非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算

非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算

　2010年第39卷　　　　　　　　　　　　　　石油矿场机械　第3期第56页　　　　　　　　　　　　OIL　FIELD　EQUIPMENT　　　　　　　　　　　　2010,39(3):56～58　文章编号:100123482(2010)0320056203

非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算

李新勇,赵志平

(兰州工业高等专科学校,兰州730050)

摘要:在分析美制梯形螺纹(爱克母螺纹)标准的基础上,推导出了非标准系列爱克母螺纹的基本尺

寸及公差的设计计算方法,解决了以前只能参照我国梯形螺纹公差标准体系进行设计、计算、标注,以致造成尺寸及公差体系混乱的问题。该方法将会为我国科技人员在设计梯形螺纹时提供极大的便利,同时会大大提高各企业间石油机械产品的互换性。关键词:螺纹;非标准;设计;计算中图分类号:TE9　　　文献标识码:A

SizeCalculationforGeneralPurposeNonstandardAcmeScrewThreads

LIXin2yong,ZHAOZhi2ping

(TheLanzhouPolytechnicCollege,Lanzhou730050,China)

Abstract:ThecalculationmethodonthedimensionsAcmenon2standardscrewthreadsaftermakingastandardthe.eliminateddisorderofsizeandtolerancethatthreadtodesign,calculateandmark.Thustputmethodintopracticeconvenientlyforim2provingmachineryproducts.Keywords:t;nonstandard;design;calculation

　　爱克母螺纹(Acme)即美制梯形螺纹,出现于1895年以前,采用英寸制,牙型角为29°,不仅应用

的是直径与螺距的非标准组合系列。我国石油及化

工机械较多的是引进或仿制美国产品,其中广泛采用的是非标准系列一般用途爱克母螺纹,由于实际应用中没有统一的规范,各企业多是参照国标梯形螺纹的公差体系进行计算、标注,因此容易造成尺寸及公差体系的混乱,各企业的产品之间互换性差,不同企业的产品连接使用时容易造成可靠性、安全性下降。本文参照爱克母标准系列的有关规定,通过相关的计算推导,确定非标准系列一般用途爱克母螺纹的基本尺寸、偏差及公差值。

于传动(进给和升降)和位置调整装置中,也可用于紧固连接场合,尤其在石油及化工机械产品中更是有着广泛的应用[123]。目前使用的爱克母螺纹有一般用途爱克母螺纹、对中爱克母螺纹和矮牙爱克母螺纹3种,广泛应用的是一般用途爱克母螺纹。

爱克母螺纹国家标准的制定工作始于1932年,1941年美国颁布了爱克母螺纹标准ASAB113,之

后经过多次的修订改版使得该标准得到不断完善。

现在的美国标准为ASMEB115-1997(R2004)[4],国内对该螺纹的使用主要是参照美国标准,目前还没有出现可替代的标准。爱克母螺纹标准系列限定在01250～51000in(6135～127mm)尺寸范围内,而对石油机械产品和许多特殊工业场合,使用较多

　　收稿日期:2009209214

1　设计计算

一般用途爱克母螺纹的设计牙型如图1,是所

有类型爱克母螺纹的设计计算基准。　　图1中,P为螺距,in;h为基本牙高,in,h=P/2;

作者简介:李新勇(19712),男,甘肃甘谷人,高级工程师,主要从事机械制造、CAD/CAM及系统仿真技术的研究与教学工

作,E2mail:lxy7108@。

非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算

　第39卷　第3期　　　　　　　李新勇,等:非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算 57

FCN为内螺纹平牙顶的基本宽度,in,FCN=013707P;FCS为外螺纹平牙顶的宽度,in,FCS=013707P-

dmax=d=Ddmin=d-Td

01259×(外螺纹中径偏差);FRN为内螺纹平牙底的宽度,in,FRN=013707P-01259×(内螺纹大径偏

b)　中径　最大中径=内螺纹最小中径-中径

偏差;最小中径=外螺纹最大中径-中径公差。即

d2max=D2min-esd2min=d2max-Td2

差);FRS为外螺纹平牙底的宽度,in,FRS=013707P

-01259×(外螺纹小径偏差-外螺纹中径偏差);2ac为容隙,in,取01020in(01508mm,牙数≤10牙)或01010in(01254mm,牙数>10牙)

