第2篇 连接与紧固
第1章 螺纹与螺纹连接
1 螺纹及螺纹零件的结构要素
1.1 螺纹
1.1.1 螺纹的种类、特点和应用
（表2.1-1）
表2.1-1 常用螺纹种类、特点及应用
1.1.2 普通螺纹
（1）普通螺纹基本牙型及基本尺寸（见表2.1-2）
表2.1-2 普通螺纹的基木牙型及基木尺寸（摘自GB/T 192—2003及GB/T 193—2003及GB/T 196—2003） （mm）
（续）
（续）
注：1.优先选用第一系列直径，其次选择第二系列直径，最后选择第三系列直径。
2.括号内的螺距尽可能不用。
3.带“*”的螺距为粗牙螺距。
4.M14×1.25仅用于火花塞，M35×1.5仅用于滚动轴承锁紧螺母。
（2）普通螺纹公差（摘自GB/T 197—2003）
1）普通螺纹的公差带及公差等级。螺纹公差带是沿螺纹牙型分布的牙型公差带，在垂直于螺纹轴线方向计量其公差和偏差值的大小。国标（GB/T 197—2003）规定了内、外螺纹的顶径公差和中径公差的等级（见表2.1-3）。螺纹公差带相对基本牙型的位置是由基本偏差来确定。国标规定内螺纹有G（其基本偏差EI为正值）和H（其基本偏差EI为零）两种公差带位置，而外螺纹则有e、f、g（其基本偏差es为负值）、h（其基本偏差es为零）四种公差带位置。
表2.1-3 内、外螺纹顶径和中径的公差等级
注：顶径指外螺纹大径和内螺纹小径。
2）螺纹的旋合长度。两相配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度称为螺纹的旋合长度。GB/T 197—2003将旋合长度分为三组：短旋合长度（S）、中等旋合长度（N）及长旋合长度（L）。各组的长度范围见表2.1-4。
表2.1-4 螺纹旋合长度（摘自GB/T 197—2003） （mm）
3）推荐公差带（见表2.1-5）。
表2.1-5 螺纹的推荐公差带
注：1.公差带优先选用顺序为：粗宇体公差带、一般宇体公差带、括号内公差带。带方框的粗宇体公差带用于大量生产的紧固件螺纹。
2.如果不知道螺纹旋合长度的实际值，推荐按中等旋合长度（N）选取螺纹公差带。
3.表内的内螺纹公差带能与表内的外螺纹公差带形成任意组合。但是，为了保证内、外螺纹间有足够的螺纹接触高度，推荐完工后的螺纹零件宜优先组成H/g、H/h或G/h配合。对公称直径小于和等于1.4mm的螺纹，应选用5H/6h、4H/6h或更精密的配合。
4.如无其他特殊说明，推荐公差带适用于涂镀前螺纹。涂镀后、螺纹实际轮廓上的任何点不应超越按公差位置H或h所确定的最大实体牙型。推荐公差带仅适用于具有薄涂镀层的螺纹，例如电镀螺纹。
（3）普通螺纹的标记
普通螺纹的完整标记由螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号和其他有必要的信息组成，标记时除特征代号与尺寸代号不隔开外，其他各项之间应用“—”分开。其格式如下：
螺纹特征代号用宇母“M”表示；尺寸代号：细牙螺纹的尺寸代号用“公称直径×螺距”表示、对于粗牙螺纹其螺距省略不标，多线螺纹则用“公称直径xPh导程P螺距”表示。
公差带代号包括螺纹的中径公差带代号和顶径公差带代号，标注时中径公差带代号在前、顶径公差带代号在后，当两者公差带相同时只标注一个代号。在下列情况下中等公差精度螺纹不标注其公差带代号：
内螺纹：
—5H公称直径小于和等于1.4mm时；
—6H公称直径大于和等于1.6mm时。外螺纹：
—6h公称直径小于和等于1.4mm时；
