第7章 螺紋公差配合及測量 42P

1、7.1 概述 課時數(shù)：1課時 重點(diǎn)：普通螺紋的主要幾何參數(shù) 難點(diǎn)：螺紋中徑的概念授課方式：新授新課導(dǎo)入： 螺紋在機(jī)械中應(yīng)用很廣，螺紋的互換程度也很高。螺紋的幾何參數(shù)較多，國家標(biāo)準(zhǔn)對螺紋的牙型、公差與配合等都作了規(guī)定，以保證其幾何精度。 7.1.1 7.1.1 螺紋分類及使用要求螺紋分類及使用要求 螺紋的種類繁多，按用途用途可分為: 聯(lián)結(jié)螺紋聯(lián)結(jié)螺紋 傳動螺紋傳動螺紋按牙型牙型可分為: 三角形螺紋三角形螺紋 梯形螺紋梯形螺紋 矩形螺紋矩形螺紋 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 7.1.1 7.1.1 螺紋分類及使用要求螺紋分類及使用要求 1. 聯(lián)結(jié)螺紋 聯(lián)結(jié)螺紋又稱緊固螺紋。其作用是使零件相互連接或緊固成一

2、體，并可拆卸。 對這類螺紋的要求主要是可旋合性旋合性和聯(lián)接可靠性聯(lián)接可靠性，有些還要求有密封性密封性。 旋合性旋合性是指相同規(guī)格的螺紋易于旋入或擰出，以便裝配或拆卸。聯(lián)接可靠性聯(lián)接可靠性是指有足夠的連接強(qiáng)度,接觸均勻，螺紋不易松脫。 2. 2. 傳動螺紋傳動螺紋 傳動螺紋有傳力螺桿傳力螺桿和傳位移絲杠傳位移絲杠兩種，它們與螺母結(jié)合，通過相對運(yùn)動傳遞力矩和位移。 傳力螺桿如千斤頂千斤頂?shù)钠鹬芈輻U、摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)的傳動螺桿，主要用來傳遞載荷，也使被傳物體產(chǎn)生位移，但對所移位置沒有嚴(yán)格要求。這類螺紋結(jié)合需有足夠的強(qiáng)度。 傳位移絲杠如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的微調(diào)絲杠、計量器具計量器具中的測微

3、絲杠，主要用來傳遞位移，故要求傳動準(zhǔn)確。 傳動螺紋的牙型常用梯形、鋸齒形、矩形和三角形。 7.1.2 7.1.2 普通螺紋的主要幾何參數(shù)普通螺紋的主要幾何參數(shù) 1.普通螺紋的基本牙型 按GB 192-1981規(guī)定，基本牙型定義在軸向剖面上。如圖7-1所示。內(nèi)、外螺紋的大徑大徑、中徑中徑、小徑小徑的基本尺寸都在基本牙型上定義。 圖圖7-1 7-1 普通螺紋的基本牙型普通螺紋的基本牙型 2.普通螺紋的幾何參數(shù) （1） 原始三角形高度H 原始三角形高度為原始三角形的頂點(diǎn)到底邊的距離。如圖7-1所示，H與螺紋螺距P的幾何關(guān)系為： （2） 大徑D（d） 螺紋的大徑是指在基本牙型上,外螺紋的牙頂（或內(nèi)螺紋

4、的牙底）所在的假想圓柱的直徑。內(nèi)、外螺紋的大徑分別用D、d表示（見圖7-1）。外螺紋的大徑又稱外螺紋的頂徑。螺紋大徑的基本尺寸為螺紋的公稱直徑。螺紋大徑的基本尺寸為螺紋的公稱直徑。 2.2.普通螺紋的幾何參數(shù)普通螺紋的幾何參數(shù) （3） 小徑 （ ） 螺紋的小徑是指在螺紋的基本牙型上，外螺紋的牙底（或內(nèi)螺紋的牙頂）所在的假想圓柱的直徑。內(nèi)、外螺紋的小徑分別用 和 表示。內(nèi)螺紋的小徑又稱內(nèi)螺紋的頂徑。 1d1D1D1d（4） 中徑 （ ） 2D2d螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等處假想圓柱的直徑稱為螺紋中徑。內(nèi)、外螺紋中徑分別用 和 表示。 2d2D（5） 螺距P 在螺紋中徑線（中徑所在圓柱面的母線）

