項目十二： 螺紋的公差與配合

1、青島港灣港口機械系制作 項目十二：項目十二： 螺紋的公差與配合螺紋的公差與配合 知識目標：知識目標： 1、熟悉螺紋的用 途和分類; 2、掌握螺紋的公 差配合特點； 3、掌握螺紋的測 量方法 技能目標：技能目標： 會測量螺紋公差。 項目內容 1、熟悉螺紋的參數(shù)及用途； 2、熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對 互換性的影響； 3、掌握螺紋公差帶的特點； 4、學會螺紋的測量； 青島港灣港口機械系制作 學習導航學習導航 對照螺紋實物對照螺紋實物 講解螺紋參數(shù)講解螺紋參數(shù) 螺紋用途螺紋用途 幾何參數(shù)對互換性的影響幾何參數(shù)對互換性的影響 螺紋公差帶螺紋公差帶 螺紋的測量螺紋的測量 青島港灣港口機械系制作 一、螺紋的種

2、類和使用要求一、螺紋的種類和使用要求 在機械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動的應用有很多，在機械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動的應用有很多， 占有很重要的地位。占有很重要的地位。 按其軸向截面幾何形狀主要有四種：按其軸向截面幾何形狀主要有四種： 三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。 根據其用途可分為三類根據其用途可分為三類: 普通螺紋、傳動螺紋和緊密螺紋普通螺紋、傳動螺紋和緊密螺紋 任務一任務一 熟悉螺紋的參數(shù)及用途熟悉螺紋的參數(shù)及用途 青島港灣港口機械系制作 1、普通螺紋普通螺紋：通常也稱緊固螺紋，主要用于聯(lián)通常也稱緊固螺紋，主要用于聯(lián) 接和緊固各種機械零件

3、。這類螺紋聯(lián)接的使用要接和緊固各種機械零件。這類螺紋聯(lián)接的使用要 求是求是可旋合性可旋合性(便于裝配和拆換便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性和聯(lián)接的可靠性。 如三角形螺紋。如三角形螺紋。 2、傳動螺紋傳動螺紋：這類螺紋通常用于傳遞運動或動這類螺紋通常用于傳遞運動或動 力。螺紋聯(lián)接的使用要求是力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動力的可靠性或傳遞動力的可靠性或 傳遞位移的準確性傳遞位移的準確性。如梯形螺紋、鋸齒形螺紋、。如梯形螺紋、鋸齒形螺紋、 矩形螺紋等。矩形螺紋等。 3、緊密螺紋緊密螺紋：這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的 使用要求是使用要求是結合緊密結合緊密，不漏水、不漏氣和不漏

4、油。，不漏水、不漏氣和不漏油。 如管螺紋。如管螺紋。 青島港灣港口機械系制作 二、普通螺紋的主要幾何參數(shù) 螺紋的幾何參數(shù)取決于螺紋軸向剖面內的基 本牙型。其基本牙型是將原始三角形(等邊三 角形)的頂部截去H/8和底部截去H/4所形成的 內、外螺紋共有的理論牙型。該牙型是具有 螺紋的基本尺寸。 青島港灣港口機械系制作 圖圖12-1 螺紋幾何參數(shù)螺紋幾何參數(shù) 青島港灣港口機械系制作 大徑大徑是指與內螺紋牙底或外螺紋牙頂相切的假想圓是指與內螺紋牙底或外螺紋牙頂相切的假想圓 柱或圓錐的直徑。柱或圓錐的直徑。相結合的內、外螺紋的大徑基本尺寸 相等，即D =d 。小徑是指與內螺紋牙頂或外螺紋牙底相切 的假

5、想圓柱或圓錐的直徑。相結合的內、外螺紋的小徑基 本尺寸相等,即D=d1。內螺紋的小徑D1又稱頂徑,外螺 紋的小徑d1又稱底徑。 中徑中徑是指一個假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母母 線通過螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，此線通過螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，此 假想圓柱稱為中徑圓柱假想圓柱稱為中徑圓柱。中徑圓柱的母線稱為中徑線， 其軸線即為螺紋軸線,相結合的內、外螺紋中徑的基本尺寸 相等，即D=d。 螺距（螺距（P）是指相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的是指相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的 軸向距離軸向距離。有細牙和粗牙之分。 青島港灣港口機械系制作 導程導程（S）是指同一螺旋線上相鄰