—6g公称直径大于和等于1.6mm时。
表示内、外螺纹配合时，内螺纹公差带代号在前，外螺纹公差带代号在后，中间用斜线分开。
标记中中等旋合长度（代号为N）的螺纹不用标注，而短旋合长度（代号为S）和长旋合长度（代号为L）则宜标注。
对左向螺纹应标注“LH”代号，右旋螺纹不标注旋向代号。
普通螺纹的标记示例：
M6×0.75-5g4g-L-LH（依次表示：公称直径为6mm，螺距为0.75mm的细牙螺纹、中、顶径公差带5g4g长旋合长度、左旋）；
M8（公称直径为8mm的粗牙普通螺纹，由于其中径和顶径公差带为6g中等旋合长度、右旋，故后三项均被省略不标记）；
M20×2-6H/5g6g-s（内、外螺纹配合时）
1.1.3 管螺纹
（1）55°密封管螺纹（摘自GB/T 7306.1～7306.2—2000）
1）牙型（见图2.1-1及图2.1-2）
2）基本尺寸及公差（见表2.1-6）
表2.1-6 55°密封管螺纹基木尺寸及公差 （mm）
（续）
注：1.圆锥外螺纹小端面、圆锥内螺纹大端面和圆柱内螺纹外端面的倒角轴向长度不得大于1P。
2.圆锥外螺纹的有效螺纹长度不应小于其基准距离的实际值与装配余量之和。对应基准距离为最大、基本和最小尺寸的三种条件，表中分别给出了相应情况所需的最小有效螺纹长度。
3.当圆锥（柱）内螺纹的尾部未采用退刀结构时，其最小有效螺纹长度应能容纳表中所规定长度的圆锥外螺纹；当圆锥（柱）内螺纹的尾部采用退刀结构时，其容纳长度应能容纳表中所规定长度的圆锥外螺纹，其最小有效螺纹长度应不小于表中所规定长度的80%。
4.本标准适用于管子、阀门、管接头、旋塞及其他管路附件的螺纹连接。
图2.1-1 圆柱内螺纹的设计牙型
图2.1-2 圆锥内、外螺纹的设计牙型
（2）55°非螺纹密封的管螺纹（摘自GB/T 7307—2001）
55°非螺纹密封管螺纹的牙型、基本尺寸及公差见表2.1-7。
表2.1-7 牙型、基木尺寸及公差（mm）
①对薄壁件，此公差适用于平均中径，该中径是测量两个相互垂直直径的算术平均值。
（3）60°密封管螺纹（摘自GB/T 12716—2011）
1）圆锥管螺纹的基本尺寸及其单项要素极限偏差（见表2.1-8）
表2.1-8 圆锥管螺纹（NPT）的基木尺寸及单项要素极限偏差
（续）
2.圆锥螺纹的单项要素极限偏差
注：1.d—外螺纹在基准平面上的大径；d1—外螺纹在基准平面上的小径；d2—外螺纹在基准平面上的中径；D—内螺纹在基准平面上的大径；D1—内螺纹在基准平面上的小径，D2—内螺纹在基准平面上的中径。
2.螺纹的收尾（V）为3.47P。
3.对有效螺纹长度大于25.4mm的螺纹，其导程累积误差的最大测量跨度为25.4mm。
2）牙顶高和牙底高公差（见表2.1-9）
表2.1-9 牙顶高和牙底高公差（摘自GB/T 12716—2011）
3）圆柱内螺纹的基本尺寸及其公差
①圆柱内螺纹大径、中径和小径的基本尺寸应分别与圆锥螺纹在基准平面内的大径、中径和小径基本尺寸值相等，见表2.1-8。
②圆柱内螺纹基准平面的轴向位置极限偏差为±1.5P。螺纹中径在径向所对应的极限尺寸见表2.1-10。
表2.1-10 圆柱内螺纹的极限尺寸（摘自GB/T 12716—2011）
注：可参照最小小径数据选择攻螺纹前的麻花钻直径。
（4）米制密封管螺纹
1）牙型及基本尺寸（见表2.1-11）。
表2.1-11 米制密封螺纹的牙型和基木尺寸（摘自GB/T 1415—2008） （mm）