5、上，相鄰兩牙對應(yīng)點(diǎn)間的一段軸向距離稱為螺距。用P表示（見圖7-1）。 螺距有粗牙和細(xì)牙兩種。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了普通螺紋公稱直徑與螺距系列，如表7-1所示。 螺距與導(dǎo)程不同，導(dǎo)程是指同一條螺旋線在中徑線上相鄰兩牙對應(yīng)點(diǎn)之間的軸向距離，用L表示。對單線螺紋，導(dǎo)程L和螺距P相等。對多線螺紋，導(dǎo)程L等于螺距P與螺紋線數(shù)n的積，即L=nP。 （6 6） 牙型角牙型角和牙型半角和牙型半角a/2a/2牙型角是指在螺紋牙型上相鄰兩個牙側(cè)面的夾角。如圖7-1所示。普通螺紋的牙型角為60。牙型半角是指在螺紋牙型上，某一牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角（見圖7-1）。普通螺紋的牙型半角為30。 相互旋合的內(nèi)、外螺紋，它們的

6、上述六個基本參數(shù)相同。 已知螺紋的公稱直徑（大徑）和螺距，用下列公式可計算出螺紋的小徑和中徑： =D-25/8H=D-1.0825P =d-25/8H=d-1.0825P =D-23/8H=D-0.6495P =d-23/8H=d-0.6495P 如有資料，則不必計算，可直接查螺紋表格得出。 2D1D2d1d（7 7） 螺紋的旋合長度螺紋的旋合長度 螺紋的旋合長度是指兩個相互旋合的內(nèi)、外螺紋，沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度。圖7-2 螺紋的旋合長度 本課小結(jié)本課小結(jié)v螺紋按用途分為聯(lián)接螺紋和傳動螺紋，對聯(lián)接螺紋的要v求主要是可旋合性和聯(lián)接可靠性，有時還有密封性；對v傳動螺紋的要求主要是有足夠

7、的強(qiáng)度。v普通螺紋的主要幾何參數(shù)有牙型、直徑、螺距、線數(shù)及v旋向等。相互旋合的內(nèi)、外螺紋，它們的基本參數(shù)相同。v螺紋的公稱直徑是指螺紋的大徑，螺紋的中徑是螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等處假想圓柱的直徑 。v外螺紋的直徑用小寫字母表示，內(nèi)螺紋的直徑用相應(yīng)的大寫字母表示。7.2 普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對互換性的影響 課時數(shù)：2課時 重點(diǎn)：泰勒原則 難點(diǎn)：作用中徑的的概念 授課方式：新授新課導(dǎo)入： 螺紋幾何參數(shù)較多,加工過程中都會產(chǎn)生誤差,都將不同程度地影響螺紋的互換性。其中，中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差是影響互換性的主要因素。 7.2.1 7.2.1 螺距誤差對螺紋互換性的影響螺距誤差對螺紋互換

8、性的影響 普通螺紋的螺距誤差有兩種,一種是單個螺距誤差,另一種是螺距累積誤差。影響螺紋旋合性的主要是螺距累積誤差。 螺距累積誤差是指在指定的螺紋長度內(nèi)，包含若干個螺距的任意兩牙，在中徑線上對應(yīng)的兩點(diǎn)之間的實際軸向距離與其理論值（兩牙間所有理論螺距之和）之差，與旋合長度有關(guān)，用 P表示。 為了使有螺距累積誤差的外螺紋仍能與具有基本牙型的內(nèi)螺紋自由旋合，必須將外螺紋中徑減小一個fp值（或?qū)?nèi)螺紋中徑加大一個fp值），fp值稱為螺距誤差的中徑當(dāng)量。7.2.1 7.2.1 螺距誤差對螺紋互換性的影響螺距誤差對螺紋互換性的影響 普通螺紋的螺距誤差有兩種,一種是單個螺距誤差單個螺距誤差,另一種是螺距累積誤

