螺纹按用途分为两大类,即连接螺纹和传动螺纹。
1、 连接螺纹
连接螺纹有普通螺纹和管螺纹两类,主要用于连接。常用的有四种标准螺纹,即:粗牙普通螺纹、细牙普通螺纹、管螺纹、锥管螺纹。
①普通螺纹的牙型为等边三角形(牙型角为60°)。细牙和粗牙的区别是在大径相同的条件下,细牙螺纹比粗牙螺纹的螺距小。
②管螺纹和锥螺纹的牙型为等腰三角形(牙型角为55°) ,管螺纹主要用于水管、油管、煤气管等的管道连接,管螺纹有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹,它们都是英寸制为单位,并以25.4mm螺纹长度中的螺纹牙数表示螺纹的螺距。
管螺纹又分:
●非密封管螺纹( G),加工内孔螺纹的是管螺纹丝锥加,加工外螺纹的有板牙;
●密封管螺纹( R )精度要求高。密封管螺纹有两种配合方式:圆柱内螺纹与圆锥外螺纹组成“柱/锥”配合;圆锥内螺纹与圆锥外螺纹组成” 锥/锥”配合。
(1)管螺纹的尺寸为管子孔径的近似值,而不是管子外径。1/2 DN15。
(2)管螺纹是每英寸有多少个牙表示牙型的粗细,换算后螺距为小数,如G1“的管螺纹沿轴线上有11个牙,其螺距为25.4除以11为2.309管螺纹多用于管件和薄壁零件的连接,其螺距与牙型均较小。
●公制螺纹用螺距来表示,美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示。
●公制螺纹是60度等边牙型,英制螺纹是等腰55度牙型,美制螺纹为等腰60度牙型。
注:“行内人”通常用”分”来称呼螺纹尺寸,一英寸等于8分, 1/4英寸就是2分,以此类推
2、传动螺纹
传动螺纹用作传递动力或运动的螺纹。常用的有两种标准螺纹。
1)梯形螺纹:牙型为等腰梯形,牙型角为30° ,它是最常用的传动螺纹。与矩形螺纹相比,传动效率略低,但工艺性好,牙根强度高,对中性好。机床的丝杠是利用梯形螺纹来双向传递动力的。螺纹代号用Tr来表示。
2)锯齿形螺纹:一种受单向力的传动螺纹牙型为不等腰梯形, -侧边与铅垂线的夹角为30°,另边为3°,形成33°的牙型角。其牙型锯齿形,代号为B。它只用于承受单向动力,由于它的传动效率及强度比梯形螺纹高,常用于螺旋压力机及水压机等单向受力机构螺纹。
3)矩形螺纹:主要用于力传递,其特点是传动效率较其他螺纹较高,但强度较大,因此应用受到一定限制。
4)模数螺纹:即涡轮蜗杆螺纹,其牙型为40度,它具有传动比大,结构紧凑,传动平稳,自锁性能好等特点主要用于减速装置。
二、螺栓机械性质
1、等级:公制螺栓的强度等级主要有:3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个性能等级。
高强度螺栓的区分及含义:8.8级及以上等级的螺栓统称为高强度螺栓,其余等级螺栓称为普通强度螺栓。
2、螺栓性能等级标号的含义: 螺栓性能等级标号由两部分数字组成,分别代表螺栓的公称抗拉强度值和屈强比值,如性能等级为4.8级的高强度螺栓其含义为:
(1):螺栓材质公称抗拉强度为400MPa级
(2):螺栓材质的屈强比值为0.8
(3):螺栓材质的公称屈服强度为400x0.8= 320MPa级
3、螺栓的机械性能等级主要有以下四种指标:
a、强度指标(抗拉强度、屈服点、 屈服强度、保证应力);
b、硬度指标(维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度、表面硬度);
C、塑性、韧性指标(伸长率、锲负载强度、冲击吸收功、头部坚固性);
d、脱碳层指标(螺纹未脱碳层的最小高度、全脱碳层的最大深度)。
4、名词解释
1)抗拉强度( 6)N/mm:产品单位面积 上所能承受最大抗拉伸力量。是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。
2)保证荷重( SP ) N/mm:依产品的等级和规格对其施以一定负荷,并持续-定的时间,产品能够承受而不发生任何可测得的永久变形。
3)屈服点(6S) N/mm:材料拉伸时,应变增加而应力不增加的点,在一般的低强度产品的拉伸曲线中可显示明显的屈服点,屈服点是材料弹性变形和塑性变形的分界点;在高强度产品的拉伸曲线中没有明显的屈服点,当屈服点不能测定时,允许测量屈服强度的方法代替。
4)屈服强度( yield strength)定义:是金属材料发生屈服现象时的屈服极限亦即抵抗微量 塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用;将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa ,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。
备注:
a、材料的变形分为弹性变形(外力撤销后可以恢复原来形状)和塑性变形(外力撤销后不能恢复原来形状,形状发生变化,伸长或缩短)。
b、当应力超过弹性极限后,进入屈服阶段后变形增加较快 ,此时除了产生弹性变形外 上还产生部分塑性变形。当应力达到b点后塑性应危机剧增加，应力应变出现微小波动这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。
由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。
5)硬度:金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力叫硬度。它是材料性能的一个综合物理量,表示金属材料在各个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力(维氏硬度HV30、布氏硬度HB、洛氏硬度HRB和HRC、表面硬度HV0.3 )。
6)锲负载强度:对六角头、方头(四角)、六角法兰面或内六角螺栓反应施以锲负载试验。即测试产品的头部下方加一锲形块后的抗拉强度,其目的是得到产品的抗拉强度及其头部坚固性。
7)伸长率:(δ) :产品的伸长率即为产品断裂后的伸长量与断裂前的长度的比值
①屈服点
试样在试验过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。
②上屈服点
式样发生屈服而力首次下降前的最大应力。
③下屈服点
当不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小应力。
有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度(yieldstrength)。
8)头部坚固性:将产品装入-带有倾斜孔(倾斜角度,如下图)的支座内,用捶击产品头部,对全牙的螺栓或螺钉,只要未发生掉头现象,即使在第一扣螺纹上出现了裂缝,仍应视为符合本试验要求;半牙产品在头部、支撑面与螺杆过渡圆角处,不应产生任何裂缝。B3098.1且中规定对规格≤M16,并且长度太短而不能进行锲负载试验的螺栓和螺钉执行。
