螺纹的主要参数
kt 1 2[dd2tan()2 3df D D 1 12 d d0 02] 33
（MPa）
硬度
（HBS）min 90 114 124 147 152 181 240
9．8 10．9 900 1040 720 940 276 304
12．9 1220 1100 366
推荐材料
低 碳 低碳钢或中碳钢 钢
低碳合金钢 中碳钢，低 或中碳钢淬 中碳合金钢 合 金 火并回火 淬火并回火 钢
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6、 圆锥螺纹
特点：螺纹均布在锥度为1:16的管上,=55或60
螺纹面间没有间隙，不用填料，靠牙变形，密封性 好，适用于高温、高压的联接
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5-2 螺纹联接的基本类型与标准件联接 一 、螺纹联接的基本类型 1、 螺栓联接
普通螺栓联接
绞制孔螺栓联接
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普通螺栓联接
螺栓和孔壁有间隙 孔的加工精度低
注：1.性能等级的标记代号含义：“.”前的数字为公称抗拉强度极限σb 的 1/100，“.”后的
数字为屈强比的 10 倍，即（σa/σb）﹡10。
2.规定性能等级的螺栓、螺母在图纸上只注性--精能品等--级，不应标出材料牌号。
3、 螺母性能等级
（摘自GB3098.2—1982）（1988年确认）
螺母
二、螺纹副的受力关系、效率和自锁
圆周力：拧紧时 Ft Ftan()
松开时 F t Ftan ()
效率：拧紧时
tan tan( )
松开时
tan() tan
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cos
f f
自锁条件
式中:′ --当量摩擦角 arctafn
f --当量摩擦系数 F--轴向力, N f--摩擦系数
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特点：被联接件不 宜做成通孔又需要 经常拆卸或用螺钉 无法安装。
拧入深度： 铜或青铜：H=d 铸 铁：H=1.25~1.5d 铝 合 金： H=1. 5~2.5d
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4 、紧定螺钉联接
旋入被联接件的螺 纹孔中，顶住另一 被联接件的表面或 凹坑。
固定两个零件或传 递不大的力矩。
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2、螺栓、螺钉、螺柱性能等级
（摘自GB3098—1982）（1988年确认）
性能等级
3．6 4．6 4．8 5．6 5．8 6．8 8．8
抗拉强度极限
σbmin 330 400 420 500 520 600 800
（MPa）
屈服极限
σsmin 190 240 340 300 420 480 640
控制预紧力的目的： 预紧力过大，会使联接超载 预紧力不足，可能导致联接失效 重要的螺栓应控制预紧力
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拧紧螺母时的力矩和预紧力 --精品--
TT1T2
T1
Ftan()d2
2
T2
1 3
fF
D13 D12
d03 d02
T1 2[d d2tan ()2 3d f--精D D 品1 1 --2 3 d d0 03 2]FdktFd
1 、普通螺纹(代号：M GB 192-81)
特点：螺纹的牙型角=2=60。因牙型 角大，所以当量摩擦系数大，自锁性能
好，主要用于联接
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细牙螺纹与粗 牙螺纹的比较
粗牙：常用
细牙：自锁性能更好。常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装 置中 细牙的缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易 脱扣
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三 、常用螺纹的特点和应用
螺纹的分类： 按牙形：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、 锯齿形螺纹、管螺纹 按母体形状：圆柱螺纹、圆锥螺纹
对螺纹的要求：足够的强度和良好的工艺性 联接螺纹：自锁 管 螺 纹：紧密性、气密性 传动螺纹：效率高 调整螺纹：精度高 起重螺纹：效率高、自锁性好
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4、 锯齿形螺纹(代号：S JB 923-66)
特点：工作边=3，非工作边=30，便于加工。
它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的 优点,能承受较大的载荷,但只能用于单向传动
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5 、圆柱管螺纹
