机械制图-1.1、螺纹（图文教程）

1. 螺纹
    1.1 螺纹的形成、结构和要素

    1.1.1螺纹的形成

    圆柱面上一动点在绕圆柱面作等速转动的同时，又平行于其轴线作等速移动，此动点的运动轨迹即为圆柱螺旋线。如图2-1所示。

图2-1 螺旋线、螺纹的形成

    (1)螺旋线纹的形成：

    一平面图形（三角形、梯形等）沿圆柱或圆锥表面上的螺旋线运动，则此平面图形运动所形成的轨迹（螺旋体）就是螺纹。制在零件外表面上的螺纹叫外螺纹，制在零件孔腔内表面的螺纹叫内螺纹。
    (2)螺纹的加工：
    在车床上车削螺纹，是常见的加工螺纹的一种方法。如图2-2和2-3所示，将工件装 卡在与车床主轴相连的卡盘上，使它与主轴 作等速旋转，同时使车刀沿轴线移动，当刀 尖切入工件达一定深度，就在工件的表面上车制出螺纹。

图2-2 车削外螺纹       图2-3 车削内螺纹

图2-4 加工内螺纹

1.1.2 螺纹的要素

    螺纹的基本要素主要是牙型、直径、螺距、线数和旋向。为了便于设计计算和加工制造，国家标准对有些螺纹的牙型、公称直径和螺距，都作了规定。凡是这三项要求都符合标准的称为标准螺纹；牙型符合 标准，而大径、螺距不符合标准的称为特殊螺纹；牙型不符合标准的称为非标准螺纹,最常见的有方牙螺纹。 下表给出了几种螺纹的分类、代号及用途。 其中，普通螺纹，管螺纹，梯形 螺纹属于标准螺纹，锯齿形螺纹为特殊螺纹。

梯形 锯齿形 三角形 图2-5 螺纹的牙型

(2)直径：

    螺纹的直径有大径，小径个中径。螺纹大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，用d(外螺纹)或D(内螺纹)表示；螺纹的小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面 的直径，用d1(外螺纹)或D1(内螺纹)表示。螺纹的中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线(称为中径线)通过牙型上沟槽和凸起相等的地方，此圆柱称为中径圆柱，用d2(外螺纹)或D2(内螺纹)表示。如 图2-6所示。

 图2-6 螺纹的直径

(3)线数n: 如图2-7所示，螺纹有单线和多线之分。沿一条螺旋线所形成的螺纹为单线螺纹。连接用普通螺纹、管螺纹多采用单线螺纹。沿两条或两条以上，在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为多线螺纹。 多线螺纹旋进速度高，传动效率快，因此多用于传动螺纹。

(a)单线螺纹 (b)双线螺纹 图2-7 螺纹的线数、导程和螺距 

 (4)螺距P和Ph导程: 相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为螺距，用符号来P表示。同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为导程，用来Ph表示。对于单线螺纹其导程等于螺距，即Ph=P；多线 螺纹的导程等于线数乘螺距，即Ph=nP，在图2-7(b)中，其螺纹是双线螺纹，故导程等于螺距的2倍，即Ph=2P。

 (5)旋向： 螺纹有左旋和右旋之分。如图2-8所示，若螺纹是顺时针方向旋入的，则称右旋螺纹；逆时针方向旋入的，则称左旋螺纹。工程上常用右旋螺纹。

图2-8 螺纹的旋向

1.1.3 螺纹的结构

    螺纹末端: 为了便于安装和防止螺纹起始圈损坏，通常将螺纹的末端作成规定的形状，如倒角、圆角等，如图2-9所示。

图2-10 退刀槽、45°倒角和螺纹长度的尺寸注法

     螺纹按用途可分为连接螺纹和传动螺纹,前者起连接作用,后者用于传递运动和运动。常用螺纹如下: 

 (1)普通螺纹: 其公称直径指螺纹大径D或d。普通螺纹的直径、螺距，可查附表2。同一公称直径的普通螺纹，其螺距分为粗牙（一种）和细牙（一种或几种）。粗牙一般用于紧固连接，具有较好的连接强度； 细牙多用于细小的精密零件、薄壁零件，有较好的密封性和微调性。设计时应根据使用要求确定螺距为粗牙或细牙。

 (2)梯形螺纹: 梯形螺纹的公称直径指外螺纹的大径d。用于传动的梯形、锯齿形螺纹，为了保证传动的灵活性，必须使内外螺纹配合后留有一定的径向保证间隙，因此内、外螺纹具有相同的中径（D2=d2） 而各具不同的大径和小径，注意螺纹的公称直径是指外螺纹的大径d而不是内螺纹的大径D4。梯形螺纹的基本尺寸见附表3。

