可以避免造成弯曲和倾斜，而致使螺纹牙型 不完整和歪斜。
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二、螺纹的种类
1.按标准分类
类型 标准螺纹 特殊螺纹 非标准螺纹
定义
牙型、大径、螺距均符合 国家标准
牙型符合国标、大径或螺 距不符合国标
牙型不符合国标
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二、螺纹的种类
2.按用途分类
类型
牙型
联接螺纹
普通螺纹（M）、 管螺纹（G）
传动螺纹
梯形螺纹（Tr）、 锯齿形螺电工程系
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一、螺纹的结构分析
1.定义 螺纹是指在圆柱表面或圆锥表面上，沿着 螺旋线形成的、具有相同断面的连续凸起 和沟槽。
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一、螺纹的结构分析
2.螺纹的分类
名 称 普通螺纹 管螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 矩形螺纹
特征代码
M
G
Tr
B
无
图样
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• 对于单线螺纹，螺距 = 导程，
• 对于多线螺纹，螺距 = 导程/线数。
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一、螺纹的结构分析
6.旋向 • 顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹 • 逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。
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(a)左旋
(b)右旋
一、螺纹的结构分析
小结
牙型、大径、螺距、线数和旋向是确定 螺纹几何尺寸的五要素。只有五要素完全 相同的外螺纹和内螺纹才能相互旋合在一 起。