9、差螺距累積誤差。影響螺紋旋合性的主要是螺距累積誤差。 螺距累積誤差是指在指定的螺紋長度內(nèi)，包含若干個螺距的任意兩牙，在中徑線上對應(yīng)的兩點(diǎn)之間的實際軸向距離與其理論值（兩牙間所有理論螺距之和）之差，與旋合長度有關(guān)，用 P表示。 圖7-3 螺距誤差對旋合性的影響 中徑當(dāng)量中徑當(dāng)量，當(dāng)內(nèi)螺紋有螺距誤差時，為了保證內(nèi)、外螺紋自由旋合，相當(dāng)內(nèi)螺紋的中徑加大一個 值（或?qū)⑼饴菁y中徑減小一個 值）。 pfpf7.2.2 7.2.2 牙型半角誤差對互換性的影響牙型半角誤差對互換性的影響 螺紋牙型半角誤差是指實際牙型半角與理論牙型半角之差，用 表示。 圖7-4 螺紋的牙型半角誤差 圖7-5 半角誤差對螺紋旋合性

10、的影響 牙型半角誤差的中徑當(dāng)量 為了讓一個有半角誤差的外螺紋仍能與內(nèi)螺紋自由旋合，必須將外螺紋的中徑減小 ，該減小量稱為半角誤差的中徑當(dāng)量。式中：P螺距； K1、K2選取系數(shù)。不論是外螺紋還是內(nèi)螺紋，當(dāng)其半角誤差導(dǎo)致干涉區(qū)在牙型的上半部（3H/8處）時，K1、K2取3；當(dāng)半角誤差導(dǎo)致干涉區(qū)在牙型的下半部（2H/8處）時，K1、K2取2。 右左2K2073. 0212KPf2f7.2.3 7.2.3 中徑誤差對螺紋互換性的影響中徑誤差對螺紋互換性的影響 由于螺紋在牙側(cè)面接觸,因此中徑的大小直接影響牙側(cè)相對軸線的徑向位置。外螺紋中徑大于內(nèi)螺紋中徑，影響旋合性；外螺紋中徑過小，影響聯(lián)接強(qiáng)度。因此必須

11、對內(nèi)、外螺紋中徑誤差加以控制。 7.2.4 7.2.4 保證普通螺紋互換性的條件保證普通螺紋互換性的條件 1.普通螺紋作用中徑的的概念 螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等處假想圓柱的直徑稱為中徑（ 、 ）。螺紋的牙槽寬度等于螺距一半處假想圓柱的直徑稱為單一中徑（ 、 ）。2D2d單一2d單一2D 顯然，為使外螺紋與內(nèi)螺紋能自由旋合，必須滿足下列條件： 內(nèi)、外螺紋旋合時實際起作用的中徑稱為作用中徑內(nèi)、外螺紋旋合時實際起作用的中徑稱為作用中徑（D2D2作用、作用、d2d2作用）。作用）。作用作用22dD2.2.保證普通螺紋互換性的條件保證普通螺紋互換性的條件 泰勒原則： 實際螺紋的作用中徑不能超出其最大

12、實體牙型中徑；而實際螺紋上任何部位的單一中徑不能超出其最小實體牙型中徑。 作用中徑外螺紋最大實體牙型中徑 單一中徑外螺紋最小實體牙型中徑 作用中徑內(nèi)螺紋最大實體牙型中徑 單一中徑內(nèi)螺紋最小實體牙型中徑 對于外螺紋:對于內(nèi)螺紋:本課小結(jié)v中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差是影響螺紋互換性的主要因素。v普通螺紋的螺距誤差有單個螺距誤差和螺距累積誤差兩種,影響旋合性的主要是螺距累積誤差。螺距累積誤差可以轉(zhuǎn)化為螺距誤差中徑當(dāng)量 。牙型半角誤差也可以轉(zhuǎn)化為半角誤差的中徑當(dāng)量。v泰勒原則： 實際螺紋的作用中徑不能超出最大實體牙型中徑；而實際螺紋上任何部位的單一中徑不能超出最小實體牙型中徑。 對外螺紋：作用中