注：米制密封圆柱内螺纹基本牙型应符合GB/T 192—2003普通螺纹基本牙型的规定（参看表2.1-2）。①基准距离有两种形式：标准型和短型。两种基准距离分别对应两种形式的最小有效螺纹长度。标准型基准距离L1和标准型最小有效螺纹长度L2适用于由圆锥内螺纹与圆锥外螺纹组成的“锥/锥”配合螺纹；短型基准距离L1短和短型最小有效螺纹长度L2短适用于由圆柱内螺纹与圆锥外螺纹组成的“柱/锥”配合螺纹。选择时要注意两种配合形式对应两组不同的基准距离和最小有效螺纹长度，避免选择错误。
2）公差圆锥螺纹公差见表2.1-12～表2.1-14。圆柱内螺纹的牙顶高和牙底高极限偏差见表2.1-13、圆柱内螺纹中径公差带H，其公差值应符合GB/T 197的规定。
表2.1-12 圆锥螺纹基准平面轴向位置的极限偏差 （mm）
表2.1-13 螺纹牙顶高和牙底高的极限偏差 （mm）
表2.1-14 螺纹其他单项要素的极限偏差
①测量中径锥角的测量跨度为L1。
3）螺纹标记。米制密封螺纹标记由螺纹特征代号、尺寸代号和基准距离组别代号组成。但对于左旋螺纹，还应在基准距离组别之后标注“LH”。
特征代号：
Mc——圆锥螺纹的特征代号；
MP——圆柱内螺纹的特征代号。
螺纹尺寸代号：为“公称直径×螺距”（单位为mm）。
基准距离组别代号：当采用标准型基准距离时，可以省略基准距离组别代号（N）；短型基准距离的组别代号为“S”，不能省略。
标记示例：
Mc12×1——表示公称直径为12mm、螺距为1mm、标准型基准距离、右旋的圆锥螺纹；
Mc20×1.5—S——表示公称直径为20mm，螺距为1.5mm、短型基准距离、右旋的圆锥外螺纹；
MP42×2—S——表示公称直径为42mm、螺距为2mm、短型基准距离、右旋的圆柱内螺纹；
Mc12×1—LH——表示公称直径为12mm、螺距为1mm，标准型基准距离、左旋的圆锥外螺纹。
螺纹副：
锥/锥配合（标准型）的螺纹副，其标记方法与单独圆锥内螺纹或圆锥外螺纹完全相同。
柱/锥配合螺纹（短型），螺纹副的特征代号为“MP/Mc”。前面为内螺纹的特征代号，后面为外螺纹的特征代号，中间用斜线分开。
标记示例：
MP/Mc20×1.5—S——表示公称直径为20mm、螺距为1.5mm、短型基准距离、右旋的圆柱内螺纹与圆锥外螺纹副；
Mc12×1——表示公称直径为12mm、螺距为1mm、标准型基准距离、右旋圆锥螺纹副。
（5）普通螺纹的管路系列（见表2.1-15）
表2.1-15 普通螺纹的管路系列（摘自GB/T 1414—2003） （mm）
注：1.本标准适用于一般的管路系列、其螺纹本身不具有密封功能。
2.螺纹标记方法见GB/T 197—2003。
1.1.4 梯形螺纹
（1）梯形螺纹的设计牙型及其尺寸（表2.1-16）
表2.1-16 梯形螺纹的设计牙型及其尺寸（摘自GB/T 5796.1—2005） （mm）
注：1.在外螺纹大径上的R1，推荐采用等于或小于0.5ac的倒圆或倒角；对螺距为2～12mm的滚压外螺纹在大径上的R1推荐采用等于或大于0.6ac的倒圆或倒角。
2.当采用滚压方法加工外螺纹时，可以修改其牙底形状，以便在外螺纹的牙底上能生成较大的圆弧，此时其外螺纹小径d3可以减小0.15P。
（2）梯形螺纹的基本尺寸（表2.1-17）
表2.1-17 梯形螺纹基木尺寸（GB/T 5796.3—2005） （mm）
（续）
（续）
（续）
注：1.优先选用第一系列直径，其次选用第二系列。新产品设计中，不宜选用第三系列直径。
2.优先选用带“*”的螺距。
