螺 纹标准

1、螺 纹 标 准 螺纹标准的地位和作用： 螺纹是平凡而重要的如：密封性问题、放松脱问题、强度设计问题以及检验问题； 螺纹刀具和量具的设计问题； 不知如何查找某种螺纹； 等等问题需要大家探讨。 螺纹标准的产生和发展螺纹是人类最早发明的六种简单机械之一。英国人发明螺纹丝杠车床，随后他们发明了丝锥和板牙。世界上最有影响的紧固螺纹有三种，它们是：英国的惠氏螺纹、美国的赛氏螺纹、法国的米制螺纹。世界上最有影响的管螺纹有两种：英国的惠氏管螺纹、美国的布氏管螺纹。一 概 述 螺纹的检测一直是人们探索研究的课题。（1905年英国人泰勒提出了泰勒理论，检测原则。成为紧固螺纹极限量规设计的基本原理。但是存在局限性）

2、现在美国在此方面的研究处于世界领先地位。 管螺纹的密封性能取决于螺纹牙型的准确性（牙顶高、牙低高、牙侧角、螺距）、过盈量（材料性能。上紧方式、有效螺纹的长短）、密封填料的性能和螺纹检验手段。 目前管螺纹标准对此规定得少 为此大企业制定内控指标，作为管螺纹标准得补充。 目前管螺纹标准所控制得主要指标是基准平面位置，它与管螺纹得密封性能关系不大，仅决定了管件装配后其外部轴向尺寸得大小。 螺纹的防松技术受到人们的重视。 螺纹技术的另一研究领域为疲劳强度计算。 螺纹标准的分类(见图) 技术结构：从表明上看，几百种螺纹标准千差万别。 但从技术结构上看，每个螺纹标准必须包含： 牙型 直径与螺距系列 基本尺

3、寸 公差和标记 为了方便使用，螺纹标准还包括：极限偏差及检验信息。二 螺 纹 术 语 GB/T147911993 螺纹术语：六大类 一般术语 与牙型相关的术语 与直径相关的术语 与螺距相关的术语 与配合相关的术语 与公差检验相关的术语 理解与实施 关于“不完整螺纹”、“螺纹收尾”与“有效螺纹” 我国“不完整螺纹”是指牙顶不完整、而牙低完整的螺纹。 它不妨碍螺纹间的相互旋合性，整个“有效螺纹”部分都可以使用。这种“不完整螺纹”仅仅降低了螺纹牙的接触高度和螺纹密封。 美国的“不完整螺纹”则包括了牙低不完整螺纹，其“有效螺纹”包含了“螺纹收尾”部分。因“螺纹收尾”不能与螺纹进行旋合，所以它的有效螺纹

4、长度不是整个都可以使用的。 在计算和使用最小有效螺纹长度时，一定注意各国“不完整螺纹”术语间的差异。 我国“不完整螺纹”定义与ISO及大多数国家的定义一致。 完整螺纹：牙顶和牙底均具有完整形状的螺纹。 有效螺纹：由完整螺纹和不完整螺纹组成的螺纹，不包括罗尾。 关于“基本牙型”、“设计牙型”、“最大实体牙型”、 “最小实体牙型”的关系 “基本牙型”是内、外螺纹共有的理论牙型。基本牙型，是设计牙型的基础。 “设计牙型”是在“基本牙型”的基础上修正而提出的。考虑内、外螺纹使用的不同要求和使用特性（牙侧间隙、牙顶。）所以，内、外螺纹的“设计牙型”有差异，其某些尺寸代号与“基本牙型”的代号不同。设计牙型

5、是基本偏差的起点，它具有基本尺寸。 一种螺纹所具有“最大实体牙型”的个数与其具有基本偏差的个数是相同的。 “设计牙型” 是建立“最大实体牙型” 的参照物（起始点）、。而“最小实体牙型”的个数往往多于“最大实体牙型”的个数，它还与公差等级的个数相关， “最小实体牙型”的个数与公差带的个数相同。 “最大实体牙型”是建立“最小实体牙型”的参照物。 “设计牙型”和“基本牙型”多用于螺纹标准中， “设计牙型”是基本尺寸标准和公差标准的基础，实用性。 “最大实体牙型”和“最小实体牙型”多用于螺纹检测标准，与量规设计紧密相联。 目前，ISO标准和其它螺纹标准中没有“设计牙型”术语，用“基本牙型”或“最大实体

