美制螺纹标准手册.doc

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螺纹一般状况:
螺纹提供紧固件使之能作负荷之转移.
1何谓螺纹:所谓螺纹即为在一圆柱物体上作出突起之螺旋山状物,外螺纹适用于螺栓,
螺丝及螺桩,内螺纹适用于螺帽及螺纹孔.
2螺纹之组成:主要分为三部份螺峰,,螺纹部底端
称为螺谷,
高H,螺峰与螺峰之距离为螺距P,在UN螺纹方面H=(假设状况螺峰与螺
谷均为V字型尖锐端).
3完全与不完全螺纹:螺纹同时具有螺峰及螺谷之完整形状时称为完全螺纹,若螺谷或螺
峰未完全成型则称为不完全螺纹.
4螺距:螺距P即垂直于螺丝(帽)
螺纹系统中,通常以每寸几个螺纹表示.
5大径及小径:在外螺纹系统中,螺峰之外径称为大径,
则正好相反,螺峰之内径为小径,螺谷之外径为最大径.
6螺腹:螺腹与轴部所成之角度称为螺腹角(FlankAngle),轴部双边角度相等者称为对称,
在UN螺纹系统中,螺腹角通常为30度且对称,:,此点正好
,此点可能位于中点附近之任一点,视实际制造状况而
定.
8裕度:
紧固件而言,裕度通常由外螺纹提供,这表示外螺纹之大径,有效径,小径均需比基本螺
纹型为小.
而内螺纹之三径则等于基本螺纹型.
9制造公差:,其公差
为上限减去公差即为下限,内螺纹则正好相反.
10螺纹长及结合深度:紧固件结合时,外螺纹部之完全螺纹部之轴距为其螺纹长,旋进内
螺纹之距离为其结合深度,:螺距一般以每寸几个螺纹表示,常用有英制统一粗螺纹,细螺纹及8-:

结合互相松脱时之强度应力面积.
螺纹选择:
螺纹选择之三要素:螺纹型式,螺纹数及等级.
1螺纹型式:IFI所承认之螺纹型式共有三种:UN,UNR,,不同
之处仅在螺谷处.
:UN螺纹型为最早之设计,外螺纹螺谷为平底或圆底均可.
:
目前要要,1””以上之无法滚制螺纹而需切制时,需
UNR螺纹仍需声明,否则应以UN螺纹为主.
:UNK螺纹与UNR螺纹几乎完全相同,具有相同之公差配合及螺谷半径公
差,其不同点就在于UNK螺纹强制必需检查及保证螺谷半径必需符合公差限制,UNK
螺纹成为六角孔承窝螺丝及六角孔固定螺丝之标准.
:UNJ螺纹为目前最适用之螺纹型式,因为其对疲劳应力之抵抗超过其它型

距.
螺纹配合:
,UN内螺纹不能配合UNJ外螺纹,UNJ内螺纹可配合UN,UNR及UNJ外螺纹,但配合UN及UNR螺纹时必须小心行之.
:UN螺纹不强制必需有螺谷半径,其螺谷可以是平的,UNR之螺
,,很难相信这小
小之差别会有多重要,
拉强度,此为一个相当简单之几何原理,当螺谷半径增加时,螺谷径及抗拉强度面积亦
会加大,
暴露于长期动态之产品寿命影响很大,其动态应力之计算应包括所有之摇动,震动,撞
击,冲压等力量以至于应力之计算是如此困难,但寻求更耐耗磨之产品之努力却不能
停止,直至改良其螺谷半径后,此问题才告解决,螺谷半径越大,:螺纹数与螺距及直径有关,英制统一螺纹之螺纹距表示为每寸几个螺纹,英
制统一螺纹共有11种规范,但其中较重要者有三:粗螺纹(CoarseUNC),细螺纹(Finc
UNF)及8螺纹(8–UN).UNC螺纹为惠勒氏(Whitworth)于19世纪中叶发展而出,他选择
该系螺纹之理由为当时之制造技术仅能提供类似之螺纹产品,但时至今日,随着制造技术
之改良及精进,已能制造出更精确之精制螺纹,于是又加进UNF细螺纹一种以满足各项需
.
:
螺纹有1A,2A,3A三种,内螺纹亦有1B,2B,
程度,级数越高,配合之松紧度越紧.
另外尚有一种5级螺纹,其内螺纹及外螺纹无配合公差,当外螺纹旋入内螺纹时,其相互咬紧而无空隙存在,请参考ANSI/-75页.
级数1A及1B:
”,事实上,北美地区使用此级之紧固件比率还不到千分之一.
级数2A及2B:
级数2A及2B之螺纹是目前使用最广之级数,几乎90%以上之紧固件均使用本级数,对制造和经济性而言,此为最适当之级数.
级数3A及3B:
.
螺纹配合之观念:
"-13UNC螺纹之各级数相关性.
1B螺纹2B螺纹3B螺纹内螺纹
.4597
.4565
195%
2A螺纹130%.4548
%
2A螺纹

