螺纹量规的基本知识及各种螺纹的计算公式

螺纹量规的基本知识及各种螺纹的计算公式

一、螺纹量规的基本知识

螺纹量规是检验螺纹是否符合规定的量规。螺纹塞规用于检验内螺纹，螺纹环规用于检验外螺纹。

螺纹是一种重要的、常用的结构要素。螺纹主要用于结构联结、密封联结、传动、读数和承载等场合。从一般使用条件到恶劣条件（高温、高压、严重腐蚀），从粗糙级别到很静谧，总之应用广泛。

1. 普通螺纹（又称美制螺纹或公制螺纹）M

2. 美标统一螺纹它又UNC,UNF,UNEF,UN,UNS系列

3. 非螺纹密封的管螺纹（旧标称圆柱管螺纹）

4. 梯形螺纹

5. 其他螺纹

NPSM-美国标准机械联结用直管螺纹：这些内外螺纹用于内部无压力的自由机械联结，产品有直管通止环塞规检验。

NPSL-美国标准锁紧螺母用直管螺纹：这些内外螺纹用于防送螺纹的机械配合。

NH-美国标准消防栓螺纹：这些内外螺纹用于消防栓、花园水龙、化工及升降机等。 -

NPSH-美国标准软管联结用螺纹：这些内外螺纹用于蒸气、空气、水及其他标准管接螺纹连接的地方。

NPSC-美国标准管接用直管螺纹：管接头与内直管螺纹牙形相同，当其外锥螺纹NPT进行密封填料的装配时经扳手旋紧，通常均能构成密封联结，多用于低压管路系统。

NPSF-美国标准油路干密封螺纹：这些内螺纹用于软材料或球墨铸铁件上不用密封与NPTF外螺纹装配。

NPSI-美国标准干密封中间螺纹：这些内螺纹用于硬材质或脆性材质与PTF-SAE短外螺纹的装配，但也可以用于NPTF外螺纹全长度装配。

二、气瓶专用锥度量规

气瓶专用锥度螺纹用于各类钢瓶（如氧气瓶、煤气罐、乙炔气瓶等）瓶体与阀门的连接。螺纹连接的锁紧与密封的可靠程度是生产和使用过程中，保证安全的主要因素。

可供PZ19.2PZ19.8PZ27.8PZ39锥度螺纹环规、塞规、丝锥

三、米制梯形螺纹Tr

梯形螺纹主要用于传动（进给和升降）和位置调整装置中，在机械行业有着广泛的使用。一般用途米制梯形螺纹的公差采用了米制普通螺纹的公差制，对螺纹的导程（螺距）

和亚测角等单项参数没有规定单独的公差值。所以这种梯形螺纹不适用于对传动精度有较高要求的精密传动螺纹。精密传动梯形螺纹需在一般梯形螺纹标准的基础上补充规定螺纹单项参数公差。

梯形螺纹也可以用于紧固连接场合。可供ACME螺纹及米制锯齿形螺纹量规

四、紧固螺纹（UN、UNR、UNJ、M和MJ）的美制检测体系

由于螺纹检测领域存在许多认识误区、一定的风险和经济性的要求，给螺纹产品验收带来许多麻烦，给机械产品质量埋下许多隐患。为从根本上扭转这种被动局面，美国在螺纹检测方面进行了大量技术研究，提出了紧固螺纹检测体系标准（ASME标准）和60º螺纹量规测量的不确定度数据（ASME技术报告）。美国的螺纹加工和检测技术居世界领先，今后世界其他国家会借鉴美国的经验，制定自己国家的螺纹检测体系标准，以提高本国螺纹的产品质量。如果我国广大技术人员能够尽快学习和掌握这套螺纹检测体系技术，我国的螺纹产品质量将会迅速提高，摆脱粗糙螺纹生产的局面。

从美国螺纹检测体系还可以学到美国一些先进螺纹加工技术。例如，利用差示指示量规检测技术，可以提高机床和刀具的调整精度，加工出接近理论正确尺寸的螺纹。同时，刀具的寿命也会有所增加。

五、螺纹的计算公式手机

一、 60°牙型的外螺纹中径计算及公差（国标GB 197/196）

a. 中径基本尺寸计算：螺纹中径的基本尺寸=螺纹大径-螺距×系数值。

公式表示：d/D-P×0.6495

例：外螺纹M8螺纹中径的计算

8-1.25×0.6495=8-0.8119≈7.188

b. 常用的6h外螺纹中径公差(以螺距为基准)。

上限值为“0”，下限值为P0.8-0.095、P1.00-0.112、P1.25-0.118、P1.5-0.132、P1.75-0.150、P2.0-0.16、P2.5-0.17

