梯形丝杆的基本尺寸及精度设计
1. 梯形丝杆的螺纹牙型
1.1.基本牙型
根据国标GB/T5796.1-2022的相关规定，梯形丝杆的基本牙型和设计牙型如下图 1-1所示：
图 1-1 梯形丝杆的基本牙型
其中
D:基本牙型上的内螺纹大径（公称直径）；
d：外螺纹大径（公称直径）；
D2：内螺纹中径；
d2：外螺纹中径；
D1：内螺纹小径；
d1：基本牙型上的外螺纹小径；
P：螺距；
H：原始三角形高度；
H2：基本牙型牙高；
ω：基本牙型上的牙顶宽和牙底宽；
表 1-1
1.2.设计牙型
两个设计牙型见图1-2中的粗实线。内、外螺纹的设计牙型不同。
图 1-2 梯形丝杆的设计牙型
其中
D4：设计牙型上的内螺纹大径；
d：外螺纹大径（公称直径）；
D2：内螺纹中径；
d2：外螺纹中径；
D1：内螺纹小径；
d3：设计牙型上的外螺纹小径；
P：螺距；
H0：设计牙型上的螺纹接触高度；
H4：设计牙型上的内螺纹牙高；
h3：设计牙型上的外螺纹牙高；
ac：设计牙型上的大径、小径间隙；
R1：设计牙型上的外螺纹牙顶倒圆半径；
R2：设计牙型上的内、外螺纹牙底倒圆半径；
极限偏差适用于设计牙型。设计牙型尺寸应符合表 1-2的规定。
表 1-2
设计牙型的计算公式如下：
H0=H2=0.5P
H3=H4=H0+ac=0.5P+ac
R1max=0.5ac
R2max=ac
当采用滚压工艺加工时，可修改外螺纹牙底形状，以便在此牙底生成较大的圆弧。此时，外螺纹小径d3可减小0.15P.
2. 梯形丝杆的直径与螺距系列
根据国标GB/T5796.2-2022的规定，梯形螺纹的公称直径与螺距组合系列应符合表2-1的规定，优先选用第一系列直径，其次为第2系列直径，如果第1、第2系列均不满足设计要求的情况下，最后考虑选用第3系列直径。
表 2-1 梯形螺纹的公称直径与螺距组合系列
表 2-1 梯形螺纹的公称直径与螺距组合系列 续
3. 梯形丝杆螺牙的基本尺寸
梯形丝杆螺牙的基本尺寸见表3-1。
表 3-1 梯形丝杆螺牙的基本尺寸
表 3-1 梯形丝杆螺牙的基本尺寸 续
表 3-1 续
4. 螺纹的公差。
4.1.公差带位置
根据国标GB/T5796.4-2022的规定，梯形螺纹的公差带位置如下：
1）内螺纹中径的标准公差带代号为H，其基本偏差（EI）为0，见图4-1；
图 4-1 内螺纹的公差带位置
2）外螺纹中径的标准公差带代号为c和e，其基本偏差（es）为负值，见图4-2；
图 4-2 外螺纹的公差带位置
3）内螺纹小径（D1）和大径（D4）的公差带位置总为H，其基本偏差（EI）为0；
4）外螺纹大径(d)和小径（d3）的公差带位置总为h，其基本偏差（es）为0。他们与螺纹中径公差带位置无关；
4.2. 公差等级
螺纹直径的标准公差等级如下：
螺纹要素名称
代号
公差等级
内螺纹小径
D1
4
外螺纹大径
d
4
内螺纹中径
D2
7、8、9
外螺纹中径
d2
7、8、9
外螺纹小径
d3
7、8、9
4.3. 旋合长度
螺纹旋合长度分为两组：中等组（N）和长组（L），旋合长度范围应符合表4-1的规定。
表 4-1
表 4-1 续
4.4. 推荐公差带
为减少量规和加工刀具的数量，宜优先选用表4-2和表4-3内的螺纹公差带。
表 4-2 内螺纹中径推荐公差带
表 4-3 外螺纹中径推荐公差带
宜根据精度等级（中等、粗糙）和旋合长度组（N、L）选择螺纹公差带。
可按照下列通用原则选择螺纹精度等级。
中等：用于一般用途。
粗糙：用于制造可能有困难的场合。
如果不知道螺纹的实际旋合长度值，推荐按N组选择螺纹公差带。
螺距相同时，除中径公差外，多线螺纹公差与单线螺纹相等。
多线螺纹的中径公差等于相同螺距单线螺纹中径公差值乘以表4-5内的放大系数。
表 4-4 多线螺纹中径公差的放大系数
4.5. 螺纹标记
梯形螺纹的字母代号为Tr。
对于单线螺纹，其标记应为字母“Tr”、公称直径、螺距、公差、旋合长度和旋向。公称直径与螺距间用“X”号分开； 公差带代号只包含中径公差代号,如果表示配合螺纹，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；对于旋合长度为中等组（N）时，不标注其旋合长度组代号；左旋螺纹标记旋向LH，右旋螺纹标记RH一般省略。
示例：外螺纹 Tr40×7-7e
内螺纹 Tr40×7-7H
螺纹 配合，旋合长度为N，右旋 Tr40×7-7H/7e
螺纹 配合，旋合长度为L，左旋 Tr40×7-7H/7e-L-LH
对于多线螺纹，还应在螺距前增加导程，并增加螺距代号“P”。
示例：双线外螺纹 Tr40×14P7-7e
双线内螺纹 Tr40×14P7-7H
双线螺纹 配合，旋合长度为N，右旋 Tr40×14P7-7H/7e
双线螺纹 配合，旋合长度为L，左旋 Tr40×14P7-7H/7e-L-LH
5. 梯形丝杆的设计公差
根据前述对应的梯形螺纹的尺寸公差和丝杆螺纹长度，查询JB/T2886-2008可以得到对应丝杆的设计精度要求。
八级精度以上丝杠所配螺母的精度允许比丝杠低一个精度等级。
螺纹有效长度Lu
螺纹有效长度Lu是指有精度要求的丝杠螺纹的长度，计算公式如下.
Lu=L-2Le
式中：
L——丝杠螺纹长度，单位mm；
Le——余程，见表5-1，单位mm；
表 5-1 余程
螺距的实际尺寸相对于公称尺寸允许的变动量称为螺距公差，以δp表示；在规定的螺纹长度内，螺纹牙型任意两同侧表面间的轴向实际尺寸相对于公称尺寸允许的变动量称为螺距累积公差，它包括任意60mm、300mm螺纹长度内的螺距累积公差及螺纹有效长度内的螺距累积公差，分别用δp60、δp300、δpLu表示。
表 5-2 丝杠螺纹的螺旋线轴向公差
表 5-3 丝杠螺纹的螺距公差和螺距累积公差
丝杠螺纹大径对轴线的径向跳动见表5-4所示。
图 5-1 丝杠螺纹的大径对螺纹轴线的径向跳动检测示意图
表 5-4
丝杠和螺母表面粗糙度Ra值见表5-5所示。
表 5-5
