螺纹基本特点.doc

螺纹基本特点螺纹的作用是给予紧固件支承和传递载荷的能力。在设计和加工螺纹时，要考虑的几何特性和尺寸特性有超过125项之多。但是，工程师们只要熟悉其中的30种左右，就能通晓各种螺纹并了解其性能。参见图1、图2、图3(A1，A2和A3页)。另外A40和A41页中图也有助于对本章的理解。螺纹通常是指在内，外圆柱体表面上以螺旋线形式制出沟槽或在内，外圆锥面上按锥螺线形式制出的沟槽而形成的具有均匀截面的凸起。在圆柱体上的螺纹称作直螺纹或圆柱螺纹。在圆锥体或圆锥截体上的螺纹称作圆锥螺纹。外螺纹指螺栓、螺丝和螺柱的螺纹，内螺纹主要指螺母和自攻孔内的螺纹。轴向截面内的螺纹结构称作螺纹牙型(轮廓)，它由牙顶、牙底和牙侧三部分组成。螺纹牙顶和牙底形成尖V字型后所构成的三角形。原始三角形高度(H)J是指牙顶尖到牙底尖的径向测量距离。对于统一螺纹，H为0.866025倍的螺距。H的主要作用是用于计算螺纹设计参数。牙顶和牙底都符合尺寸要求的螺纹为完整(全)螺纹。如果牙顶或牙底成型不完全，称为不完整螺纹。这种螺纹一般发生在螺纹紧固件的末端部和螺纹收尾处，或是在螺母和自攻孔的内倒角面上。螺距(P)是相邻牙对应两点间沿螺纹轴线的测量距离。统一螺纹是根据每英寸的牙数设计的，即每英寸长度内所出现的完整牙数。螺距是每英寸牙数的倒数。对于外螺纹，牙顶处的直径称为大径，牙底处的直径称为小径。对于内螺纹则正好相反牙顶处的为小径，牙底处的为大径。牙侧与垂直于螺纹轴线的夹角称为牙侧角。当两牙侧角的角度相同时，该螺纹为对称螺纹(牙侧角称为牙型半角)。统一螺纹具有30牙侧角，而且是对称的。常称作60螺纹。中径是牙厚与牙槽宽相等位置通过螺纹的理想圆柱的直径。对于理想螺纹，这两个宽度应该相等，均为螺距的一半。对于非理想螺纹，螺纹的实际中径(沿螺纹圆周或轴向任意位置处的测量值)会有变化，这种变化取决于螺纹牙型的实际偏差，此加工偏差要在允许的极限范围之内。因此在实际中，螺纹专家在中径的定义、测量和重要性方面可能会相互矛盾。但是，在螺纹设计和计算，加工刀具和模具生产以及螺纹通止量规和测量中，中径仍然是一个重要参数。“理想”中径是中径圆柱的产物，其轴线就是螺纹轴线。螺纹基本牙型建立了内螺纹和外螺纹的绝对边界。无论内螺纹还是外螺纹，突破了这一边界就会存在潜在的干涉，螺纹可能旋合不良。正是基于这一基本牙型，通过增加基本偏差和公差，来得到螺纹的极限尺寸。基本偏差产生了配合螺纹间的最小间隙(国际公差标准)。即当内、外螺纹加工至其最大实体牙型时，内、外螺纹之间肯定会有一定的间隙。对于紧固件，基本偏差通常用于外螺纹上，即大径、中径和小径的最大值由于基本偏差的存在而小于基本尺寸；内螺纹的最小直径-其最大实体牙型-作为基本尺寸。公差是指为方便加工而允许尺寸变化的规定值。公差为在最大与最小允许极限值之间的变动量。因此，对于外螺纹，其最大实体尺寸减去公差(向螺纹轴线方向移动)定义为其最小实体牙型尺寸。对于内螺纹，其最大实体尺寸加上公差(从螺纹轴线移开)定义为其最小实体尺寸。配合螺纹中，基本偏差与公差的组合决定了配合情况。配合是匹配螺纹间松紧程度的量度。间隙配合可以始终确保装配后的自由转动。过盈配合需要特定的螺纹尺寸限制值以使装配后内、外螺纹间产生过盈力。当外螺纹紧固件装配入内螺纹螺母或自攻孔时，完整螺纹的轴向接触距离为螺纹旋合长度。这些螺纹在径向上的接触距离称作螺纹的接触高度。螺纹旋合长度和接触高度都是计算螺纹强度的重要参数。螺纹系列是几组彼此不同的直径一螺距组合，以特定直径系列和每英寸长度内的牙数来表示。对于紧固件，最常用的螺纹系列有统一粗牙、统一细牙和8牙系列。螺纹的强度-即支持和传递载荷的能力。螺纹强度与四个应力区有关。拉伸应力区是通过螺纹的假定横截面，用于计算紧固件承受拉伸力的载荷。拉伸应力区等同于具有同一材料理论圆柱的横截面积，拉伸试验时，其机械性能承受等同的极限载荷。螺纹牙底区是外螺纹小径处的截面积。螺纹牙底区用于计算横向剪切或扭转力表示的紧固件强度。螺纹剪切区(