13、徑外螺紋最大實體牙型中徑 單一中徑外螺紋最小實體牙型中徑 對內(nèi)螺紋：作用中徑內(nèi)螺紋最大實體牙型中徑 單一中徑內(nèi)螺紋最小實體牙型中徑 作業(yè)：習(xí)題7 7-1，7-2pf7.3普通螺紋的公差與配合 課時數(shù)：2課時 重點(diǎn)：螺紋的公差和標(biāo)記 難點(diǎn)：普通螺紋的公差帶 授課方式：新授新課導(dǎo)入： 要保證螺紋的互換性，必須對螺紋的幾何精度提出要求。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 19781普通螺紋公差與配合中，對普通螺紋規(guī)定了供選用的螺紋公差、螺紋配合、旋合長度及精度等級。 7.3.1 普通螺紋的公差帶普通螺紋的公差帶 1.公差帶的形狀和位置公差帶的形狀和位置 螺紋公差帶以基本牙型為零線，沿著螺紋牙型的牙 側(cè)、牙頂和牙底布置，在

14、垂直于螺紋軸線的方向上計量。 普通螺紋的公差帶由基本偏差決定其位置，公差值決定其大小 。2.公差帶的大小和公差等級公差帶的大小和公差等級 普通螺紋公差帶的大小由公差等級決定。 圖圖7-6 普通螺紋的公差帶普通螺紋的公差帶 圖圖7-7 普通螺紋的基本偏差普通螺紋的基本偏差 7.3.2 螺紋精度和旋合長度（摘自螺紋精度和旋合長度（摘自GB1972003） 螺紋精度由螺紋公差帶和旋合長度構(gòu)成。螺紋的旋合長度分短旋合長度（以S表示）、中等旋合長度（以N表示）、長旋合長度（以L表示）三種。 螺紋精度分為精密、中等和粗糙三個級別。 圖7-8 螺紋公差、旋合長度與螺紋精度的關(guān)系 7.3.3 普通螺紋的選用公

15、差帶和配合選用普通螺紋的選用公差帶和配合選用 1.螺紋公差帶的選用 表表7-6 普通螺紋的選用公差帶普通螺紋的選用公差帶2. 配合的選用配合的選用 國家標(biāo)準(zhǔn)要求，完工后的螺紋配合最好是H/g、H/h或G/h的配合。為了保證螺紋旋合后有良好的同軸度和足夠的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，可選用H/h配合。要裝拆方便，一般選用H/g配合。 7.3.4 螺紋的標(biāo)記螺紋的標(biāo)記1.單個螺紋的標(biāo)記 螺紋的完整標(biāo)記由螺紋代號、公稱直徑、螺距、旋向、螺紋代號、公稱直徑、螺距、旋向、螺紋公差帶代號和旋合長度代號（或數(shù)值）螺紋公差帶代號和旋合長度代號（或數(shù)值）組成。當(dāng)螺紋是粗牙螺紋時，粗牙螺距省略標(biāo)注（可查表7-1得螺距數(shù)值）。當(dāng)螺紋

16、為右旋螺紋時，不注旋向；當(dāng)螺紋為左旋螺紋時，在相應(yīng)位置寫“LH”字樣。當(dāng)螺紋中徑、頂徑公差帶相同時，合寫為一個。當(dāng)螺紋旋合長度為中等時，省略標(biāo)注旋合長度。 例7-1 解釋螺紋標(biāo)記M202 7g6g 24 LH 的含義解：M普通螺紋的代號； 20螺紋公稱直徑； 2細(xì)牙螺紋螺距（粗牙螺距不注）； LH左旋（右旋不注）； 7g螺紋中徑公差帶代號，字母小寫表示外螺紋； 6g螺紋頂徑公差帶代號，字母小寫表示外螺紋； 24旋合長度數(shù)值。 例7-2 解釋螺紋標(biāo)記M10 5H6H L 的含義解:M10普通螺紋代號及公稱直徑，粗牙； 5H6H螺紋中徑、頂徑公差帶代號，大寫字母表示內(nèi)螺紋；L長旋合長度代號（中等旋

17、合長度可不注）。 例7-3 解釋螺紋標(biāo)記M101 6g 的含義解：M101普通螺紋代號、公稱直徑及細(xì)牙螺距； 6g外螺紋中徑和頂徑公差帶代號 2.螺紋配合在圖樣上的標(biāo)注 標(biāo)注螺紋配合時，內(nèi)、外螺紋的公差帶代號用斜線分開，左邊為內(nèi)螺紋公差帶代號，右邊為外螺紋公差帶代號。例如： M2026H/6g M2026H/5g6gLH 螺紋牙型表面粗糙度主要根據(jù)中徑公差等級來確定。表7-7列出了螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra的推薦值。工 件螺紋中徑公差等級456779Ra不大于螺栓、螺釘、螺母1.63.23.26.3軸及套上的螺紋0.81.61.63.2 表7-7 螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra值 單位：m 7.3

