机械部分
第1章 连接用机械元件
1．螺丝
1.1螺丝的原理
如图1－1所示，在圆筒或者圆锥上绕倾斜角为β的线，在圆筒上会出现螺旋线。沿着该螺旋线，制造出一定形状的沟槽或者突起形成的元件为螺丝，在圆筒的外面有螺丝牙的为阳螺纹，圆筒内部有螺丝牙的称为阴螺纹。
螺丝按阳螺纹和阴螺纹成对使用。
图1－1 螺丝的原理 图1－2 螺丝各部的名称
1.2螺丝的基本参数 （1）螺距（齿距）和导程
螺丝旋转1圈时，螺丝上的一点在轴向上前进的距离称之为导程（螺距）。螺距是指从一个螺丝牙到相邻的一个螺丝牙之间的距离。（也指相邻牙根之间的距离或者相同位置相邻斜面上两点间的距离） （2）螺丝的条数
沿着一根螺旋线制造螺丝制成的螺丝称之为1条螺丝，螺距和导程相等。沿着2根或者以上的等间隔的螺旋线制成的螺丝称之为多条螺丝。多条螺丝的情况下，如果道数为N，那么导程=N×螺距。（参考图1－3） 图1－3
1条螺丝、多条螺丝的螺距和导程
（a）1条螺丝 （b）2条螺丝 （c）3条螺丝
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（3）右旋螺丝和左旋螺丝
指螺旋线的旋转方向，沿轴向看螺丝，如果按顺时针方向旋转，螺丝向远离自己的方向旋转，这样的螺丝称之为右旋螺丝；相反的情况称之为左旋螺丝。一般螺丝几乎都属于右旋螺丝。（参考图1－4）
图1－4 螺丝的拧转方向
（4）螺纹牙
按轴线所在平面，截面螺丝形成的截面图形上出现的牙的形状，通常情况下分为图1－5所示的形状。其中，最常使用的为三角螺丝。用于紧固的螺丝全部为三角螺丝。
方螺纹的摩擦系数较小，螺丝牙强度大，主要用于传递压力，但制作起来较难。 梯形螺纹较方螺丝易于制作，螺丝的强度也较大。
由于生产的精度较高，主要用于工作机械的进给丝杆。锯齿螺丝主要用于只从一个方向作用的较大的力的地方。比如，主要用于压力机、虎钳的紧固螺丝、用于千斤顶螺丝等。
圆螺丝如图所示，其螺纹牙和牙根都较圆，几乎接近半圆形。可以使用薄板生产，主要用于电灯泡的灯座。此外，还用于陶器等易于破损的材料及土木工程用的容易产生灰尘和砂子等部位的螺纹。
图1－5 螺纹牙
如图所示，按顺时针方向旋转，而螺丝会按箭头所指的方向前进的话，为右旋拧。
公制螺纹 惠氏螺纹及管用螺纹 统一螺纹
三角螺纹
方螺纹
其它特殊的螺纹还有如图1－6所示的圆头螺纹。这是在螺旋线的阳螺纹、阴螺纹上都加工有沟槽，在上面安装1串与之接触的滚珠制成的螺纹。滚珠（钢球）在螺纹旋转的同时会滚动，所以设计有滚珠的回动槽。
与滑动接触的普通螺纹相比，摩擦阻力非常小，操作简单，而且齿轨几乎为0，精度较高，最近，被广泛用于工作机械的进给丝杆及汽车方向盘的操作螺纹。
（5）有效直径
对于三角螺纹或者梯形螺纹，沟槽的长度和螺纹牙的长度相等的假设的圆筒的直径称之为有效直径。螺纹的有效直径对于测定螺纹的精度、计算强度等非常重要。一对相互配合的阳螺纹和阴螺纹的有效直径相等。（参考图1－7）
锯齿螺纹
圆螺纹
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图1－6 滚珠螺纹 图1－7 螺纹的有效直径
（6）公制螺纹和英制螺纹
螺纹分公制螺纹及英制螺纹两种。
三角螺纹的情况下，两者比较的结果如表1－1所示。其中，惠氏螺纹在1968年ISO螺纹标准公布后，JIS标准修改时被停止使用。
公制螺纹其螺纹牙角为60°，螺距单位为mm。