上限计算公式即基本尺寸，下限值计算公式d2-hes-Td2即中径基本尺寸-偏差-公差。

M8的6h级中径公差值：上限值7.188；下限值：7.188-0.118=7.07。

C.常用的6g级外螺纹中径基本偏差: (以螺距为基准)。

P0.80-0.024、P 1.00-0.026、P1.25-0.028、P1.5-0.032、P1.75-0.034、P2-0.038、P2.5-0.042

上限值计算公式d2-ges即基本尺寸-偏差

下限值计算公式d2-ges-Td2即基本尺寸-偏差-公差

例M8的6g级中径公差值：上限值：7.188-0.028=7.16 下限

值:7.188-0.028-0.118=7.042。

注：①以上的螺纹公差是以粗牙为准，对细牙的螺纹公差相应有些变化，但均只是公差变大，所以按此控制不会越出规范界限，故在上述中未一一标出。

②螺纹的光杆坯径尺寸在生产实际中根据设计要求的精度和螺纹加工设备的挤压力的不同而相应比设计螺纹中径尺寸加大0.04—0.08之间，为螺纹光杆坯径值，比如公司的M8外螺纹6g级的螺纹光杆坯径实在7.08—7.13即在此范围。

③考虑到生产过程的需要外螺纹在实际生产的未进行热处理和表面处理的中径控制下限应尽量保持在6h级为准。

二、 60°内螺纹中径计算及公差(GB 197 /196)

a. 6H级螺纹中径公差(以螺距为基准)。

上限值：P0.8+0.125 P1.00+0.150 P1.25+0.16 P1.5+0.180

P1.25+0.00 P2.0+0.212 P2.5+0.224

下限值为”0”,

上限值计算公式2+TD2即基本尺寸+公差。

例M8-6H内螺纹中径为：7.188+0.160=7.348 上限值：7.188为下限值。

b. 内螺纹的中径基本尺寸计算公式与外螺纹相同。

即D2=D-P×0.6495即内螺纹中径螺纹大径-螺距×系数值。

c. 6G级螺纹中径基本偏差E1(以螺距为基准)。

P0.8+0.024 P1.00+0.026 P1.25+0.028 P1.5+0.032

P1.75+0.034 P1.00+0.026 P2.5+0.042

例：M8 6G级内螺纹中径上限值：7.188+0.026+0.16=7.374

下限值：7.188+0.026=7.214

上限值公式2+GE1+TD2即中径基本尺寸+偏差+公差

下限值公式2+GE1即中径尺寸+偏差

三、 外螺纹大径的计算及公差(GB 197/196)

a. 外螺纹的6h大径上限值即螺纹直径值。

例M8为φ8.00上限值公差为”0”。

b. 外螺纹的6h级大径下限值公差(以螺距为基准)。

P0.8-0.15 P1.00-0.18 P1.25-0.212 P1.5-0.236 P1.75-0.265

P2.0-0.28 P2.5-0.335

大径下限计算公式：d-Td 即螺纹大径基本尺寸-公差。

例：M8外螺纹6h大径尺寸：上限为φ8,下限为φ8-0.212=φ7.788

c. 外螺纹6g级大径的计算与公差。

6g级外螺纹的基准偏差(以螺距为基准)

P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034

P2.0-0.038 P2.5-0.042

上限计算公式 d-ges 即螺纹大径基本尺寸-基准偏差

下限计算公式 d-ges－Td 即螺纹大径基本尺寸-基准偏差-公差

例：M8 外螺纹6g级大径 上限值φ8-0.028=φ7.972。

下限值φ8-0.028-0.212=φ7.76

注：①螺纹的大径是由螺纹光杆坯径及搓丝板/滚丝轮的牙型磨损程度来决定的，而且其数值在同样毛坯及螺纹加工工具的基础上与螺纹中径成反比出现即中径小则大径大，反之中径大则大径小。

②对需进行热处理和表面处理等加工的零件，考虑到加工过程的关系实际生产时应将螺纹大径控制在6h级的下限值加0.04mm以上，如M8的外螺纹在搓(滚)丝的大径应保证在φ7.83以上和7.95以下为宜。

四、 内螺纹小径的计算与公差

a. 内螺纹小径的基本尺寸计算(D1)。

螺纹小径基本尺寸=内螺纹基本尺寸-螺距×系数

例：内螺纹M8的小径基本尺寸 8-1.25×1.0825=6.646875≈6.647

b. 内螺纹6H级的小径公差(以螺距为基准)及小径值计算。

P0.8 +0. 2 P1.0 +0. 236 P1.25 +0.265 P1.5 +0.3 P1.75 +0.335

P2.0 +0.375 P2.5 +0.48

内螺纹6H级的下限偏差公式D1+HE1即内螺纹小径基本尺寸+偏差。

注：6H级的下偏值为“0”