3.如果需要使用表中规定以外的螺距，则选用表中邻近直径所对应的螺距。
（3）梯形螺纹公差
1）公差带位置与基本偏差。公差带的位置由基本偏差所确定。内螺纹大径D4、中径D2和小径D1的公差带位置为H，其基本偏差EI为零；外螺纹中径d2的公差带位置有两种，即e和c，它们的基本偏差es为负值。外螺纹大径d和小径d3只有一种公差带位置h。
梯形螺纹中径的基本偏差见表2.1-18。
表2.1-18 梯形螺纹中径的基木偏差（GB/T 5796.4—2005） （μm）
2）公差等级、公差值及旋合长度。梯形螺纹各直径的公差等级见表2.1-19。内螺纹小径、外螺纹大径的公差
及Td见表2.1-20。内、外螺纹的中径公差
及
，外螺纹小径公差
及旋合长度见表2.1-21。
表2.1-19 梯形螺纹各直径的公差等级
注：外螺纹的小径d3及其中径d2应选取相同的公差等级。
表2.1-20 梯形内螺纹小径、外螺纹大径公差（摘自GB/T 5796.4—2005） （μm）
表2.1-21 梯形螺纹内、外螺纹中径公差，外螺纹小径公差及旋合长度（摘自GB 5796.4—2005） （μm）
（续）
3）推荐公差带（见表2.1-22）
表2.1-22 梯形螺纹的公差带
注：1.根据使用场合选择梯形螺纹的精度等级：中等级—用于一般用途的螺纹；粗糙级—要求不高和制造螺纹有困难的场合。
2.如果不能确定螺纹旋合长度的实际值，推荐按中等旋合长度组N选取螺纹公差带。
4）多线螺纹公差。多线螺纹顶径公差和底径公差与单线螺纹的顶径和底径公差相同。多线螺纹的中径公差等于具有相同单线螺纹的中径公差乘以修正系数，修正系数见表2.1-23。
表2.1-23 螺纹线数的修正系数
5）螺纹标记。完整的梯形螺纹标记包括螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号和旋合长度代号。梯形螺纹的公差带代号仅标记中径公差带代号。在旋合长度属L组时需在公差带代号之后注写出旋合长度的组别代号L。当组别代号为N时，N应省略不标。
标记各代号的排序如下：
标记示例见表2.1-24。
表2.1-24 梯形螺纹标记示例
1.1.5 锯齿形（3°、30°）螺纹
（1）螺纹的牙型及基本尺寸（见表2.1-25）
表2.1-25 锯齿形（3°、30°）螺纹的牙型及基木尺寸（摘自GB/T 13576.1—2008及GB/T 13576.3—2008） （mm）
（续）
（续）
注：1.优先选用第一系列，其次选用第二系列。新产品设计中不宜选用第三系列。
2.优先选用带“*”号的螺距。
3.特殊需要时，允许选用表中临近的直径所对应的螺距。
（2）锯齿形螺纹公差（GB/T 13576.4—2008）
1）公差带位置和基本偏差。内螺纹的大径D、中径D2和小径D1的公差带位置均为H，其基本偏差EI为零。外螺纹大径d和小径d1的公差带位置为h，其基本偏差es为零；外螺纹的中径d2的公差带位置为e和c，其基本偏差为es为负值。
锯齿形螺纹内、外螺纹中径基本偏差见表2.1-26。
表2.1-26 锯齿形螺纹中径的基木偏差（GB/T 13576.4—2008） （μm）
2）公差等级、公差值及旋合长度。锯齿形螺纹中径和小径的公差等级见表2.1-27，锯齿形内螺纹大径和外螺纹大径的公差等级分别为GB/T 1800.3—1998所规定的IT10和IT9。
表2.1-28～表2.1-30分别列出了内、外螺纹大、中、小径公差值，以及旋合长度。
表2.1-27 锯齿形螺纹公差等级
