螺纹知识详解：公制螺纹、英制螺纹、螺纹公差与配合

螺纹是紧固件的核心要素，螺纹的精度和质量直接影响连接的可靠性。本文将详细介绍螺纹的基本知识，包括螺纹类型、参数定义、公差配合等内容，帮助工程师全面了解螺纹技术。

一、螺纹的基本概念

1.1 螺纹的定义

螺纹是在圆柱表面上沿螺旋线形成的具有相同截面的凸起和沟槽。螺纹的主要功能是将旋转运动转换为直线运动，实现连接、传动和密封等功能。

1.2 螺纹的分类

按用途分类：

• 连接螺纹：用于紧固连接，如螺栓、螺母
• 传动螺纹：用于传递运动和动力，如丝杠
• 密封螺纹：用于密封连接，如管螺纹

按截面形状分类：

• 三角螺纹：最常用的螺纹类型
• 梯形螺纹：用于传动
• 锯齿螺纹：用于单向传力
• 矩形螺纹：用于传动

二、公制螺纹

2.1 基本参数

公制螺纹的基本参数包括：

• 大径（d/D）：螺纹的最大直径
• 小径（d1/D1）：螺纹的最小直径
• 中径（d2/D2）：螺纹牙型宽度等于牙槽宽度处的直径
• 螺距（P）：相邻两牙在中径线上对应两点间的距离
• 牙型角（α）：螺纹牙型两侧面间的夹角，公制螺纹为60°

2.2 常用规格

规格	大径(mm)	螺距(mm)	小径(mm)	中径(mm)
M4	4.0	0.7	3.242	3.545
M5	5.0	0.8	4.134	4.480
M6	6.0	1.0	4.917	5.350
M8	8.0	1.25	6.647	7.188
M10	10.0	1.5	8.376	9.026
M12	12.0	1.75	10.106	10.863
M16	16.0	2.0	13.835	14.701
M20	20.0	2.5	17.294	18.376

2.3 粗牙与细牙

公制螺纹分为粗牙和细牙两种：

• 粗牙螺纹：标准螺距，适用于大多数场合
• 细牙螺纹：螺距较小，适用于需要更好密封性、更精确调节的场合

三、英制螺纹

3.1 统一螺纹（UN）

统一螺纹是美国、英国、加拿大等国家使用的螺纹标准，牙型角为60°。统一螺纹的表示方法为：

• UNC：统一粗牙螺纹
• UNF：统一细牙螺纹
• UNEF：统一超细牙螺纹

3.2 管螺纹

管螺纹用于管道连接，主要包括：

• G螺纹：非密封管螺纹（英标）
• NPT螺纹：美国锥管螺纹
• R螺纹：锥管螺纹（英标）

四、螺纹公差与配合

4.1 公差等级

螺纹公差等级表示螺纹的精度。公制螺纹的公差等级：

• 外螺纹：4h、6h、6g、8g等
• 内螺纹：4H、5H、6H、7H等

其中，6g和6H是最常用的公差等级，适用于大多数紧固件。

4.2 配合类型

螺纹配合分为三种类型：

• 间隙配合：内螺纹中径大于外螺纹中径，便于装配
• 过渡配合：间隙或过盈都很小，适用于精密连接
• 过盈配合：外螺纹中径大于内螺纹中径，适用于锁紧

4.3 常用配合

配合类型	外螺纹	内螺纹	应用
普通配合	6g	6H	一般紧固件
精密配合	4h	4H	精密连接
间隙配合	6e	6H	便于装配

五、螺纹检验

5.1 检验方法

螺纹的检验方法包括：

• 综合检验：使用螺纹量规（通止规）检验
• 单项检验：使用螺纹千分尺、三针法等检验单项参数
• 光学检验：使用工具显微镜、投影仪等检验牙型

5.2 常见缺陷

螺纹的常见缺陷包括：

• 螺距误差：相邻螺距或累积螺距超差
• 牙型角误差：牙型角不正确
• 中径误差：中径尺寸超差
• 表面粗糙度：螺纹表面过于粗糙

六、螺纹选用建议

1. 根据用途选择：连接用三角螺纹，传动用梯形螺纹
2. 根据精度选择：一般场合用6g/6H，精密场合用4h/4H
3. 根据标准选择：优先选用国标螺纹
4. 考虑互换性：选择通用性强的螺纹规格

总结

螺纹是紧固件的核心技术，了解螺纹的基本知识、公差配合和检验方法，对于正确选用和使用紧固件非常重要。在实际应用中，应根据具体工况选择合适的螺纹类型、精度等级和配合方式，确保连接的可靠性和互换性。