18、.5螺紋的表面粗糙度要求螺紋的表面粗糙度要求 7.3.5 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 例7-4 一螺紋配合為M2026H/5g6g，試查表求出內(nèi)、外螺紋的中徑、小徑和大徑的極限偏差，并計算內(nèi)、外螺紋的中徑、小徑和大徑的極限尺寸。 解：1）確定內(nèi)、外螺紋中徑、小徑和大徑和基本尺寸 已知標(biāo)記中的公稱直徑為螺紋大徑的基本尺寸，即 D=d=20mm從普通螺紋各參數(shù)的關(guān)系可知 = =d-1.0825P=17.835mm = =d-0.6495P=18.701mm 實際工作中，可直接查有關(guān)手冊。 1D2D1d2d2）確定內(nèi)、外螺紋的極限偏差 內(nèi)螺紋中徑、頂徑（小徑）的基本偏差代號為H、公差等 級為6級；外螺紋中徑、

19、頂徑（大徑）的基本偏差代號為g、公差等級分別為5級、6級。 由表7-2，7-4，7-5可查算出內(nèi)、外螺紋的極限偏差：EI（ ）=0， ES（ ）=0.212mm； EI（D）=0；EI（ ）=0， ES（ ）=0.375mm； es（ ）=-0.038mm， ei（ ）=-0.163mm； es（ ）=-0.038mm es（d）=-0.038mm， ei（d）=-0.318mm。2D2D2d2d1D1D1d3）計算內(nèi)、外螺紋的極限尺寸 由內(nèi)、外螺紋的各基本尺寸及各極限偏差算出極限尺寸： =18.913mm； =18.701mm =18.210mm； =17.835mm =20mm =18.6

20、63mm； =18.538mm =19.962mm； =19.682mm max2Dmin2Dmax1Dmin1DminDmax2dmin2dmaxdmind例7-5 測得M245g6g實際螺銓的單一中徑d2作用=21.940mm，螺距誤差P=+50m，牙型半角誤差（左）=-32，（右）=+20，試判斷該螺栓中徑合格性。 解：1）根據(jù)M245g6g，并查表7-1，7-2，7-5得d=24mm，P=3mm，中徑基本偏差為es=-48m，Td2=160m。計算得 =22.051mm。=22.003mm， =21.843mm2）螺距偏差中徑當(dāng)量 =1.732P=86.6m 牙型半角偏差中徑當(dāng)量 3）

21、螺紋作用中徑d2作用= +（ +f/2） =22.0546mm4)根據(jù)泰勒原則，由于 ，故此螺紋不合格。 max2dm78.292K2073. 0212右左KPfmax2dmin2d2dpfpf單一2d作用2d本課小結(jié)v能查表，計算確定螺紋的公差。v螺紋精度由螺紋公差帶和旋合長度構(gòu)成 。螺紋精度影響螺紋的配合。v螺紋配合盡量選用國標(biāo)中的優(yōu)先系列。v國標(biāo)對螺紋的標(biāo)記作了專門規(guī)定。作業(yè) 習(xí)題7 7-3，7-4，7-57.4 普通螺紋的測量 課時數(shù)：1課時 重點(diǎn)：普通螺紋的綜合檢驗 難點(diǎn)：三針量法授課方式：新授新課導(dǎo)入： 測量螺紋的方法有兩類：單項測量和綜合檢驗。單項測量是指用指示量儀測量螺紋的實際值，每次只測量螺紋的一項幾何參數(shù)，并以所得的實際值來判斷螺紋的合格性。綜合檢驗是指一次同時檢驗螺紋的幾個參數(shù)，以幾個參數(shù)的綜合誤差來判斷螺紋的合格性。生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用螺紋極限量規(guī)綜合檢驗螺紋的合格性。 7.4.1 普通螺紋的綜合檢驗普通螺紋的綜合檢驗 2.螺紋量規(guī) 螺紋量規(guī)按極限尺寸判斷原則設(shè)計，它的通規(guī)用