英制螺纹，统一螺纹的螺纹牙角为60°，惠氏螺纹为55°，螺距用1英寸距离上的牙数表示。 梯形螺纹方面，公制螺纹的螺纹牙角为30°，螺距采用mm单位；英制螺纹为29°，螺距采用1英寸距离上的螺纹牙数表示。
但，管用螺纹现在仍使用英制式，JIS采用的是螺纹牙角55°。管用螺纹如图1－8所示，其螺纹牙和螺纹根都为圆形，分为1／16的圆锥螺纹和平行螺纹。圆锥螺纹与管的轴线成直角相切。
管用螺纹主要用于煤气管道的配管用螺纹，由于嵌入阳螺纹的阴螺纹的内直径采用英制尺寸，公称直径与阳螺纹的外径不相等，有必要注意。
表1－1 三角螺纹的特征
名称 公制螺纹 特征 螺纹牙角 螺纹牙的牙尖 螺纹牙根 60° 平 圆 统一螺纹 60° 平 圆 惠氏螺纹 55° 平或圆 圆 标准的采用英寸 公称单位 mm 番号或者英寸 细牙的采用mm 螺距单位 mm 1英寸（25.4mm）间的牙数 阳螺纹：3A～1A 等级（左侧精度高） 1级～3级 阴螺纹：3B～1B （标准） 表示例子 （细牙） JIS M10×1 有规定 NO. 8－36UNF 有规定 W18牙14 1968年废止 M6 1／4－20UNC W3／8 2级～4级
1英寸（25.4mm）间的牙数
图1－8 管用螺纹
英制螺纹系列 (b) 锥形螺纹（锥形1／16）
1.3螺纹的命名
螺纹的命名方法，使用表示螺纹种类的记号（JIS规定）、表示螺纹直径的数字及螺距或者1英寸距离上的螺纹牙数，按以下规定命名。 （1）以mm表示螺距的螺纹（公制螺纹系列）
[表示种类的记号] [直径]×螺距
但，如同公制标准螺纹，对于在相同直径上，只规定了1个螺距的螺纹来说，螺距省略。
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（2）用螺纹牙数表示螺距的螺纹（但，统一螺纹除外）（惠氏螺纹等）
[表示种类的记号] [直径] 牙 [牙数]
但，管用螺纹等，对于相同直径只规定1个螺纹牙数的螺纹，省略螺纹牙数。 （3）统一螺纹
[表示直径的数字或者番号]－－[牙数] [表示种类的记号] （4）举例
例1. 左 2条 M50×3 例2. 左 例3. 例4.
M10
－2
左2条 公制细牙螺纹 直径50mm 螺距3mm 2级
－1／2 －2A －A
左1条 公制普通螺纹
直径10mm 阴螺纹2级、阳螺纹1级）
No 4－40UNC PF1／2
螺纹等级
螺纹名称
螺纹的条数（1条的情况下省略） 螺纹的旋转方向（右旋螺纹的情况下省略）
表1－2 表示螺纹种类的记号及螺纹的命名方法举例
分类 一般用途 螺纹的种类 公制普通螺纹 公制细牙螺纹 统一普通螺纹 统一细牙螺纹 30度梯形螺纹 29度梯形螺纹 管用锥形螺纹 锥形螺纹 平行阴螺纹 管用平行螺纹 特殊用途 薄钢电线管螺纹 自行车螺纹 缝纫机螺纹 灯泡螺纹 汽车轮胎气阀螺纹 汽车轮胎气阀螺纹
一般用途 运动用途 表示螺纹种类的记号 M UNC UNF TM TW PT PS PF C BC SM E TV CTV 螺纹命名方法举例 M8 M8×1 3／8－16UNC NO.8－36UNF TM18 TW20 PT3／4 PS3／4 PF1／2 C15 BC3／4 BC2.6 SM1／4牙40 E10 TV8 CTV8牙30
右1条 统一普通螺纹
直径2845mm 每1英寸40牙、2A级） 管用平行螺纹 螺纹牙为标准（14牙／25.4mm 内径1／2 煤气管
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设备保全技能教育手册机械部分P1-158 - 图文
