螺纹旋合长度分析
螺纹公差常识
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。
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
关于螺母、螺纹的知识
范围内控制中径公差。
当然是螺纹旋合长度越长，螺纹连接强度越好。比如一个螺纹旋合长度 3 毫米的，和一
个 50 毫米的，50 毫米的肯定连接更好。 一般说来螺距越大，螺纹连接越强。因为螺牙都
是有形状的，比如常用的三角形，螺距越大，螺牙就越大，当然连接就越稳定。
关于螺母、螺纹的知识 2009-11-20 10:40 美标螺纹标注法 在美标中一般螺纹是这样标注 0.25–20UNF–2A 以前又为 1/4–20UNF–2A ①②③④ ①--公称直径（现在多以小数表示基本大径，单位：inch） ②--每英寸牙数（即螺距） ③--螺纹系列代号 ④--螺纹等级代号 注： ①的数值小于 1/4in 的小直径系列为公称直径代号，不是公称直径的英寸值，用 0，1，2，3， 4，5，6，8，10，12 十个号码，来表示。 代号为 0，1，2，3，4，5，6，8，10，12 的螺纹大径（in）分别为： 0.060，0.073，0.086，0.099，0.112，0.125，0.138，0.164，0.190，0.216；
梯形螺纹的标注方法
标准螺纹的标注方法更新时间不一样，有些还不太统一。 梯形螺纹的标准为 GB/T 5796.4-1986，跟原来的普通螺纹的标准一样（标注格式）。其 标注格式如下：（对于原来的老图，包括普通螺纹大家也应该认识）。 螺纹特征代号大径×导程(P 螺距)旋向—公差代号—旋合长度代号。 梯形螺纹的特征代号为：Tr。 例如：大径 40，导程 14、螺距 7、左旋、中径顶径公差代号为 7e，中等旋合长度的梯形 螺纹的标注为： Tr40×14(P7)LH-7e。 对于单线螺纹，大径后面直接标螺距数值即可。如大径 40，螺距 7、单线、右旋、中径 顶径公差代号为 7e，中等旋合长度的梯形螺纹的标注为： Tr40×P7-7e 注意右旋螺纹不标旋向。 注意：新的梯形螺纹标准的颁布，有可能和普通螺纹标一致的趋势。目前的设计应该按 照上面的方法进行设计。
常用螺纹的类型特点和应用
表）。
规牙 距
粗
细
格牙
牙
规 极格 细牙
称牙
呼粗 径牙
数 细韦
牙 氏牙
M 0.
0.3
35
5
42 # .9
40 8 4
M 0. 47
0.5
63 # .5
32 0 4
M 0. 58
0.5
84 # .2
32 6 3
M 1.
0.7
60
5
14 0# .8
24 2 3
M 1.
0.7
70
5
15 2# .5
24 8 2
一般联接多用粗牙螺纹，细 牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或 受冲击、振动和变载荷的联接中，也 可作为微调机构的调整螺纹用。
牙型为等腰三角形，牙 型角 α＝55°，牙顶有较大的圆角， 内外螺纹旋合后无径向间隙，管螺纹 为英制细牙螺纹，尺寸代号为管子的 内螺纹大径。适用于管接头、旋塞、
1
用螺纹密封 的管螺纹
牙 .45 .5 .6 .7 .8 .0 .2 0 0 2 2 4 4 0
细0 0 0 0 0 0 1 4 4 4 3 3 2 2
牙 .35 .35 .35 .5 .5 .75 .0 8 4 0 6 2 8 8
5、钻尾螺丝：钻尾螺丝有 CSD（机械牙），BSD（自攻 AB 牙）两种。其牙
距或牙数可分别参考机械螺丝（CSD 牙）和自攻螺丝（BSD 牙）。
（二）、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。 （三）、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。
二、螺纹配合等级：
螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差
和公差的规定组合。
9 螺纹公差及检测
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。
普通螺纹的公差与配合
2.公差带的大小和公差等级
普通螺纹公差带的大小由公差值确定，它表示允许螺纹直径的 尺寸变动范围，GB/T197－1981对螺纹中径和顶径的公差规定了若干 等级，其含义与孔轴公差等级相似，但有自己的系列和数值，分别
用阿拉伯数字表示，具体见表7-4、5、6（ P155 ）。
其中，6级是基本级，3级是公差最小，精度最高；9级精度最 低。考虑到内外螺纹加工工艺的等价性，因为内螺纹加工较困难， 所以在同一公差等级中，内螺纹中径公差比外螺纹公差大32℅左右。
精密级用于精密连接螺纹，要求配合性质稳定，配合间隙变动较小， 需要保证一定的定心精度的螺纹连接，如飞机零件的螺纹可采用4H、5H 内罗纹与4h外螺纹相配合。中等级用于一般的螺纹连接。粗糙级用于对 精度要求不高或制造比较困难的螺纹连接，如深盲孔攻丝或热轧棒上的 螺纹。
