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螺紋詳解——類型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用解析
2025-03-22
螺紋是一種用于連接和傳遞動力的機械結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)是一種螺旋形的連續(xù)凸起或凹槽。螺紋廣泛應(yīng)用于機械、建筑、管道、電子等多個領(lǐng)域。以下是關(guān)于螺紋的詳細講解：
一、螺紋的基本概念
螺紋是一種沿著圓柱或圓錐表面螺旋形成的溝槽結(jié)構(gòu)。它由螺紋大徑、小徑、中徑、螺距、牙形角等多個參數(shù)決定。
1. 螺紋的基本參數(shù)
• 螺距（P）：相鄰兩牙對應(yīng)點之間的軸向距離。
• 牙形角（θ）：螺紋側(cè)面與螺紋軸線之間的夾角。
• 大徑（D或d）：外螺紋的大徑為外徑，內(nèi)螺紋的大徑為內(nèi)徑。
• 小徑（d1或D1）：外螺紋的小徑為螺紋溝底的直徑，內(nèi)螺紋的小徑為螺紋頂端的直徑。
• 中徑（d2或D2）：大徑與小徑的平均值，用于計算螺紋的咬合和強度。
二、螺紋的分類
1. 按用途分類
• 普通螺紋：用于一般緊固連接，如螺栓、螺母等。
• 管螺紋：用于管道連接，保證密封性，如G螺紋（55°非密封管螺紋）、R螺紋（60°錐管螺紋）。
• 梯形螺紋：用于傳動機構(gòu)，如絲杠傳動裝置。
• 鋸齒螺紋：單方向受力螺紋，多用于機床絲杠。
• 矩形螺紋：用于精密傳動，如機床絲杠、絲桿升降器。
• 特殊螺紋：如滾珠絲杠螺紋、雙頭螺紋等，適用于特定場合。
2. 按牙型角分類
• 公制螺紋：牙型角60°，常見于全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
• 美制螺紋（UN）：牙型角60°，以英寸表示。
• 惠氏螺紋（BSP）：牙型角55°，主要用于管道連接。
• 鋸齒螺紋：單邊牙型角3°-5°，適用于單方向受力的傳動。
3. 按螺紋方向分類
• 右旋螺紋：順時針方向擰緊（常見）。
• 左旋螺紋：逆時針方向擰緊（用于特殊場合，如氣瓶連接）。
4. 按螺紋結(jié)構(gòu)分類
• 外螺紋：如螺栓、螺桿等。
• 內(nèi)螺紋：如螺母、螺紋孔等。
三、常見螺紋標(biāo)準(zhǔn)
全球各個國家和地區(qū)針對不同用途制定了螺紋標(biāo)準(zhǔn)，常見的有以下幾種：
1. 公制螺紋（ISO 68-1）
• 采用60°牙型角。
• 主要用于機械、汽車、航空等領(lǐng)域。
• 常見規(guī)格：M6×1、M10×1.5、M20×2.5等。
2. 美制螺紋（Unified Thread Standard，UTS）
• 采用60°牙型角，主要以英寸為單位。
• 主要用于北美市場。
• 細牙（UNF）、粗牙（UNC）、特細牙（UNEF）等不同規(guī)格。
3. 管螺紋（BSP和NPT）
• G（BSPP，英制直管螺紋）：55°牙型角，不密封。
• R（BSPT，英制錐管螺紋）：55°牙型角，密封性能較好。
• NPT（National Pipe Thread）：美國標(biāo)準(zhǔn)的錐管螺紋，60°牙型角，適用于氣體、液體密封連接。
4. 梯形螺紋（Trapezoidal Threads, ISO 2901）
• 牙型角30°。
• 主要用于絲杠、升降機等傳動機構(gòu)。
• 常見規(guī)格：Tr20×4、Tr40×7等。
5. 矩形螺紋
• 牙型為矩形，主要用于高精度傳動。
• 具有較高的機械效率，摩擦阻力較小。
四、螺紋的加工方法
1. 車削
• 采用螺紋車刀在車床上加工螺紋。
• 適用于單件或小批量生產(chǎn)。
2. 磨削
• 采用螺紋磨床加工高精度螺紋。
• 適用于高要求螺紋，如滾珠絲杠。
3. 滾壓
• 采用滾壓模具冷加工螺紋。
• 適用于大批量生產(chǎn)，螺紋表面質(zhì)量高，強度好。
4. 攻絲
• 采用絲錐加工內(nèi)螺紋。
• 適用于批量螺孔加工。
5. 擠壓
• 通過塑性變形形成螺紋。
• 適用于高強度螺紋制造。
五、螺紋的檢測
1. 量規(guī)檢測
• 螺紋環(huán)規(guī)（外螺紋檢測）
• 螺紋塞規(guī)（內(nèi)螺紋檢測）
• 螺紋卡規(guī)（螺距檢測）
2. 三針法測量
• 通過三針測量螺紋中徑。
3. 投影儀檢測
• 用光學(xué)投影儀檢測螺紋形狀和尺寸。
六、螺紋的應(yīng)用
• 機械緊固：螺絲、螺栓、螺母。
• 傳動裝置：絲杠傳動。
• 管道連接：氣體和液體密封螺紋。
• 汽車制造：發(fā)動機部件、底盤緊固件
總結(jié)
螺紋在工業(yè)生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，其分類眾多，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。掌握不同螺紋的特性、標(biāo)準(zhǔn)和加工方法，有助于提高機械連接的可靠性和制造精度。
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