第9章螺紋公差及檢測

1、9 螺紋公差及檢測9.1 概述9.2 螺紋的基本牙型和主要參數(shù)9.3 螺紋幾何參數(shù)誤差對螺紋互換性的影響9.4 螺紋中徑及其合格條件9.5 普通螺紋的公差與配合9.6 機(jī)床絲桿、螺母公差9.7 螺紋的測量9.1 概述 螺紋按其用途可分為以下3種： （1）連接螺紋。用于連接和緊固機(jī)械零件，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器零件的裝配牙型是三角形的，一般稱為普通螺紋。要求連接螺紋有較好的旋合性及較高的連接強(qiáng)度。 （2）傳動螺紋。用于傳遞運(yùn)動、位移或動力，牙型多用梯形的，稱為梯形螺紋。傳動螺紋應(yīng)具有較好的旋合性及較高的傳動精度，以保證運(yùn)動和位移的準(zhǔn)確。 （3）緊密螺紋。用于要求具有氣密性或水密性的條件下。緊密螺紋應(yīng)具有良好

2、的旋合性及密封性，即緊密結(jié)合。 9.2.1 普通螺紋 公制普通螺紋的基本牙型如圖9.1所示。 螺紋的基本要素有：（1）大徑d(D)。與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑。（2）小徑d1(D1)。與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑。（3）中徑d2(D2)。是一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過牙型上的溝槽和凸起寬度相等的地方。（4）單一中徑。是指一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過牙型上溝槽寬等于螺距基本尺寸一半的地方（見圖9.2）。（5）螺距P與導(dǎo)程L。螺距是指相鄰兩牙 在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)的軸向距離。導(dǎo)程是指在同一條螺旋線上，相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。（6

3、）牙型角和牙型半角/2。牙型角是指在通過螺紋軸線剖面內(nèi)的螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的夾角。牙型半角是指在螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角。（7）螺紋升角。在中徑圓柱上螺旋切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。（8）原始三角形高度H、牙型高度和螺紋接觸高度。原始三角形高度指原始三角形的頂點(diǎn)到底邊的垂直距離；牙型高度是指在螺紋牙型上，牙頂與牙底之間垂直于螺紋軸線的距離；螺紋接觸高度是指兩相配合螺紋在螺紋牙型上相互重合部分，在垂直于螺紋軸線方向的高度。（9）螺紋旋合長度。是指兩相配合螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度。牙型如圖9.3所示。梯形螺紋的原始三角形是等腰三角形，頂角即牙型角的公稱值是309

4、.3 螺紋幾何參數(shù)誤差對螺紋互換性的影響 9.3.1 螺距誤差對互換性的影響 螺距誤差分單個(gè)螺距誤差和螺距累積誤差。 螺距誤差對可旋合性和聯(lián)結(jié)強(qiáng)度都有影響，參見圖9.4。PfP732. 19.3.2 牙型半角誤差對互換性的影響 牙型半角偏差指牙型半角的實(shí)際值a/2與公差值的差值，即(/2)=a-30，它是螺紋牙型的形狀誤差，主要由加工刀具的制造誤差和安裝誤差所造成。P為螺距(mm)， 和 分別為左、右牙型偏差( )； 和 為系數(shù)，當(dāng)牙型半角偏差為正時(shí)等于2，當(dāng)牙型半角偏差為負(fù)時(shí)等于3。22073. 02112/kkPf1( /2)2( /2)1K2K9.3.3 中徑偏差對互換性的影響 中徑偏差

5、是指中徑實(shí)際值對中徑基本尺寸的代數(shù)差。如果僅考慮中徑這一參數(shù)的影響，那么，只要外螺紋中徑小于內(nèi)螺紋中徑，就能保證內(nèi)、外螺紋的可旋合性。但是，若外螺紋中徑過小，內(nèi)螺紋中徑過大，將影響聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。因此，對螺紋中徑偏差也必須加以限制。9.4 螺紋中徑及其合格條件 9.4.1 作用中徑 螺距誤差和螺紋牙型半角誤差對內(nèi)、外螺紋結(jié)合旋合性的影響相當(dāng)于螺紋中徑增加了一個(gè)相應(yīng)的補(bǔ)償值的影響。（1）對外螺紋，螺距及半角誤差的效果相當(dāng)于加大了中徑，這個(gè)假想的增大了的內(nèi)螺紋中徑被定義為外螺紋的作用中徑d2m 。 d2m = d2s +fp+f/2（2）對內(nèi)螺紋，螺距及半角誤差的效果相當(dāng)于減小了中徑，這個(gè)假想的減小了外

6、螺紋中徑定義為內(nèi)螺紋的作用中徑D2m。 D2m = D2s -(fp+f/2)9.4.2 中徑合格條件（1）對外螺紋，中徑合格條件是：作用中徑d2m不得大于中徑的最大極限尺寸d2max ，實(shí)際中徑d2s不得小于中徑的最小極限尺寸d2min，即： d2md2max ， d2s d2min （2）對內(nèi)螺紋，中徑合格條件是：作用中徑D2m 不得小于中徑的最小極限尺寸D2min，實(shí)際中徑D2s不得大于中徑的最大極限尺寸D2max，即： D2m D2min ， D2s D2max 例9.1 外螺紋M24-6h(P=3 ,d2=22.051)，測得實(shí)際中徑為21.90mm，螺距誤差為-60um，半角誤差左