三、螺纹在图样上的标注
完整的螺纹标记由普通螺纹标记（螺纹代号、公称直径、螺距、左 旋螺纹标记）、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号（或数值）组成，各 代号间用“-”隔开。
公差配合与测量技术
普通螺纹的公差与配合
由于牙型半角误差、螺距累积误差影响螺纹互换性，但国标未对 其作出专门规定极限偏差，而使用中径公差综合控制，即实际的各种 中径当量和中径误差均在中径公差控制范围内。
一、普通螺纹公差带
螺纹公差带以基本牙型轮廓为零线，沿着牙型的牙侧、牙顶和牙 底分布，并在垂直于螺纹轴线方向上计量大、中、小径的偏差和公差。 公差带由螺纹公差等级和基本偏差决定。
ES（es）、EI（ei）分别是内（外）螺纹的上、下偏差， TD（Td）分别为内（外）螺纹的中径公差；另外除对中径规定
公差之外，对内螺纹小径（顶径），外螺纹大径（顶径）也规定 了公差，对外螺纹小径规定最大极限尺寸，对内螺纹大径规定最 小极限尺寸，这样则可保证内外螺纹有一定间隙，避免干涉。
螺纹旋合长度
螺纹旋合长度为什么要计算螺纹旋入深度：主要三点：a、连接的可靠性，旋入深度的多少才能保证连接的可靠，最基本的；b、螺纹加工过长，精度就难保证，成本高，尤其在精密零件中，常见的都在6H；c、我感觉是最主要的，在很多情况下，螺纹孔的深度局限性很大，防止和其他面干涉，尤其密封面，穿透的话，漏气漏油等，在保证其连接强度的前提下，应尽可能的短。
补充一下，由于温差形变，及加工误差等，旋入深度过长，反而使螺钉别劲，连接效果反而不好。
螺纹旋入深度的经验公式一般分两种：a、根据螺孔材料不同， 1xd（钢或青铜），1.25~1.5d（铸铁），1.5~2.5d（铝合金）；b、根据螺钉受力递减规律，取8~10p（p为螺距）。
对于螺纹旋合深度一般来说，头三扣将承载80%以上的力。
所以，旋合长度不能少于5扣。
对于方法a，为设计手册上提到的经验公式，其主要考虑的是材料的性能，通俗的说就是考虑到，不同材料的螺纹损坏的难易程度不同，其备用的扣数不同。
对于方法b，是根据螺纹承受轴向力的时候，承受的强度（也就是你说的压力）根据螺纹的大小和螺距而定，深度一般选取8~10个螺距的长度，因为螺纹承受轴向力的时候，第1个螺距承受的力最大，往下依次递减，到第8~10个螺距的时候几乎不受力了，所以螺纹再长也没什么意义。
其笼统的忽略了材料特性的影响，考虑的是螺钉受力分析。
二者举例比较：规格公式钢和青铜铸铁铝合金M8x1.25（粗）a8 10~12 12~20b 10~12.5 10~12.5 10~12.5 M8x0.75（细）a8 10~12 12~20b 6~7.5 6~7.5 6~7.5M16x2 （粗）a 16 20~24 24~40b 16~20 16~20 16~20M16x1 （细）a 16 20~24 24~40b 8~10 8~10 8~10螺纹旋合深度表从表中可以看出，公式a相对b来说，旋入尺寸的跨度比较大，精度低，但灵活性高；a方法未考虑到粗细牙之分，而b方法考虑到。
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。
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螺纹旋入深度分析
计算螺纹旋入深度，主要考虑三点：a、连接的可靠性，旋入深度的多少才能保证连接的可靠，最基本的；b、螺纹加工过长，精度就难保证，成本高，尤其在精密零件中，常见的都在6H；c、我感觉是最主要的，在很多情况下，螺纹孔的深度局限性很大，防止和其他面干涉，尤其密封面，穿透的话，漏气漏油等，在保证其连接强度的前提下，应尽可能的短。
补充一下，由于温差形变，及加工误差等，旋入深度过长，反而使螺钉别劲，连接效果反而不好。
螺纹旋入深度的经验公式一般分两种：
a、根据螺孔材料不同，取旋入深度为：d（钢或青铜），1.25~1.5d（铸铁），
1.5~
2.5d（铝合金），d为螺纹公称直径。
b、根据螺钉受力递减规律，取旋入深度为8~10p，p为螺距。
对于螺纹旋合深度一般来说，头三扣将承载80%以上的力。
所以，旋合长度不能少于5扣。
对于方法a，为设计手册上提到的经验公式，其主要考虑的是材料的性能，通俗的说就是考虑到，不同材料的螺纹损坏的难易程度不同，其备用的扣数不同。
对于方法b，是根据螺纹承受轴向力的时候，承受的强度（也就是你说的压力）根据螺纹的大小和螺距而定，深度一般选取8~10个螺距的长度，因为螺纹承受轴向力的时候，第1个螺距承受的力最大，往下依次递减，到第8~10个螺距的时候几乎不受力了，所以螺纹再长也没什么意义。
其笼统的忽略了材料特性的影响，考虑的是螺钉受力分析。
公式a相对b来说，旋入尺寸的跨度比较大，精度低，但灵活性高；a方法未考虑到粗细牙之分，而b方法考虑到。