特点：用于管件联接的三角螺纹，=55
螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压强在 1.6MPa以下的联接
第五章 螺纹联接与螺旋传动
基本概念：螺纹联接是利用螺纹零件构 成的联接
特 点：构造简单，拆装方便，工作可靠， 标准件，应用广
5-1 螺纹 一、 螺纹的主要参数
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d--螺纹大径
d1-螺纹小径 d2--螺纹中径 p--螺距
n--线数
S--导程
--螺纹升角
，牙型角
--牙型斜角
旋向
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2 、矩形螺纹
特点：
牙形为正方形， =0，所以效率高，用于传动,
牙根强度弱，加工困难，--精常品-- 被梯形螺纹代替
3 、梯形螺纹(代号：Tr GB 192-81)
特点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。
牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母 可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。
--精品--
--精品--
二 、标准螺纹联接件
--精品--
各种螺栓
--精品----Βιβλιοθήκη 品----精品--螺钉
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紧定螺钉的头部和末端
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--精品--
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三 、螺纹联接零件常用材料和机械性能等级 1、常用材料： 普通联接： 低碳钢，中碳钢，如:Q215、Q235和10、15、 35、45号钢 变载荷或有冲击、振动的重要联接： 合金钢，如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi 螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低 20~40HBS
绞制孔螺栓联接
螺杆与孔用过渡配 合，承受轴向载荷 孔需精制
可起定位作用
普通螺栓联接
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绞制孔螺栓联接
2、 螺钉联接
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特点：被联接件不宜做成通 孔。 不宜经常拆卸。
拧入深度： 铜或青铜：H=d 铸 铁：H=1.25~1.5d 铝 合 金： H=1. 5~2.5d
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3、双头螺柱联接
4
性能
等级
5
68
9
10 12
相配 螺栓 性能 等级 直径 范围
3.6,4.6,4.8 3.6,4.6, 5.6, 6.8 8.8 8.8 4.8 5.8
>16
≤16 所有直径 >16
9.8 10.9 12.9
≤ 所有 ≤ 16 直径 39
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5-3 螺纹联接的预紧
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预紧的作用： 预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧 力F`的作用，以防止联接受载后被联接件之间 出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松
螺旋的参数
螺旋的参数
螺旋的参数主要包括以下几项：
1.螺旋直径：这表示螺旋的大小，通常用D表示外螺纹的大径，用d表示内螺纹的小径。
2.螺距：相邻两牙在中径线上对应两点轴向的距离称为螺距，表示螺旋的紧密程度。
3.倾斜角：螺旋线的切线与垂直于螺旋轴线的平面之间的角度。
4.牙型：在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。
常用普通螺纹的牙型为三角形，牙型角为60°。
5.线数：形成螺纹的螺旋线的条数称为线数，有单线和多线螺纹之分，多线螺纹在垂直于轴线的剖面内是均匀分布的。
此外，还有一些其他参数，如旋转方向（顺时针或逆时针）、轴向旋角等，这些参数用于描述螺旋的运动特性。
普通螺纹的主要几何参数
积 向距离的代数差, 它与旋合长度有关。
偏
△P∑ = nPa－nP
差
10
NUAA 螺距偏差的影响
返回
nP外 nP内
ΔP∑
fp/2
ΔP∑ ΔP∑ /2
α/2
f P cot( / 2)
p
P cot 30 1.732 P (mm)
11
NUAA 牙侧角偏差的影响
返回
C α/2
2H/8 2H/8
回目录
牙
侧 角
螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂线之间的夹角，用α/2 来表示。普通螺纹的理论牙侧角为30°。
旋 合 两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的 长 长度。 度
8
NUAA 9.2 影响螺纹结合精度的因素
单 ❖中径偏的影响
击 链
D2↓或d2↑→配合过紧→旋合性↓
接 学
D2↑或d2↓→配合过松→连接可靠性↓
螺 相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离。 距 用P表示, H=0.866P。
导 同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向 程 距离,用Ph表示。
6
NUAA 螺纹的导程
7
NUAA 普通螺纹的主要几何参数
牙 型 角
在螺纹牙型上两相邻牙侧之间的夹角，用α来表示。 普通螺纹的理论牙型角为60°。
传递动力 回转与直线运动转换
紧密
管螺纹 锥螺纹
流体密封
结合要求
保证旋合 连接可靠
传递动力可靠 传递比稳定
结合精密不泄漏 流体
3
H/8
NUAA 普通螺纹的基本牙型
P P/8
60° 30°
P/2
P/4
90°
3H/8
公制细螺纹规格对照表
公制细螺纹规格对照表公制细螺纹是机械工程中常用的螺纹规格，广泛应用于各种机械设备和工艺中。
公制细螺纹规格主要包括螺纹直径、螺距和牙深等参数。
下面将介绍一些常见的公制细螺纹规格及其对照表。
1. 螺纹直径：螺纹直径是螺纹规格的基本参数之一，定义为螺纹轮廓的最大直径。
常见的公制细螺纹直径有M1.0、M1.2、M1.4、M1.6、M2.0等，其中M表示公制（Metric），后面的数字表示螺纹直径的大小，单位为毫米（mm）。
2. 螺距：螺距是螺纹规格的另一个重要参数，定义为同一轴向上相邻两个螺纹绕旋转一周时，螺纹前进的距离。
常见的公制细螺纹螺距有0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm等。
螺距的大小与螺纹的紧密程度有关，螺距越小，螺纹间的间隔越密集，相应的螺纹间的接触面积也更大。
3. 牙深：牙深是指螺纹切口的深度，通常用螺纹高度来表示。
螺纹高度是螺纹切口到螺纹轴线的距离。
公制细螺纹的牙深规格有不同的设计，常见的有1D、1.5D、2D等。
其中D表示公制螺纹直径的倍数，例如1D表示螺纹高度等于螺纹直径，2D表示螺纹高度等于两倍螺纹直径。
下面是公制细螺纹规格的对照表：螺纹规格直径（mm）螺距（mm）牙深（D）M1.0 1.0 0.25 1DM1.2 1.2 0.25 1DM1.4 1.4 0.3 1DM1.6 1.6 0.35 1DM2.0 2.0 0.4 1DM2.5 2.5 0.45 1.5DM3.0 3.0 0.5 2DM4.0 4.0 0.7 2DM5.0 5.0 0.8 2DM6.0 6.0 1.0 2D以上仅为常见的公制细螺纹规格，实际使用中还有更多规格可以选择。
公制细螺纹由于具有易于制造、安装方便、拧紧力矩小等优点，被广泛应用于机械工程领域。
正确选择合适的螺纹规格，对于机械设备的装配和使用十分重要。
螺纹几何参数计算公式
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。
螺纹强度计算
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 ＝n P 。
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22arctanarctanSnPd d λππ== （3-1）8）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：图3-11、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。
螺纹主要参数
螺纹主要参数
螺纹的主要参数包括：螺纹直径、螺距、螺纹角、螺纹长度。
这些参数决定了螺纹的尺寸和形状，以及螺纹的使用特性。
具体解释如下：
1. 螺纹直径：螺纹直径是螺纹能够插入的孔径，一般用螺纹的外径来表示。
2. 螺距：螺距是螺纹沿轴线方向前进一圈所对应的轴线距离。
螺距的大小不仅与螺纹的尺寸相关，也与螺纹的类型有关。
螺距越大，螺纹前进的距离越大，同时也提高了螺纹的快速拆装性能。
3. 螺纹角：螺纹角是指螺纹的螺旋线与轴线之间的夹角。
常见的螺纹角有60度、55度和75度等，不同螺纹角的螺纹在应用中有不同的特点。
4. 螺纹长度：螺纹长度是螺纹的有效长度，它决定了螺纹能够有效地连接两个构件的深度。
螺纹长度一般包括外部螺纹长度和内部螺纹长度。
这些主要参数可以根据具体的应用需求来确定，不同的应用领域和标准都有相应的螺纹参数要求。
螺纹螺距及牙型角
M4—0.7/0.5
M5—0.8/0.5
M6—1/0.75/0.5
M8—1.25/1/0.75/0.5
M10—1.5/1.25/1/0.75/0.5
M12—1.75/1.5/1.25/1/0.75/0.5升角=tgα=0.16692α=
(M14)—2
M16—2
(M18)—2.5
中径d=d-0.6495P
内螺纹小径D=D-1.0825P
外螺纹小径d=d-1.0825P