6、牙型”代替如： ISO普通螺纹标准内“基本牙型”代替“设计牙型”定义：基本牙型是基本偏差的起点，它具有基本尺寸。 GB/T192-2003系列标准中没有引入“设计牙型”章节。以牺牲技术体系换取与ISO的采标关系。 “牙型角”、 “牙型半角”和“牙测角”的正确使用 “牙型角”主要用于螺纹识别和称呼；用于螺纹单项参数质量控制和量具设计； “牙型半角”是传统术语，目前用“牙测角”代替。 因“牙型角”和 “牙型半角”与螺纹轴线不发生关系，无法保证螺纹与轴线的垂直要求。 “牙型角”和 “牙型半角”准确的螺纹，有可能它的“牙测角”误差非常大。 在刀、量具、标准中要特别注意， “牙型半角”不能再用。 “螺距

7、”、“导程”、“牙厚”、“槽宽”、与“中经线”的关系 螺纹的“螺距”、“导程”、“牙厚”和“槽宽”都定义在“中经线”上所测量的相应轴向距离（否则会造成测量误差）。 检验人员注意技术要求。 个别螺纹标准的定义不同注意。三 米制紧固螺纹米制紧固螺纹以米制为单位，牙型角60。我国米制螺纹占主导地位。典型的是普通螺纹： GB/T192-2003 普通螺纹 基本牙型 GB/T193-2003 普通螺纹 直径与螺距系列 GB/T196-2003 普通螺纹 基本尺寸 GB/T197-2003 普通螺纹 公差 GB/T2516-2003 普通螺纹 极限偏差 GB/T15756-1995 普通螺纹 极限尺寸 G

8、B/T9145-2003 普通螺纹 中等精度、优选系列的极限尺寸 GB/T9146-2003 普通螺纹 粗糙精度、优选系列的极限尺寸 GB/T1414-1996 普通螺纹 管路系列 GB/T9144-2003 普通螺纹 优选系列 GB/T1167-1996 过渡配合螺纹 GB/T1181-1996 过盈配合螺纹 派生出 GB/T15054.1-2005 小螺纹 牙型 GB/T15054.2-2005 小螺纹 直径与螺距系列 GB/T15054.3-2005 小螺纹 基本尺寸 GB/T15054.4-2005 小螺纹 公差 GB/T15054.5-2005 小螺纹 极限尺寸 GBJ3.1-200

9、3 MJ螺纹 第1部分：螺纹通用要求 GBJ3.2-2003 MJ螺纹 第2部分：螺栓和螺母螺纹 GBJ3.3-2003 MJ螺纹 第3部分：管路件螺纹的极限尺寸JB/T9313-1999 光学仪器特种细牙螺纹ISO965-4:1998ISO965-4:1998理解与实施一.米制紧固螺纹之间的相互关系普通螺纹超细牙过度过盈热镀锌小螺纹航空牙型大径削平高度H/8;小径削平高度H/4相同相同相同相同小径削平高度0.321H小径削平高度5H/16系列标准系列优选系列管路系列特殊螺距系列特殊系列普通螺纹特殊系列普通螺纹优选系列普通螺纹优选系列普通螺纹优选系列略略公差4级9级公差基本偏差G、H、e、f、

10、g和h普通螺纹公差带略略略普通螺纹公差带普通螺纹公差带 1.牙型 小螺纹牙型与普通螺纹牙型是相同的。 航空航天螺纹（MJ）对抗疲劳强度有特殊的要求 2.系列 普通螺纹的 “标准系列”。为降低生产成本，从标准系列挑出最常用的规格作为优选系列。 3.公差带 普通螺纹 ISO普通螺纹公差来源于德国、俄罗斯和美国公差体系的平均和圆整。一般按优选公差选取，以降低刀量具成本。 考虑到方便加工，普通螺纹的顶径公差一般要大于其中径公差 低径的基本偏差一般与其中径的基本偏差相同 内螺纹的公差一般要大于同级外螺纹的公差 短旋合长度和小螺距螺纹一般要采用较严的公差等级 螺纹的顶径公差不能过分地消弱螺纹牙的接触高度

11、小螺纹 为保证其螺纹的接触高度不因内螺纹小径的增大而损失得太多，突破了普通螺纹顶径公差要大于其中径公差设计原则，其外螺纹顶径公差小于对应中径得公差，给小螺纹加工会带来一定得难度。 过渡和过盈配合螺纹 用于双头螺柱的植入端。装配后，要求螺柱的植入端与机体螺纹发生挤压，以保证螺柱在使用中不从机体内脱落出来。两者间的主要差异在于实现锁紧的方式不同（中径公差是否分组）见下表。 过渡配合螺纹为经济型螺纹，而过盈配合螺纹为精密型螺纹。由于普通螺纹为间隙配合螺纹，它无法提供螺纹间的过盈或过渡配合，为此过渡配合螺纹和过盈配合螺纹各自补充规定了两个高精度公差等级和3种螺纹基本偏差。同时，为避免牙底间发生过盈，两

