公差與測量技術(shù)第九章螺紋公差與檢測

第一頁，共四十一頁，2022年，8月28日第9章螺紋公差與檢測第二頁，共四十一頁，2022年，8月28日第9章螺紋公差配合與測量

9.1概述

9.2普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響

9.3普通螺紋的公差與配合

9.4梯形螺紋絲杠、螺母標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的簡介

9.5

滾動(dòng)螺旋副

9.6

螺紋測量簡述第三頁，共四十一頁，2022年，8月28日41.教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求：⑴了解圓柱螺紋主要幾何參數(shù)值對互換性的影響，了解圓柱螺紋的公差與配合標(biāo)準(zhǔn)系與結(jié)構(gòu)。⑵圓柱學(xué)會(huì)螺紋公差配合在圖樣上的表達(dá)方法。掌握圓柱螺紋結(jié)合公差與配合的選用原則和方法。⑶掌握圓柱螺紋的中徑合格性判斷條件。2.教學(xué)方法：課堂教授。布置作業(yè)一次。3.學(xué)時(shí)安排：3—3.5第四頁，共四十一頁，2022年，8月28日4.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：螺紋的幾何參數(shù)對互換性的影響。中徑合格性判斷判斷條件及標(biāo)準(zhǔn)。普通螺紋的公差與配合及螺紋標(biāo)記。難點(diǎn)：螺紋幾何參數(shù)對互換性影響。第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日本章所涉及到的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T192—2003《普通螺紋基本牙型》、GB/T193—2003《普通螺紋直徑與螺距系列》、GB/T196—2003《普通螺紋基本尺寸》、GB/T197—2003《普通螺紋公差》、GB/T2516—2003《普通螺紋基極限偏差》、GB/T9144~9146—2003《普通螺紋優(yōu)選系列》等。第六頁，共四十一頁，2022年，8月28日9.1概述?課時(shí)數(shù)：1課時(shí)?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。第七頁，共四十一頁，2022年，8月28日9.1概述：

一.螺紋的種類及使用要求：

螺紋的種類繁多，按用途可分為聯(lián)結(jié)螺紋和傳動(dòng)螺紋兩類。

1.緊固螺紋（連接螺紋）——用于連接和緊固零件所用。使用要求：可旋轉(zhuǎn)，連接可靠。2.傳動(dòng)螺紋——用以傳遞力和運(yùn)動(dòng)及位移。使用要求：傳遞可靠，可旋轉(zhuǎn)按牙型可分為三角形螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。第八頁，共四十一頁，2022年，8月28日三角螺紋梯型螺紋鋸齒型螺紋方牙螺紋第九頁，共四十一頁，2022年，8月28日二、普通螺紋的主要幾何參數(shù)1.普通螺紋的基本牙型

按GB192-1981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、中徑、小徑的基本尺寸都在基本牙型上定義。

圖9-1普通螺紋的基本牙型第十頁，共四十一頁，2022年，8月28日（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。（3）小徑D1（d1）

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D1和d1表示。內(nèi)螺紋的小徑又稱內(nèi)螺紋的頂徑。第十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日（4）中徑D2（d2）

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D2和d2表示。（5）螺距P在螺紋中徑線（中徑所在圓柱面的母線）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。

第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日表9-1普通螺紋的公稱直徑和螺距系列(摘自GB193-1981)

第十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日牙型角是指在螺紋牙型上相鄰兩個(gè)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，它們的上述六個(gè)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(jì)算出螺紋的小徑和中徑：D1=D-2×5/8H=D-1.0825Pd1=d-2×5/8H=d-1.0825PD2=D-2×3/8H=D-0.6495Pd2=d-2×3/8H=d-0.6495P如有資料，則不必計(jì)算，可直接查螺紋表格得出。（6）牙型角α和牙型半角a/2第十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日螺紋的旋合長度是指兩個(gè)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9-2螺紋的旋合長度

（7）螺紋的旋合長度第十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日螺紋按用途分為聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋，對聯(lián)接螺紋的要求主要是可旋合性和聯(lián)接可靠性，有時(shí)還有密封性；對傳動(dòng)螺紋的要求主要是有足夠的強(qiáng)度。普通螺紋的主要幾何參數(shù)有牙型、直徑、螺距、線數(shù)及旋向等。相互旋合的內(nèi)、外螺紋，它們的基本參數(shù)相同。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。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。本課小結(jié)第十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日?課時(shí)數(shù)：2課時(shí)?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(huì)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。9.2普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對互換性的影響第十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日普通螺紋的螺距誤差有兩種,一種是單個(gè)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(gè)螺距的任意兩牙，在中徑線上對應(yīng)的兩點(diǎn)之間的實(shí)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(gè)fp值（或?qū)?nèi)螺紋中徑加大一個(gè)fp值），fp值稱為螺距誤差的中徑當(dāng)量。二、螺距誤差對螺紋互換性的影響第十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日圖9-3螺距誤差對旋合性的影響

