劉亞磊, 孫緒利, 李淼, 高文秀, 馬超
(北京交通職業技術學院 軌道交通系,北京 102200)
粗牙螺紋是使用最廣泛的一種螺紋,但由于粗牙螺紋的螺距在圖樣中是不需要標注的[1-3],使用時需要查閱相關標準獲得,所以在粗牙螺紋的加工過程中帶來很多不便。胡飛嘉、李麗[4]曾提出一種粗牙螺紋螺距的簡易記憶法,但其方法有些繁瑣,為方便記憶,筆者提出一種更簡易的常用粗牙螺紋螺距的計算方法,根據此方法可快捷準確地得出常用粗牙螺紋的螺距,提高勞動生產率。
根據GB/T 193-2003中關于螺紋和螺距的規定,選擇螺紋公稱直徑時,優先選用第1系列,其次選用第2系列,最后選擇第3系列[5]。在第1系列和第2系列中M6~M42的粗牙螺紋在生產和生活中使用最為廣泛,其標準螺距為1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5,對應關系見表1所示。粗牙螺紋的螺距不需要在圖樣中標注,對于一般機械加工人員來說,記憶如此多的標準螺距有一定的難度,而反復查手冊會降低生產效率,給生產者帶來不便。
表1 常見粗牙螺紋M6~M42(M33、M39除外)的標準螺距 mm
圖1 粗牙螺紋M6~M42的公稱直徑和螺距的散點圖
對于表1中的常用粗牙螺紋的公稱直徑及螺距,做散點圖初步觀察兩者間的關系,如圖1所示。
通過觀察,可以看出粗牙螺紋M6~M42的公稱直徑和螺距呈現高度相關關系,可擬合為線性函數[6-9],應用mathematical軟件編程如下:
擬合結果如圖2所示。以上擬合結果反映出了粗牙螺紋M6~M42公稱直徑和螺距的線性關系,為方便記憶,可用以下簡化公式代替:
圖2 擬合結果
式中:P′為計算螺距;d為外螺紋公稱直徑;D為內螺紋公稱直徑。通過式(1)計算出的并不一定與標準螺距相等,可取與P′最接近的標準螺距,即為公稱直徑為d(D)的粗牙螺紋的螺距P。
例如:計算M8的螺距P′=1.3,與之最接近的標準螺距為1.25,所以M8螺紋的螺距P=1.25;計算M36的螺距,P′=4.1與之最接近的標準螺距為4,所以M36螺紋的螺距P=4。
此公式只適用于GB/T 193-2003中規定的常用粗牙螺紋M6~M42公稱直徑的第1系列和第2系列,M33和M39除外。
通過上述公式計算出常用螺紋M6~M42的螺距,并驗證其正確性,詳見表2所示。
表2 常用粗牙螺紋螺距計算及驗證
粗牙螺紋經常在車床上加工獲得,在車削螺紋的過程中,需要根據螺紋的螺距來調整車床變速機構[10-13]。由于圖樣上并未標注出粗牙螺紋的螺距,此時即可根據式(1)進行螺距的計算及判斷。
鉗工師傅在進行螺紋加工時,要先鉆底孔,再進行攻絲[14-15]。螺紋底孔的直徑可根據下列公式來進行計算:
這時就需要知道粗牙螺紋的螺距,根據式(1)計算出螺距后,代入式(2)即可得出螺紋底孔直徑。
在進行機器設備的測繪,或進行舊設備的維護時,由于沒有機器零件圖樣可查,機器零件上的內螺紋尺寸無法通過普通的測量方法獲得,可首先通過游標卡尺測得內螺紋的小徑,再通過下列公式試湊來確定內螺紋的公稱直徑和螺距:
例如:目前測得某粗牙內螺紋小徑D1=17.5 mm,其公稱直徑可能是18、20、22 mm,對應螺距均為2.5 mm,通過試湊,該內螺紋的公稱直徑為20 mm,螺距為2.5 mm。
綜上所述,粗牙螺紋廣泛應用于各類機械中,因在圖樣中一般不需要標注其螺距,所以給需要者帶來諸多不便,本文提出的常用粗牙螺紋螺距的計算公式非常簡單,而且方便記憶、準確可靠。同時,本文還給出了該公式的多方面應用,該公式對于車工、鉗工以及相關的機械設計人員具有一定的借鑒意義。