内螺纹6H级的上限值计算公式=D1+HE1+TD1即内螺纹小径基本尺寸+偏差+公差。

例：6H级M8内螺纹小径的上限值 6.647+0=6.647

6H级M8内螺纹小径的下限值 6.647+0+0.265=6.912

c. 内螺纹6G级的小径基本偏差(以螺距为基准)及小径值计算。

P0.8 +0.024 P1.0 +0.026 P1.25 +0.028 P1.5 +0.032 P1.75 +0.034

P2.0 +0.038 P2.5 +0.042

内螺纹6G级的小径下限值公式=D1+GE1即内螺纹基本尺寸+偏差。

例：6G级M8内螺纹小径的下限值 6.647+0.028=6.675

6G级M8内螺纹小径的上限值公式D1+GE1+TD1即内螺纹基本尺寸+偏差+公差。

例：6G级M8内螺纹小径的上限值是6.647+0.028+0.265=6.94

注：①内螺纹的牙高直接关系到内螺纹的承载力矩的大小，故在毛坯生产中应尽量在其6H级上限值以内。

②在内螺纹的加工过程中，内螺纹小径越小会给加工具——丝锥的使用效益有所影响，从使用的角度讲是小径越小越好，但综合考虑时一般采用小径的在中限至上限值之间，如果是铸铁或铝件时应采用小径的下限值至中限值之间。

③内螺纹6G级的小径在毛坯生产中可按6H级执行，其精度等级主要考虑螺纹中径的镀层，故只在螺纹加工时考虑丝锥的中径尺寸而不必考虑光孔的小径。

五、 分度头单分度法计算

单分度法计算公式：n=40/Z

n：为分度头应转过的转数；Z：工件的等分数；40：分度头定数

例：铣削六方的计算，代入公式: n=40/6

计算：①化简分数：找出最小约数2进行约分，即将分子分母同时除以2得20/3，分数的同时缩小其等分不变。

②计算分数：此时要看分子与分母的数值而确定；如分子此分母大时进行计算。

20÷3=6(2/3)即n值，也即分度头应转过6(2/3)转。此时的分数已变成带分数；带分数的整数部份6为分度头应转过6整圈，带分数的分数2/3则只能是转一圈的2/3，此时又须重新计算。

③分度板的选用计算：不足一圈的计算须借助分度头的分度板来实现。计算时第一步将分数2/3进行同时扩大。例：如果同时扩大14倍时的分数为28/42；如同时扩大10倍时，分数为20/30；如同时扩大13倍时的分数为26/39……扩大分门倍数的多少要根据分度板的孔数来选择。

此时应注意：

①选择分度板的孔数一定能被分母3整除。如前面举例中的42孔是3的14倍，30孔是3的10倍，39是3的13倍……

②分数的扩大必须是分子分母同时扩大其等分不变，如举例中的

28/42=2/3×14=(2×14)/(3×14);20/30=2/3×10=(2×10)/(3×10)；

26/39=2/3×13=(2×13)/(3×13)

28/42分母42即采用分度数的42孔进行分度；分子28即在上轮的定位孔上向前再转过28孔即29孔上为本轮的定位孔；20/30是在30孔分度板向前再转过10孔即11孔上为本轮的定位孔，26/39是在39孔的分度板向前再转26孔即27孔上为本轮的定位孔。

铣六方(六等分)时即可采用42孔，30孔，39孔等被3整除的孔作为分度：其操作是手柄转整6圈后，再分别在上轮的定位孔上向前再转28+1/ 10+1 / 26+!孔的29/11/27孔上作为本轮的定位孔。

例2：铣 15齿的齿轮计算。

代入公式：n=40/15

计算 n=2(2/3)

是转2整圈再选被3整除的分度孔如24，30，39，42，51，54，57，66等孔板上再向前转过16，20，26，28，34，36，38，44加1孔即17，21，27，29，35，37，39，45孔作为本轮的定位孔。

例3：铣 82齿的分度计算。

代入公式: n=40/82

计算 n=20/41

即只要选41孔的分度板,在上轮定位孔上再转过20+1即21孔作为本轮的定位孔便是。

例4：铣51齿的分度计算

代入公式 n=40/51由于此时分数无法计算则只能直接选孔,即选51孔的分度板,在上轮定位孔上再转过51+1即52孔作为本轮的定位孔即是。

例5：铣 100齿的分度计算。

代入公式 n=40/100

计算 n=4/10=12/30

即选30孔的分度板，在上轮定位孔上再转过12+1即13孔作为本轮的定位孔即是。

如所有分度板无计算所需的孔数时则应采用复式分度法计算，不在本计算方法之列，实际生产时一般采用滚齿，因复式分度计算后的实际操作极为不便。

六、 圆内接六方形的计算

公式：①圆D求六方对边（S面）；S=0.866D 即直径×0.866(系数)