。

c)　小径　最大小径=内螺纹最小小径-容

隙;最小小径=外螺纹最大小径-小径公差。即

d1max=D1min-2acd1min=d1max-Td1

1.2　公差

1.2.1　公差等级

一般用途爱克母螺纹有2G、3G和4G三个等级,这些等级及其他技术要求用于保证爱克母螺纹零件间的互换性。对一般用途的装配场合,建议内、外螺纹使用相同的等级,优先选择2G等级;如果希望较小的轴向间隙,则选择3G成4G等级。

1.2.2　公差带的确定

图1　一般用途爱克母螺纹的设计牙型

1.1　基本尺寸

;外螺纹的直,其实际尺寸小于或等于其最大尺寸。

1.2.3　公差带位置

对所有等级,d,也是公称尺寸D;、最小中径及最小小径是基本尺寸,为基础。根据各尺寸之间的关系,可以得到下述的计算公式,需要注意的是在计算尺寸和公差值时均应以英寸值代入,最后转化为米制尺寸。

1.1.1　内螺纹直径计算

内螺纹的大径Dmin、中径D2min和小径D1min的公差带位置为H,基本偏差EI=0;外螺纹的大径d和小径d1max的公差带位置为h,基本偏差es=0。外螺纹的中径d2max基本偏差es为负值,2G级中径基本偏差es=0100801006

。3G级中径基本偏差es=

D。

a)　大径　最小大径=外螺纹最大大径+容

D,4G级中径基本偏差es=01004

隙;最大大径=内螺纹最小大径+大径公差。即

Dmin=D+2acDmax=Dmin+TD

1.2.4　大径和小径公差

内、外螺纹的大径和小径公差按照表1规定的数据。

1.2.5　中径公差

b)　中径　最小中径=外螺纹最大大径-螺

距/2;最大中径=内螺纹最小中径+中径公差。即

D2min=dmax-P/2D2max=D2min+TD2

对一个给定的公差等级,内外螺纹的中径公差值是相同的。中径公差等于螺距项增量加上直径项增量,其计算公式为

2G级中径公差=010303G级中径公差=010144G级中径公差=01010

P+01006P+010028P+01002

c)　小径　最小小径=外螺纹最大大径-螺

距;最大小径=内螺纹最小小径+小径公差。即

D1min=dmax-PD2max=D2min+TD1

1.1.2　外螺纹的直径计算

a)　大径　最大大径=基本尺寸或公称直径;

2　设计实例

设计标记为5 323 Acme23G的爱克母内、外

最小大径=最大大径-大径公差。即

非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算

58 石油矿场机械　　　　　　　　　　　　　　　　2010年3月　

螺纹尺寸及公差。实例要求的爱克母螺纹的基本尺

寸为5 3in,每英寸所包含的牙数n=3 ,公差等级为3G。根据前面的介绍可进行以下的设计计算。

a)　基本尺寸　d=D=5 3in=1361525mm;

螺纹类型一般用途(所有等级)

外螺纹

0105P

(最小值为01005in(01127mm))

P=1/315=012857in=71257mm;h=015P=0.5

×71257=31629mm;2ac=0102in=01508mm。

b)　尺寸公差　各尺寸公差及偏差的计算如

表2。

小径

表1　一般用途爱克母螺纹大径和小径公差的规定

大径

内螺纹

01020in(01508mm,牙数≤10牙)

01010in(01254mm牙数>10牙)

外螺纹

115×中径公差

内螺纹

0105P

(最小值为01005in(01127mm))

表2　尺寸公差及偏差的计算

大径

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