 (3)管螺纹: 管螺纹包括圆柱管螺纹和圆锥管螺纹等，它们的公称直径都是指刻有外螺纹的管子孔径的近似值。公称直径（即管子孔径）一律用英寸而不用毫米表示，如公称直径1即为管子通孔直径是1 英寸（而决不是1mm）圆柱管螺纹和圆锥管螺纹的基本尺寸见附表4。 非螺纹密封的管螺纹 指在管道连接中采用圆柱内、外管螺纹旋合连接。这种连接本身不具有密封性，一般靠压紧被连接件螺纹外的密封面或在密封面间添加密封物（如密封专用塑胶带等） 使其连接具有密封性。 用螺纹密封的管螺纹 指在管道连接中采用圆锥管螺纹旋合连接，这种连接在旋紧后本身即具有密封性，它不仅适用于管子及管接头，也适用于旋塞、阀门和其他螺纹连接的附件。由于圆锥管 螺纹的锥度很小（1∶16），所以在旋合长度不大时可将圆锥外螺纹旋入圆柱内螺纹取得密封性。 常用的连接形式有：圆锥外螺纹与圆锥内螺纹旋合连接；圆锥外螺纹与圆柱内螺纹旋合连接。
1.3 螺纹的规定画法

    如按螺纹的真实形状投影画图，繁琐且无必要。国家标准规定了螺纹的简单实用的图示方法。

1.3.1内、外螺纹的规定画法

 (1)外螺纹: 螺纹牙顶所在轮廓线(即大径)画成粗实线；螺纹牙底所在的轮廓线(即小径)话画成细实线。小径通常近似取0.85倍的大径数值画出。 在平行于螺纹轴线的视图中，螺杆上的细实线应画入倒角部分；在垂直于螺纹轴线的视图上，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈，此时倒角的投影圆省略不画，如图2-11(a)、(b)所示。

  (a)外螺纹画法 (b)外螺纹剖开画法 

 图2-11 外螺纹的规定画法 

(2)内螺纹: 在剖视图中，螺纹牙顶所在的轮廓线(即小径)画成粗实线；螺线牙底所在的轮廓线(即大径)画成细实线，如图2-12(a)。当不剖开时，一般大径与小径的不可见投影均可不画出，必要时则 全部画成细虚线。在垂直于螺纹轴线的视图上，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈，此时倒角的投影图省略不画，如图2-12(b)所示。

 (a)内螺纹剖开画法 (b)内螺纹不剖时画法 

 图2-12 内螺纹的规定画法

3)完整螺纹的终止线(简称螺纹终止线)用粗实线画出(如图2-11b，图2-12a)。当外螺纹剖开时，终止线只画一小段粗实线(如图2-11，a)。 4)内、外螺纹的倒角在垂直于螺纹轴线的视图中，为了不影响大、小径的表达，规定不画倒角投影的圆。 5)圆锥形螺纹画法如图2-13所示，在垂直于螺纹轴线的视图上，只应画出一个3/4圈细实线圆。 

     (a)外螺纹画法 (b)内螺纹画法 图2-13 圆锥形螺纹画法 

6)螺孔与螺孔以及螺孔与孔相交时，其画法如图2-14所示。

 图2-14 螺孔与螺孔以及螺纹与孔相交的画法 

7)零件上只有部分螺纹时，其画法如图2-14所示。在垂直于螺纹轴线的视图上，表示螺纹牙底的细实线也应空出约1/4。

图2-15 部分螺纹画法 

     旋合部分按外螺纹绘制，非旋合部分按各自的规定画法绘制(图2-16)。注意：表示大、小径的粗实线和细实线应分别对齐。当需要表示牙型时，可用局部剖视图(图2-16，b)或局部放大图(图2-20)表达。