注：外螺纹小径d3所选取的公差等级必须与其中径d2的公差等级相同。
表2.1-28 内螺纹小径公差（
）（GB/T 13576.4—2008） （μm）
表2.1-29 内、外螺纹大径公差（GB/T 13576.4—2008） （μm）
表2.1-30 内、外螺纹中径公差，外螺纹小径公差及旋合长度（摘自GB/T 13576.4—2008） （μm）
3）推荐公差带。应优先选用表2.1-31所推荐的公差带。一般用途螺纹选用中等级。粗糙级用于制造螺纹有困难的场合。当不能确定螺纹旋合长度的实际值时，推荐按中等旋合长度N选取螺纹公差带。
表2.1-31 推荐的锯齿形螺纹中径公差带
4）多线螺纹公差。多线螺纹的顶径和底径的公差值与具有相同螺距单线螺纹的顶径和底径公差值相等。多线螺纹的中径公差值等于具有相同螺距单线螺纹的中径公差乘以修正系数，见表2.1-32。
表2.1-32 多线螺纹的中径公差修正系数
5）锯齿形螺纹的标记。完整的锯齿形（3°、30°）螺纹标记包括螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号和旋合长度代号。另外、左旋螺纹还应标记旋向“LH”，右旋不标。
锯齿形螺纹的公差带代号仅标记中径公差带代号。长旋合长度组的螺纹，应在公差带代号后标注代号“L”，中等旋合长度组的代号“N”不标。标记示例：见表2.1-33。
表2.1-33 锯齿形螺纹标记示例
1.1.6 矩形螺纹
（见表2.1-34）
表2.1-34 矩形螺纹牙型及尺寸 （mm）
注：矩形螺纹的直径与螺距可按梯形螺纹标准选择，小径尺寸可先依强度确定。
1.2 螺纹零件结构要素
1.2.1 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角
（表2.1-35）
表2.1-35 普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角（GB/T 3—1997） （mm）
（续）
注：1.关于外螺纹：①外螺纹收尾的牙底圆弧半径不应小于对完整螺纹所规定的最小牙底圆弧半径。②过渡角（α）不应小于30°（见表中图）③外螺纹始端端面的倒角一般为45°，也可采用60°或30°倒角，倒角深度应大于或等于螺纹牙型高度。对搓（滚）丝加工的外螺纹，其始端不完整螺纹的轴向长度不能大于2P。④应优先选用“一般”长度的收尾和肩距；“短”收尾和“短”肩距仅用于结构受限制的螺纹件上；产品等级为B或C级的螺纹紧固件可采用“长”肩距。⑤d为螺纹公称直径（大径）代号。⑥dg公差为：h13（d＞3mm）；h12（d≤3mm）
2.关于内螺纹：①内螺纹入口端面的倒角一般为120°，也可采用90°倒角；端面倒角直径为：（1.05～1）D，D为内螺纹公称直径（大径）代号。②应优选用“一般”长度的收尾和肩距；容屑需要较大空间时，可选用“长”屑距，结构限制时可选用“短”收尾。③短退刀槽仅在结构受限制时采用。④Dg公差为H13。
1.2.2 螺栓和螺钉通孔及沉孔尺寸
（表2.1-36）
表2.1-36 螺栓和螺钉通孔及沉孔尺寸 （mm）
1.2.3 地脚螺栓孔和凸缘
（见表2.1-37）
表2.1-37 地脚螺栓孔和凸缘 （mm）
注：1.根据结构和工艺要求，必要时尺寸L及L1可以变动。
2.凸台的承压面及钻孔的表面粗糙度均为Ra25μm。
1.2.4 扳手空间
（见表2.1-38）
表2.1-38 扳手空间（参考件） （mm）