6、兩牙在中 徑線上對應兩點間的軸向距離。S=nP 其中n是螺旋線的數(shù)目。 單一中徑單一中徑是指一個假想圓柱的直徑，該圓柱 的母線通過牙型上溝槽寬度等于螺距基本尺 寸一半地方的直徑。用以表示螺紋中徑的實 際尺寸。 螺紋旋合長螺紋旋合長度是指內外螺紋旋合時螺旋面接 觸部分的軸向長度。 青島港灣港口機械系制作 圖圖12-2螺紋的單一中徑與中徑螺紋的單一中徑與中徑 青島港灣港口機械系制作 牙型半角牙型半角是指在螺紋牙型上牙側與螺紋軸線的垂 直線間的夾角。普通螺紋的牙型半角為30。 圖圖12-3牙型角、牙型半角和牙側角牙型角、牙型半角和牙側角 青島港灣港口機械系制作 螺紋聯(lián)接要實現(xiàn)其互換性螺紋聯(lián)接要實現(xiàn)其

7、互換性,必須保證良好的旋合必須保證良好的旋合 性和一定的聯(lián)接強度。性和一定的聯(lián)接強度。影響螺紋互換性的主要影響螺紋互換性的主要 幾何參數(shù)有五個幾何參數(shù)有五個:大徑、小徑、中徑、螺距和牙大徑、小徑、中徑、螺距和牙 型半角。型半角。這幾個參數(shù)在加工過程中不通可避免這幾個參數(shù)在加工過程中不通可避免 地會產生一定的加工誤差地會產生一定的加工誤差,不僅會影響螺紋的旋不僅會影響螺紋的旋 合性、接觸高度、配合松緊、還會影響聯(lián)接的合性、接觸高度、配合松緊、還會影響聯(lián)接的 可靠性可靠性,從而影響螺紋的互換性。從而影響螺紋的互換性。 任務二任務二 熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對互換性的影響熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對互換性的影

8、響 青島港灣港口機械系制作 一、螺紋大、小徑誤差對互換性的影響一、螺紋大、小徑誤差對互換性的影響 內、外螺紋加工后內、外螺紋加工后,外螺紋的大徑和小徑要分別小外螺紋的大徑和小徑要分別小 于內螺紋的大徑和小徑，才能保證旋合性。于內螺紋的大徑和小徑，才能保證旋合性。 由于螺紋旋合后主要是依靠螺牙側面工作，如果 內、外螺紋的牙側接觸不均勻，就會造成負荷分 布不均，勢必降低螺紋的配合均勻性和聯(lián)接強度。 因此對螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距 和牙型半角。 中徑偏差是指中徑的實際尺寸(以單一中徑體現(xiàn))與 基本尺寸之代數(shù)差。 就外螺紋而言，中徑若比內螺紋大，必然影響旋 合性；若過小，則會使牙側間的間隙

9、增大，聯(lián)接 強度降低。要控制螺紋的中徑偏差。國標中規(guī)定 了普通螺紋的中徑公差。 青島港灣港口機械系制作 二、螺距誤差對互換性的影響 螺距偏差可分為單個螺距偏差和螺距累積偏差兩 種。單個螺距偏差單個螺距偏差：是指單個螺距的實際值與其 基本值之代數(shù)差，它與旋合長度無關。螺距累積螺距累積 偏差偏差：是指在規(guī)定的螺紋長度內，任意兩同名牙 側與中徑線交點間的實際軸向距離與其基本值的 最大差值，它與旋合長度有關。螺距累積偏差對螺距累積偏差對 互換性的影響更為明顯?；Q性的影響更為明顯。 如圖所示，假設內螺紋具有基本牙型，僅與存在 螺距偏差的外螺紋結合。外螺紋N個螺距的累積 誤差為P (m)。內、外螺紋牙側

10、產生干涉而不 能旋合。為防止干涉，為使具有P的外螺紋旋 入理想的內螺紋,就必須使外螺紋的中徑減小一個 數(shù)值fp (m)。 青島港灣港口機械系制作 圖圖12-4螺距累積偏差對旋合性的影響示例螺距累積偏差對旋合性的影響示例 青島港灣港口機械系制作 三、牙型半角誤差對互換性的影響 牙型半角偏差是指牙型半角的實際值對公 稱值的代數(shù)差，是螺紋牙側相對于螺紋軸 線的位置誤差。對螺紋的旋合性和聯(lián)接強 度均有影響。 外螺紋存在牙型半角偏差時，必須將外螺紋牙型沿垂直螺 紋軸線的方向下移，從而使外螺紋的中徑減小一個數(shù)值 f/2。 內螺紋存在牙型半角偏差時，必須將內螺紋中徑增大一個 數(shù)值f/2，該值稱為牙型半角偏差