即螺纹的最小直径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螺距导程线数之间关系
一、螺纹的形成
把一锐角为ψ的直角三角形绕到一直径为d的圆柱体上，绕时底边与圆柱底边重合，则斜边就在圆柱体上形成一条空间螺旋线。
如用一个平面图形K（如三角形）沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线YY-这样就构成了三角形螺纹。同样改变平面图形K，同样可得到矩形、梯形、锯齿形、圆弧形（管螺纹）
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：中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角
8.牙型角α：螺纹牙型两侧边的夹角。
M1—0.25/0.2
M1.2—0.25
M1.6—0.35/0.2
M2—0.4/0.25
M2.5—0.45/0.35
二、螺纹种类
三、螺纹的主要参数
1.大径d（D）：螺纹的最大直径在标准中也作公称直径。
2.小径d1(D1)：即螺纹的最小直径
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)
螺纹的几个重要参数
02 螺距与导程参数解析
螺距定义及计算方法
螺距定义
相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
计算方法
对于普通螺纹，螺距可以通过测量相邻两个牙峰或牙谷之间的距离得出；对于 特殊螺纹，如梯形螺纹和锯齿形螺纹，螺距则需要根据具体的牙型和角度进行 计算。
导程概念及其在螺纹中意义
导程概念
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。
润滑对耐腐蚀性的影响
某些润滑剂具有防锈、防腐作用，可以提高螺纹连接的耐腐蚀性。
改善表面粗糙度和润滑条件措施
降低表面粗糙度
采用高精度的加工设备和工艺，如磨 削、抛光等，以降低螺纹表面的粗糙 度。
选择合适的润滑剂
根据使用环境和工作条件选择合适的 润滑剂，如油、脂、固体润滑剂等。
优化润滑方式
采用浸油、喷油、涂油等方式，确保 润滑剂充分覆盖螺纹表面，形成良好 的润滑膜。
不同类型螺纹牙型角和压力角关系
普通螺纹
管螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
普通螺纹的牙型角一般为60°， 压力角为30°。这种螺纹具有较 好的传动效率和自锁性能，是 应用最广泛的螺纹类型之一。
管螺纹的牙型角一般为55°，压 力角为27.5°。这种螺纹主要用 于管道连接，具有较好的密封 性能和一定的传动效率。
梯形螺纹的牙型角一般为30°， 压力角为15°。这种螺纹具有较 大的传动效率和自锁性能，但 加工难度较大，主要用于传动 装置中。
标准化与常用规格
标准化
为了便于生产和使用，各国都制定了螺纹的标准化规范，规定了螺纹的牙型、直径、螺距等参数。
常用规格
不同国家和地区使用的螺纹规格有所不同，但常见的规格有M（公制粗牙）、MF（公制细牙）、UNC （统一粗牙）、UNF（统一细牙）等。这些规格在机械、汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
螺纹的主要参数
螺纹的主要参数
1）外径d （大径）（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）内径（小径）d 1(D 1)——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d 2——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 d 2≈0.5(d+d 1)
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。
2
2/d nP arctg d arctgL ππψ== 8）牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角
9）牙型斜角β——螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。
对称牙型2
αβ= 螺旋副的自锁条件为：r v arctgf f tg ==≤-β
ϕψcos 1 螺旋副的传动效率为：)
(v tg tg ϕϕϕη+=。
螺纹的形成及主要参数
一、螺纹的形成
l．螺旋线形成
圆柱体直径为d1，直角三角形ABC中，AB＝πd1，BC＝S，将三角形卷在圆柱体上，并使AB边绕在圆柱体底面上，则斜边AC在圆柱体上就形成螺旋线。
2．螺纹形成
任取一平面图( △、□、)形使其一边紧靠在圆柱体母线上，将该图形沿螺旋线移动，并保持平面图形始终通过圆柱体轴线，即可形成螺纹。
各种螺纹特点
联接螺纹：
普通螺纹：粗牙、细牙
管螺纹：薄壁零件，以管子内径为公称直径。
联接螺纹有左旋和右旋之分，常用右旋，便于制造。
左旋的例子：
车床溜板箱、煤气罐开关、自行车中轴。
二、主要参数：
螺旋副常见精度：A、B、C；常用C
螺旋副的自锁条件：
其中：f=0.1～0.2
螺旋副的传动效率：
拧紧螺纹时：
松开螺纹时：。