②六方对边(S面)求圆(D)直径；D=1.1547S 即对边×1.1547(系数)

七、 冷镦工序的六方对边与对角计算

公式：①外六角对边(S)求对角e；e=1.13s 即对边×1.13

②内六角对边(s)求对角(e)；e=1.14s 即对边×1.14(系数)

③外六角对边(s)求对角(D)的头部用料直径，应按(6.2公式)六方对边(s面)求圆(D)直径并适量加大其偏移中心值即D≥1.1547s偏移中心量只能估算。

八、 圆内接四方形的计算

公式：①圆(D)求四方形对边(S面)；S=0.7071D 即直径×0.7071

②四方对边(S面)求圆(D)；D=1.414S 即对边×1.414

九、冷镦工序的四方对边与对角的计算

公式①外四方对边(S)求对角(e)；e=1.4s 即对边(s)×1.4参数

②内四方对边(s)求对角(e)；e=1.45s 即对边(s)×1.45系数

十、 六方体体积的计算

公式① s20.866×H/m/k 即对边×对边×0.866×高或厚度。

十一、圆台(圆锥)体的体积计算

公式 0.262H(D2+d2+D×d)即0.262×高度×(大头直径×大头直径+小头直径×小头直径+大头直径×小头直径)。

十二、球缺体(例如半圆头)的体积计算

公式 3.1416h2(R-h/3) 即3.1416×高度×高度×(半径－高度÷3)。

十三、内螺纹用丝锥的加工尺寸计算

1.丝锥大径D0的计算。

公式 D0=D＋(0.866025P/8)×(0.5~1.3)即丝锥大径螺纹基本尺寸+0.866025螺距÷8×0.5至1.3。

注：0.5至1.3的多少选择应根据螺距的大小来确认，螺距值越大则应采用小一点系数，反之，螺距值越小而相应采用大一点系数。

2.丝锥中径(D2)的计算。

公式：D2=(3×0.866025P)/8即丝锥中径=3×0.866025×螺距÷8

3.丝锥小径(D1)的计算。

公式：D1=(5×0.866025P)/8即丝锥小径=5×0.866025×螺距÷8

十四、各种形状冷镦成型用料长度计算

已知：圆的体积公式是直径×直径×0.7854×长度或半径×半径×3.1416×长度。

即d2×0.7854×L或 R2×3.1416×L

计算时将需要用料的体积X÷直径÷直径÷0.7854或X÷半径÷半径÷3.1416即为投料的长度。

列式=X/(3.1416R2)或X/0.7854d2；式中的X表示需要用料体积数值；L表示实际投料的长度数值；R/d表示实际投料的半径或直径。

十五、滚齿轮机滚齿轮的挂轮计算

a. 滚齿轮主轴定数24。

b. 滚齿轮挂轮计算是按照将数据分解即同时扩大或缩小其等分不变来实现的，B1和b2示意图为复合变速，b3和b4示意图为直接变速。

c. 主轴参数24的分解。

c1直接分解可为 2×12=24；3×8=24；4×6=24

c2扩大倍数后分解：

如扩大5倍24×5=120那么120就可分解为20×6; 3×40; 4×30; 6×20

如扩大8倍 24×8=192那么192就分解为2×91; 91×2; 48×4; 4×48; 3×64; 64×3；

8×24; 24×8; 32×6; 6×32在扩大倍数时应将加工零件的齿数同时扩大到直至以便于分解为止；

d.演算事例分解。

d.1设加工零件为15齿时的计算。

列式：24/15同时扩大10倍后240/150；分解同时清除公倍数3得(3×80)/(3×50)=80/50此时可采用b.4示意图在中间装一任意介轮即在①处装80齿数齿轮②处装50齿数齿轮。

d.2设加工零件为77齿时的计算。

列式：24/77同时扩大90倍后2160/6930；分解(40×54)/(70/99)此时可采用b.1示意图的装配齿轮，考虑到齿轮时的装配方便，1和3数可任意调换，2 和4也可任意调换但1与2或4及3与2或4位置不适调换反之4与1或3及2与1或3同不能调换 。

d.3设加工零件为32齿时的计算。

列式: 24/32 同时扩大5倍后120/160；分解为（4×30）/（4×40）同时清除公倍数4后得30/40此时可采用b.3示意图在中间装任意介轮即在①处装30齿轮②处装40齿轮数齿轮。

d.4设加工零件为13齿时的计算。

列式: 24/13同时扩大100倍后2400/1300；分解力(30×80)/(20×65)此时可采用b.2示意图进行装配，注：为什么2400时分解为30×80也可分解40×60，此时应看装配后齿轮的互相吻合而定，只要好吻合即可，本齿轮齿数也可将2400分解为20×120即可同6.4的示意图装配。