11、的中徑當量。 青島港灣港口機械系制作 四 、作用中徑：在旋合時，在旋合長度內 實際起作用的中徑。在規(guī)定的旋合長度內， 恰好包容實際外（內）螺紋的一個理想內 （外）螺紋的中徑稱為外（內）螺紋作用 中徑d2m（D2m），它可以表達為： 外螺紋：d2作用=d2單一+(fp+f) 內螺紋：D2作用=D2單一+(fp+f) 青島港灣港口機械系制作 對于普通螺紋，影響其互換性的主要參數(shù) 是中徑、螺距和牙型半角。由于螺距偏差 和牙型半角偏差對螺紋互換性的影響均可 以折算成中徑當量，并與中徑尺寸偏差形 成作用中徑?？紤]到作用中徑的存在，可 以不單獨規(guī)定螺距公差和牙型半角公差， 而僅規(guī)定一項中徑公差，用以控制中

12、徑本 身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差 的綜合影響。 青島港灣港口機械系制作 螺紋中徑合格性判斷原則： 由于作用中徑的 存在以及螺紋中徑公差的綜合性，因此中徑 合格與否是衡量螺紋互換性的主要依據。判 斷中徑的合格性應遵循泰勒原則:實際螺紋的 作用中徑不允許超出最大實體牙型的中徑， 任何部位的單一中徑不允許超出最小實體牙 型的中徑。用表達式即為： 外螺紋：d2max d2作用 d2單一 d2min 內螺紋：D2min D2作用 D2單一 D2max 青島港灣港口機械系制作 一、角度和錐度的相對量法一、角度和錐度的相對量法 角度和錐度的相對量法是指用角度或錐度的置角度和錐度的相對量法是指用角度

13、或錐度的置 具具(如角度塊規(guī)角尺，圓錐量規(guī)等如角度塊規(guī)角尺，圓錐量規(guī)等)與被測的與被測的 角度或錐度相比較，按涂色法或光隙法估計角度或錐度相比較，按涂色法或光隙法估計 被測角度或錐度的偏差被測角度或錐度的偏差 任務三任務三 掌握螺紋公差帶的特點掌握螺紋公差帶的特點 青島港灣港口機械系制作 公差帶的大小和公差等級公差帶的大小和公差等級：公差帶的大小 由公差值確定，表示螺紋直徑尺寸的允許 變動量。內外螺紋直徑的公差等級見下表。 其中6級為基本級。 公差帶的位置和基本偏差公差帶的位置和基本偏差 :公差帶的位置是 指公差帶相對與基本牙型的距離，該距離 由基本偏差決定。規(guī)定內螺紋的下偏差（EI） 和外螺

14、紋的上偏差（es）為基本偏差。對 內螺紋規(guī)定代號為H和G的兩種基本偏差； 對外螺紋規(guī)定代號為e、f、g、h四種 青島港灣港口機械系制作 圖圖 12- 6 螺螺 紋紋 公公 差差 帶帶 青島港灣港口機械系制作 螺紋結合的精度不僅與螺紋公差帶大小有關，還 與螺紋的旋合長度有關。旋合長度愈長，螺距的 累積誤差愈大，較難旋合，且加工長螺紋比短螺 紋難以保證精度。因此對不同的旋合長度規(guī)定不 同大小的公差帶，旋合長度是螺紋精度設計旋合長度是螺紋精度設計 中必須考慮的因素中必須考慮的因素。 國標中規(guī)定了不同直徑和螺距所對應的旋合長度， 分為短（S）、中（N）、長（L）三種旋合長度。 國標按螺紋公差等級和旋合

15、長度規(guī)定了三種類型 的公差帶，分別是精密級、中等級和粗糙級，代 表著不同的加工難度。 青島港灣港口機械系制作 結合精度的確定： 精密級用于精密聯(lián)結螺紋。 中等級用于一般用途聯(lián)結。 粗糙級用于要求不高及制造困難的螺紋。 公差帶的確定：是螺紋公差等級和基本偏差的 組合。表示方法是公差等級后加上基本偏差代 號。 青島港灣港口機械系制作 1、 螺紋的公差帶及選用 GB.T1972003推薦了一些常用的公差帶。 螺紋公差帶代號包括中徑和頂徑的公差等級和基本偏差代號， 當中徑和頂徑公差帶不同時，應分別注出，前者為中徑， 后者為頂徑，如5g6g。當中徑、頂徑的公差帶相同時，合 并標注一個即可，如6H、6g。