7、為(/2)左=-60，右為(/2)右=+80。判斷該螺紋的中徑是否合格。解：（1）確定外螺紋的中徑的 極限值 查表得Td2=0.2mm，es=0 ，則：ei=es-Td2=-0.2 d2max =22.051mm， d2min = 21.851mm， (2)求外螺紋的作用中徑d2m =1.732 6 0 =103.93104(um) =0.073 3(360+280) 75(um)d2m = d2s +fp+f/2 =21.90+0.104+0.075=22.07 9mm (3)判斷該螺紋的中徑是否合格22073. 02112/kkPfPfP732.1由于該螺紋的實(shí)際中徑d2s和作用中徑d2m

8、分別為： d2s=21.90d2min= 21.851 d2m=22.079 d2max =22.051 所以按中徑合格條件判斷，該螺紋中徑不合格。9.5 普通螺紋的公差與配合 9.5.1 螺紋公差帶 螺紋大、中、小徑的公差帶都以基本牙型為零線，由公差帶的位置（基本偏差）和大?。ü畹燃墸┐_定，并沿牙型的牙頂、牙側(cè)和牙底分布，在垂直于螺紋軸線的方向上計(jì)算。 螺紋公差帶的位置由基本偏差確定。 由圖9.6可見，內(nèi)螺紋公差帶位于基本牙型上方，中徑、小徑的基本偏差都為下偏差（EI），共有2種，分別用代號G和H表示。大徑的最大極限尺寸未規(guī)定。 由圖9.7可見，外螺紋公差帶位于基本牙型下方，中徑和大徑的基

9、本偏差都為上偏差（es），共有4種，分別用e、f、g、h表示。對小徑只規(guī)定了最大極限尺寸。 螺紋公差帶的大小由公差等級確定。內(nèi)、外螺紋各直徑的公差等級如下：內(nèi)螺紋小徑D1公差等級：4,5,6,7,8內(nèi)螺紋中徑D2公差等級：4,5,6,7,8外螺紋中徑d2公差等級： 3,4,5,6,7,8,9外螺紋小徑d1公差等級：4,6,8 各公差等級中3級最高，等級依次遞降，9級最低。 內(nèi)、外螺紋公差帶代號由公差等級代號和基本偏差代號組成。螺紋公差帶既要標(biāo)出中徑代號，又要標(biāo)出頂徑（內(nèi)螺紋小徑或外螺紋大徑）代號。 螺紋副的公差帶代號由內(nèi)、外螺紋公差帶代號組成，用斜線分開，左邊表示內(nèi)螺紋公差帶，右邊表示外螺紋公

10、差帶。 9.5.2 螺紋精度等級與旋合長度 螺紋精度不僅與公差等級有關(guān)，而且與旋合長度（見表9.1）有關(guān)，如表9.2所示。 按同一直徑的螺紋所對應(yīng)的旋合長度，可將螺紋的旋合長度分為3組，分別稱為短旋合長度(S)、中等旋合長度(N)和長旋合長度(L)。 根據(jù)螺紋的公差帶和短、中、長等3組旋合長度，螺紋精度等級分為精密級、中等級和粗糙級等3種。一般采用中等級。 普通螺紋的基本偏差、頂徑公差和中徑公差分別見表9.3和表9.4。 表9.1 螺紋旋合長度 公稱直徑 D、d螺距P 旋合長度 S N L 5.611.20.50.7511.251.51.62.43451.62.43454.77.1912154

11、.77.19121511.222.40.50.7511.251.51.7522.51.82.73.84.55.668101.82.73.84.55.668105.48.11113161824305.48.1111316182430 表9.2 普通螺紋的選用公差帶精度等級 內(nèi)螺紋公差帶 外螺紋公差帶SNLSNL精密級4H4H5H5H6H(3h4h)4h(5h4h)中等級 5H(5G) 6H(6G) 7H(7G)(5h6h)(5g6g)6e6f6g6h(7h6h) (7g6g)粗糙級 7H(7G) (8h)8g 表9.3 普通螺紋的基本偏差和頂徑公差螺距P/mm內(nèi)螺紋基本偏差(EI)外螺紋基本偏差

12、(es)內(nèi)螺紋小徑公差TD1外螺紋大徑公差Td公差等級公差等級GHefgh456784681+260-60-40-2601501902363003751121802801.25+28-63-42-281702122653354251322123351.5+32-67-45-321902363003754751502363751.75+34-71-48-342122653354255301702654252+38-71-52-382363003754756001802804502.5+42-80-58-422803554505607102123355303+48-85-63-4831545056

13、07109002654256703.5+53-90-70-533554505607109002654256704+60-95-75-60375475600750950300475750 表9.4 普通螺紋中徑公差9.5.3 螺紋公差帶與配合的選用 公差帶可按表9.2選用。 由于螺紋精度與旋合長度有關(guān)，因此在同一精度等級中，不同的旋合長度對中徑采用不同的公差等級。從表9.2可看出，通常S組比N組高一級，N組比L組高一級。 選用公差帶時(shí)，一般情況下應(yīng)采用中等旋合長度（N組）的6級公差等級，生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用6H、6h，大批和大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用6H、6g。 內(nèi)、外螺紋的公差帶可按表9.2所列的公差帶任意組合。為了保證聯(lián)結(jié)強(qiáng)度、具有足夠螺紋接觸高度及裝拆方便，完工后的螺紋最好采H/g，H/h，G/h配合為宜。對需要涂鍍的螺紋，涂鍍后以滿足H/h和H/g配合為宜。大量生產(chǎn)的精制緊固螺紋推薦采用6H/6g配合。9.5.4 螺紋的標(biāo)記 由螺紋代號、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號組成，這三者之間用連接號“-”分開。梯形螺紋和梯形螺