...学校规划教材 机械设计基础

王红梅��

摘要：“螺纹连接”教学中，补充螺纹标准化的由来及标准化带来的影响。使学生思考：微小如螺钉，尚能影响颇大，何况人呢？故每个人都没有理由妄自菲薄。人们享用便利，是否应该忘记创造便利的前人们？教育，除了知识教学，是否该提起“感谢他人，感恩前人”？

关键词：螺纹 标准化 影响 感谢

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-5349（2017）13-0156-01

一、引言

螺纹件是常用标准件之一。讲螺纹连接时，问学生：“现在机床上一个螺母坏了，怎么办？”“去市场买一个。”“去网购个，一样型号的”。“对，很好！”再问：“如果上述事情发生在300多年前的英国，怎么办？”“那去网购吧……”“不行不行”，有人反对。“去市场买个吧”……不少同学不敢说话了。确如学生所说，现在一个螺纹件丢失或损坏时，去实体店或网店买来换上就行了，大家已经习以为常了。但是300多年前，上述做法是行不通的，因为那时螺纹还没有标准化。借此，给学生们补充了螺纹标准的由来。

二、螺纹标准的由来

300多年前即19世纪初之前，在英国等国家，不同厂家按自己的方式制造机器，螺纹尺寸因厂家的不同而千差万别，不能互换，当时这是很正常的。若一个螺纹件丢了或者破损的话，必须去找生产这台机床的厂家，委托该厂加工。不同厂家的螺纹件之间没有互换性的情况持续了一段时间，英国的一位叫约瑟夫·惠特沃斯的机械技师，认识到当时螺纹尺寸和形状的加工状况及由此带来的不方便，大量收集了当时常用的螺纹，并仔细分析研究了这些螺纹的尺寸和形状，以此为基础，设计了一种标准螺纹，于1841年发表在英国土木学会的杂志上。并建议，今后生产的螺纹都应该按这一尺寸标准来制作。惠特沃斯建议，螺纹的特点：螺纹牙的两侧面为55°；所说的牙顶和牙谷就是其高度的1/6 处倒钝成圆形，规定了每一英寸的螺纹牙数的标准。该建议随即被英国工业标准制定协会采纳，定为螺纹标准。这是英制螺纹标准的由来。此后，所有机床制造业者都按其规定制造固定尺寸的螺纹，这极大地方便了厂家和用户。

类似的情况发生在美国，1864年，美国机械技师威廉·塞拉兹发表了有关新螺纹的论文。作者收集了当时所使用的各种型式的螺纹，进行了研究。指出为今后机床工业的发展，如果再继续使用不同尺寸螺纹的话，是十分困难的，故必须统一螺纹的尺寸，确立标准螺纹的尺寸。

塞拉兹所主张的螺纹尺寸，和惠特沃斯主张的略有不同。考虑按惠特沃斯建议的螺纹顶角制成55°测量十分困难，塞拉兹将此定为60°，就比较容易测量。另外，他认为在螺纹牙顶、牙谷附有圆角起不了多大的作用，决定把螺纹在牙顶、牙谷的八分之一处切削成平的，如此可简化螺纹，同时也可降低加工成本。

在美国，曾就这个问题组织了一个委员会。该委员会承认了塞拉兹螺纹的长处，并决定在美国机床业界采用塞拉兹的标准螺纹。结果，此种螺纹不仅在机床业界，而且很快在美国各种业界得到了普及。这就是米制螺纹的由来。

惠特沃斯的螺纹标准自1841年提出后，为英联邦国家和欧洲国家接受，并被广泛使用，1905年，颁布惠氏螺纹新标准。目前，英制管螺纹已被北美洲以外的国家所普遍接受。塞拉兹的螺纹也在美国得到了普及，其后这两种螺纹即英制螺纹和米制螺纹的被推广到全世界。这就是螺纹标准的由来。

三、对螺纹标准化的思考

螺纹件是最常用的零件之一，不使用螺纹件的机器很少，而且与其他零件相比，螺纹件使用的数量要大得多。螺纹件因其拆装非常方便，是广泛使用的原因之一。螺纹件的标准化，使螺纹件的互换性成为现实，大大方便了生产厂家、用户等。

另一方面，螺纹件的标准化，催生了与其相关的技术和工具等。例如以量具为例，为保证螺纹件的质量，需要测量螺纹，对于一般标准螺纹，采用螺纹环规或塞规来测量。测量螺纹中径则需用螺纹千分尺，其他参数测量用专用量具和仪器。故由此促使人们研制相关的量具，探究螺纹的测量技术等，促进了现代科技相关行业的发展。就此可启发学生思考，小小的螺纹件，其标准化带来的影响是怎样的？单就测量螺纹的量具、螺纹的测量技术，与此相应的行业、大量的从业人员，这些显而易见，谁能视而不见？还可启发学生联想：我们的社会如同一个大机器，每个人相当于一个个的零件。微小如螺钉，尚能影响如此！何况人呢？我们有理由妄自菲薄、自轻吗？“天生我材必有用”？有同学毕业找不到自己满意的工作，就怨天尤人，自暴自弃，合理吗？若立足于社会大机器良好运转的目标，能做大事就去做大事，即使做不了大事，平凡微小如螺钉，那就去做小事，不也是好事吗？

前述已知螺纹件标准化，源于惠特沃斯、塞拉兹等人的工作。但现在已很少有人知道他们了（课堂上，笔者问过学生，当时上课的学生们都不知道）。是他们提出、制定了螺纹标准，若当初没有他们制定螺纹标准，也不可能有螺纹件的互换性，方便人们的生产、维修等工作。

我们是否应该感谢约瑟夫·惠特沃斯、塞拉兹等人呢？他们的付出为当时、后代的人们带来的便利谁能否认呢？不仅是我们乃至后代的人们是否应该牢记他们？现在极其便利的生产、生活设施，我们在享用着，不少人视为理所当然，很少去思考其由来，更很少想到感谢为我們带来方便的人们。这是否是一个缺失？

当今时代，我们的教育，作为老师，除了教授知识技能，是否要重新引发学生的思考，如螺纹标准件是怎么来的，V带是怎么来的……是否该提起“感谢他人、感谢前人”的话题？

参考文献：

[1]邱宣怀，郭可谦，吴宗泽等.机械设计（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1997.

[2]（日）中山秀太郎.世界机械发展史[M].北京：机械工业出版社，1986.

责任编辑：杨国栋