16、 螺紋的公差帶選用： 內、外螺紋的選用公差帶可以任意組合，為了保證足夠的接 觸高度，加工好的內、外螺紋最好組成H.g、H.h或G.h的 配合。 一般情況采用最小間隙為零的H.h配合 對用于經常拆卸或工作溫度高的螺紋，通常采用H.g或G.h的 配合 對公稱直徑小于和等于1.4mm的螺紋，應選用5H.6h、4H.6h 或更精密的配合。 青島港灣港口機械系制作 2、 普通螺紋的標記 完整的螺紋標記由螺紋特征代號、尺寸代號、螺紋 公差帶代號和其他有必要做進一步說明的個別信 息組成。 1）.螺紋特征代號 螺紋特征代號用字母“M”表示。 2）.螺紋尺寸代號 單線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑螺距”，公稱 直徑

17、和螺距數(shù)值的單位為毫米。 對粗牙螺紋，可以省略標注其螺距項。 示例: 公稱直徑為16mm、螺距為1.5mm、導程為3mm的 雙線螺紋:M16Ph 3P1.5或M16P h 3P1.5 （two starts） 青島港灣港口機械系制作 3）.螺紋公差帶代號示例: 1.中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g的外螺 紋:M101-5g6g中徑公差帶和頂徑公差帶為6g的 粗牙外螺紋:M10-6g 2.中徑公差帶為5H、頂徑公差帶為6H的內螺 紋:M101-5H6H中徑公差帶和頂徑公差帶為6H 的粗牙內螺紋:M10-6H在下列情況下，中等公差 精度螺紋不標注其公差帶代號。 3.內螺紋:5H 公稱直徑小于和等

18、于1.4mm 時;6H 公稱直徑大于和等于1.6mm時。 注: 對螺距為0.2mm的螺紋，其公差等級為4級。 青島港灣港口機械系制作 螺紋的測量方法有兩種：螺紋的測量方法有兩種：綜合測量法和分項測量法綜合測量法和分項測量法 一、綜合檢驗一、綜合檢驗 在實際生產中，通常采用螺紋量規(guī)和光在實際生產中，通常采用螺紋量規(guī)和光 滑極限量規(guī)聯(lián)合檢驗螺紋的合格性?；瑯O限量規(guī)聯(lián)合檢驗螺紋的合格性。 螺紋環(huán)規(guī)通端用來檢驗外螺紋作用中徑和小徑的最螺紋環(huán)規(guī)通端用來檢驗外螺紋作用中徑和小徑的最 大極限尺寸，應有完整的牙型，其螺紋長度要與被大極限尺寸，應有完整的牙型，其螺紋長度要與被 測螺紋旋合長度相當（至少等于被測工

19、件旋合長度測螺紋旋合長度相當（至少等于被測工件旋合長度 的的80%）。螺紋環(huán)規(guī)通端旋過被測螺紋為合格。）。螺紋環(huán)規(guī)通端旋過被測螺紋為合格。 螺紋環(huán)規(guī)止端只用來檢驗外螺紋實際中徑是否超過螺紋環(huán)規(guī)止端只用來檢驗外螺紋實際中徑是否超過 外螺紋中徑的最小極限尺寸，螺紋環(huán)規(guī)止端不應旋外螺紋中徑的最小極限尺寸，螺紋環(huán)規(guī)止端不應旋 過合格的螺紋，但可以旋入不超過兩個螺距的旋合過合格的螺紋，但可以旋入不超過兩個螺距的旋合 量。量。 任務四任務四 學會螺紋的測量學會螺紋的測量 青島港灣港口機械系制作 圖圖12-7 螺紋量規(guī)螺紋量規(guī) 青島港灣港口機械系制作 二、單項測量 單項測量，一般是分別測量螺紋的每個參數(shù)，單項測量，一般是分別測量螺紋的每個參數(shù)， 主要測中徑、螺距、牙型半角和頂徑。主要測中徑、螺距、牙型半角和頂徑。 1.用螺紋千分尺測量外螺紋中徑 螺紋千分尺的結構和一般外徑千分尺相似，只是兩個測量面可 以根據不同