(a) (b) 图2-16 旋合螺纹的画法

    螺纹按规定画法画出后，图中还不能表明牙型、公称尺寸、螺距、线数和旋向等螺纹要素，也未注明螺纹的公差或精度等级，所以必须在图中用规定标记对螺纹进行标注。

 1.4.1螺纹的规定标记 

 (1)普通螺纹的规定标记：

 普通螺纹的规定标记由螺纹代号-螺纹公差带代号-螺纹旋合长度代号三部分组成。 螺纹代号: 由表示普通螺纹特征代号的字母M和普通螺纹的直径×螺距以及旋向三方面构成。

 螺纹公差带代号: 由代表公差等级的数字和代表公差带位置的字母组成，大写字母表示内螺纹，小写字母表示外螺纹。普通螺纹公差带代号是指螺纹的中径公差和顶径（指外螺纹大径和内螺纹小径）公差代号，如果中径公 差和顶径公差代号相同，则标注一个代号。 螺纹旋合长度: 分短（S）、中（N）、长（L）三种。为了使螺纹标记简单醒目，可将常用的粗牙普通螺纹的螺距、右旋和中（N）等旋合长度在规定标记中省略标注。其标注形式顺序如下：

 由上述规定标记可知：(a)表示该螺纹为粗牙普通螺纹，公称直径为10mm，右旋，外螺纹中径公差带为6g，旋合长度为N组；(b)表示螺纹为细牙普通螺纹，公称直径为20mm，螺距为2mm，左旋，内螺纹中径、 小径公差带皆为7H，旋合长度为L组。

(2)梯形螺纹的规定标记： 梯形螺纹的规定标记与普通螺纹的规定标记略有区别：其中螺纹代号是由表示梯形螺纹特征代号的字母Tr，表示梯形螺纹直径(指外螺纹大径)×螺距及旋向代号三方面内容构成。梯形螺纹公差带代 号是指内、外螺纹的中径公差带。长度仅有中(N)、长(L)两组。为了使螺纹标记简单醒目，当选用梯形螺纹为右旋和中(N)旋合长度时，在规定标记中可省略标注。但选用梯形螺纹为左旋时，必须标注出 旋向代号：“LH”。 其标注形式如下：

(a)表示该螺纹为单线梯形螺纹，公称直径为16mm，螺距为4mm，右旋，中径公差带为7H，旋合长度为N组；

(b)表示螺纹为双线梯形外螺纹，公称直径为24mm，导程为10mm，螺 距为5mm，左旋，中径公差带为7e，旋合长度为L组。
(3)圆柱管螺纹的规定标记： 

     圆柱管螺纹的规定标记由螺纹特征代号、公称直径、公差带代号组成。其中圆柱管螺纹种类用字母G表示；公称直径是指外螺纹管子的孔径。公差等级代号：对外螺纹分A、B两中省略标注；当选用 圆柱管螺纹为左旋时，必须标出旋向代号“LH”。其标注形式如下：

 由上述规定标记可知：

(a)表示该螺纹为圆柱管螺纹的内螺纹，公称直径是指外螺纹管子的孔径为1in,右旋螺纹；

(b)表示螺纹为圆柱管螺纹的外螺纹，公称直径是指外螺纹管子的孔径11/2in ,公 差等级为A级，左旋螺纹。
1.4.2 规定标记在螺纹图样上的注法 

(1)公制螺纹的标记必须注在螺纹的大径上,如图2-17所示。

2-17 螺纹的标注

 (2)英制管螺纹、锥管螺纹及锥螺纹因其公称直径是管子的通孔直径而不是螺纹大径，因此应从螺纹外径上用指引线引出标注(图2-18，a、b、c)，而不能按图2-18(d)的方法标注。

(a) (b) (c) (d)

 图2-18 管螺纹的标注 

(3)特殊螺纹的标注见图2-19。非标准螺纹则必须画出牙型，并标注出与结构有关的全部尺寸(图2-20)。 

  图2-19 特殊螺纹的标注 

 图2-20 非标准螺纹的标注 

 (4)旋合螺纹的标注 

 1)普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹以及其余大多数螺纹(管螺纹除外)在旋合连接的装配图中的标注，由于内、外螺纹的公差代号相同，所以共用一个螺纹代号标出。但内外螺纹的公差代号，则需分别记出， 且用斜线分开，前面是内螺纹公差带代号，后面是外螺纹公差带代号，如M16-6H/6g、Tr40×7-6H/5g等。 在图样中的标注如图2-21所示。 

 2)管螺纹 (包括圆柱管螺纹和圆锥管螺纹) 的旋合装配形式有三种，且圆锥管螺纹的锥度很小，装配形式很难从图样画法上确定，所以旋合管螺纹的内、外旋合尤为重要。国家标准规定管螺纹在旋合装配时 必须将内、外螺纹的标记均注出，且用斜线分开(内螺纹在前，外螺纹在后)。管螺纹旋合装配时，在图样上的标注如图2-16(a)及图2-22所示。

图2-21 旋合螺纹的标注 图2-22 旋合管螺纹的标注