30%2A螺纹之配合公差75%
.
150%.4463

.4411
1A螺纹2A螺纹3A螺纹外螺纹
强度:
螺纹配合之强度决定于足够的螺纹长结合深度及长度.
,防松能力越好.
表面处理:
.
,但3A螺纹因为没有配合公差,所以表面处理时必需特别小心以免
造成无法组合.
高温状况:
当紧固件长其暴露在高温(通常在500度F以上)时,就必需加大配合公差以避免磨损情
形发生.
表1螺纹强度面积表
AsArASsAsn尺寸抗松应力面积
螺纹距抗拉强度面积抗剪应力面积(平方寸/寸)螺纹系列平方寸平方寸外螺纹内螺纹
2A3A2B3B0-------------------28-----
AsArASsAsn尺寸抗松应力面积
螺纹距抗拉强度面积抗剪应力面积(平方寸/寸)螺纹系列平方寸平方寸外螺纹内螺纹
2A3A2B3B3/8----------------.-1/8--1/8--1/4--1/4--3/8--3/8--1/2--1/2-
AsArASsAsn尺寸抗松应力面积
螺纹距抗拉强度面积抗剪应力面积(平方寸/寸)螺纹系列平方寸平方寸外螺纹内螺纹
2A3A2B3B1-5/8--3/4--3/4--7/8--4-1/
2--1/4-4-1/-1/4--1/2--1/2--3/4--3/4----1/4--1/4--1/2--1/2--3/4--3/4--
4-,65,6
备注:
1在英制统一螺纹中,1-12UNF系细螺纹螺纹之规范,1-14UNS系一种径/距混合制,在美国,
通常使用1-14UNS螺纹.
222As=(D-)3Ar=(D-)
As:抗拉强度应力面积Ar:抗剪应力面积
D:基本螺纹径D:基本螺纹径
n:每寸螺纹数n:每寸螺纹数
4ASs=[1/2n+(Esmin-Knmax)]
ASs:外螺纹抗松应力面积Le:螺纹作用长度
n:每寸螺纹数
Knmax:外螺纹螺谷径上限Esmin:外螺纹有效径下限5ASn=[1/2n+(Dsmin-Enmax)]
ASn:内螺纹抗松应力面积Le:螺纹作用长度
n:每寸螺纹数Dsmin:内螺纹最大径下限
Enmax:内螺纹有效径上限
6Kn,Es,Ds,En值请参照ANSI/-38页.
运送处理:
大多数之紧固件在使用前均需运送处理,此因螺纹(外螺纹)很容易受损之故.
展延性:
低及中级强度之紧固件配上2A螺纹有相当好之展延性,此因其具有配合公差及较大之公差范围使得螺纹更具弹性.
高强度之紧固件具有低展延性,需配合较严格之螺纹.
震动:
螺纹配合度越佳,因震动所导至螺纹松动之危险性越低,易言之,防松性视其螺纹配合性而言.