12、者外螺纹的底径没有与其中径取相同的偏差。项目过盈配合螺纹过渡配合螺纹索紧要素一元（中径）两元（中径和辅助结构）中径分组分34组不分组内、外螺纹公差带的相对位置内、外螺纹的最小过盈量要保证在使用中不发生脱落内、外螺纹的最大过盈量要保证在装配中不发生卡死螺纹精度极高较高成本高低应用场合军品民品二.普通外螺纹牙底的变化范围 对8.8级及以下的外螺纹，其牙底的变化范围对应小径削平高度H/8H/4 对8.8级和8.8级以上的外螺纹，其小径的变化范围对应小径削平高度H/7H/6三.小螺纹的外螺纹牙底圆弧半径 小螺纹的外螺纹牙底没有最小圆弧半径限制，因为小螺纹的受力一般不大，其抗疲劳强度不是主要问题。 小螺

13、纹小径处留间隙（ac）的目的是使其外螺纹牙高h 3 =0.56P与普通螺纹的基本牙型高（5H/8=0.54P）相接近四。内螺纹的牙底形状 内螺纹的抗疲劳强度一般不成问题，内螺纹的主要破坏型式是脱扣（剪切强度不够）。所有，标准一般不规定内螺纹的牙底形状和最小圆弧半径要求。其牙底形状取决于刀具牙顶的磨损形状，一般为圆弧形状。五.基本偏差种类 普通螺纹使用G、H、h、g、f、e六种基本偏差 过渡配合螺纹使用H、h、k、km、kj五种基本偏差 热镀锌螺纹使用H、G、AZ、AX、h、a六种基本偏差 小螺纹使用H、G 、h三种基本偏差 航空和航天螺纹主要使用H、h、g三种基本偏差六.镀层度与基本偏差大小的

14、关系 基本偏差可以容纳镀层厚度，以保证螺纹镀层不妨碍内、外螺纹间的装配。 基本偏差的大小要不小于牙侧镀层厚度的4倍。 如果不知道镀层厚度的变化范围，则取基本偏差的大小为牙侧镀层厚度的6倍。 如果要保持大的牙侧接触高度，螺纹顶径基本偏差的大小可以取为镀层厚度的23倍。 注意：在螺纹牙面上，各处的镀层厚度是不一样的。七.热镀锌螺纹的基本偏差配对 外螺纹热镀锌层留容纳间隙有两种方法。 一种方法为外螺纹上留间隙（az）； 另一种方法为在内螺纹上留间隙（AZ或AX）。 但不允许在螺纹副内同时在内、外螺纹上留间隙，以避免螺纹牙的接触强度损失得太多，而超出螺纹设计允许范围。 八.公差理论计算式公差表内数值的

15、关系 ISO的普通螺纹公差来源于德国（M螺纹）、俄罗斯（ M螺纹）和美国（UN螺纹）这三个国家螺纹公差的平均和圆整。九.米制螺纹各公差等级 目前，米制螺纹的公差等级已用到29级，对应的公差由小到大均匀发布。从各级公差的大小成等比数列排列。每升或低三级，其公差值会增大一倍或缩小一半。同等级内、外螺纹的公差之比为1.32.十.紧固螺纹的检验方法 在螺纹公差标准内，一般都给出了沿牙型分布的螺纹公差图。所以多数人认为用量规检验可以保证实际螺纹的尺寸都落在此螺纹公差带范围内，螺纹的质量是有保证的。 事实上，许多质量非常差的螺纹可以通过量规检验而不被发现。存在技术漏洞。 螺纹是一个复杂的空间曲面体，它有许多几何参数构成。从理论上讲，只有对螺纹的每个参数都进行单独测量才能正确地确定螺纹的质量水平。实际上没有必要。 螺纹检验量规的作用： 螺纹通规用于保证内、外螺纹间的可装配性； 螺纹止规希望用于保证保证螺纹件具有一定的抗拉强度。 这种螺纹通、止规优点是： 综合检验螺纹参数，具有较好的经济性对于生产工艺水平较高的企业，使用它可以较好地控制螺纹质量。 这种螺纹通、止规局限性是： 无法知道螺纹尺寸的具体参数，仅知道它位于某个极限范围之内；（如量规尺寸有偏差） 这种检验方法在中国是普遍使用的。 为克服传统通、止量规的不足，提高螺纹的加工质量，工业发达国家已使用螺纹指示量规代替