同理，當(dāng)內(nèi)螺紋有螺距誤差時(shí)，為了保證內(nèi)、外螺紋自由旋合，應(yīng)將內(nèi)螺紋的中徑加大一個(gè)fp值（或?qū)⑼饴菁y中徑減小一個(gè)fp值）。第十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日螺紋牙型半角誤差是指實(shí)際牙型半角與理論牙型半角之差，用Δ表示。圖9-4螺紋的牙型半角誤差

二、牙型半角誤差對互換性的影響

第二十頁，共四十一頁，2022年，8月28日圖9-5半角誤差對螺紋旋合性的影響第二十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日為了讓一個(gè)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fα/2，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(shí)，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(shí)，K1、K2取2。牙型半角誤差的中徑當(dāng)量第二十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日由于螺紋在牙側(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。因此必須對內(nèi)、外螺紋中徑誤差加以控制。

四、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（D2、d2）。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（D2單一、d2單一）。三、中徑誤差對螺紋互換性的影響第二十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日

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(shí)實(shí)際起作用的中徑稱為作用中徑（D2作用、d2作用）。第二十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日泰勒原則：

實(shí)際螺紋的作用中徑不能超出其最大實(shí)體牙型中徑；而實(shí)際螺紋上任何部位的單一中徑不能超出其最小實(shí)體牙型中徑。

作用中徑≤外螺紋最大實(shí)體牙型中徑

單一中徑≥外螺紋最小實(shí)體牙型中徑

作用中徑≥內(nèi)螺紋最小實(shí)體牙型中徑

單一中徑≤內(nèi)螺紋最大實(shí)體牙型中徑

對于外螺紋:對于內(nèi)螺紋:五、保證普通螺紋互換性的條件第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差是影響螺紋互換性的主要因素。普通螺紋的螺距誤差有單個(gè)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fp。牙型半角誤差也可以轉(zhuǎn)化為半角誤差的中徑當(dāng)量。泰勒原則：實(shí)際螺紋的作用中徑不能超出最大實(shí)體牙型中徑；而實(shí)際螺紋上任何部位的單一中徑不能超出最小實(shí)體牙型中徑。

對外螺紋：作用中徑≤外螺紋最大實(shí)體牙型中徑

單一中徑≥外螺紋最小實(shí)體牙型中徑對內(nèi)螺紋：作用中徑≥內(nèi)螺紋最小實(shí)體牙型中徑單一中徑≤內(nèi)螺紋最大實(shí)體牙型中徑

作業(yè)：習(xí)題77-1，7-2本課小結(jié)第二十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日?課時(shí)數(shù)：2課時(shí)?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)GB197—81《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(jí)。9.3普通螺紋的公差與配合第二十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日1.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，在垂直于螺紋軸線的方向上計(jì)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(jí)

普通螺紋公差帶的大小由公差等級(jí)決定。

一、普通螺紋的公差帶第二十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日表9-2螺紋公差等級(jí)螺紋直徑公差等級(jí)內(nèi)螺紋小徑D14、5、6、7、8內(nèi)螺紋中徑D24、5、6、7、8外螺紋大徑d4、6、8外螺紋中徑d23、4、5、6、7、8、9第二十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日圖9-6普通螺紋的公差帶第三十頁，共四十一頁，2022年，8月28日圖9-7普通螺紋的基本偏差第三十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日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(gè)級(jí)別。圖7-8螺紋公差、旋合長度與螺紋精度的關(guān)系3、螺紋精度和旋合長度（摘自GB197—2003）

第三十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日1.螺紋公差帶的選用

表9-6普通螺紋的選用公差帶二、普通螺紋的選用公差帶和配合選用第三十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日國家標(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。

三、螺紋的標(biāo)記1.單個(gè)螺紋的標(biāo)記螺紋的完整標(biāo)記由螺紋代號(hào)、公稱直徑、螺距、旋向、螺紋公差帶代號(hào)和旋合長度代號(hào)（或數(shù)值）組成。當(dāng)螺紋是粗牙螺紋時(shí)，粗牙螺距省略標(biāo)注（可查表9-1得螺距數(shù)值）。當(dāng)螺紋為右旋螺紋時(shí)，不注旋向；當(dāng)螺紋為左旋螺紋時(shí)，在相應(yīng)位置寫“LH”字樣。當(dāng)螺紋中徑、頂徑公差帶相同時(shí)，合寫為一個(gè)。當(dāng)螺紋旋合長度為中等時(shí)，省略標(biāo)注旋合長度。2、配合的選用

第三十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日例7-1解釋螺紋標(biāo)記M20×2—7g6g—24—LH的含義解：M——普通螺紋的代號(hào)；

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(hào)，字母小寫表示外螺紋；

6g——螺紋頂徑公差帶代號(hào)，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(hào)及公稱直徑，粗牙；

5H6H——螺紋中徑、頂徑公差帶代號(hào)，大寫字母表示內(nèi)螺紋；L——長旋合長度代號(hào)（中等旋合長度可不注）。第三十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日例7-3解釋螺紋標(biāo)記M10×1—6g的含義解：M10×1——普通螺紋代號(hào)、公稱直徑及細(xì)牙螺距；

6g——外螺紋中徑和頂徑公差帶代號(hào)

2.螺紋配合在圖樣上的標(biāo)注標(biāo)注螺紋配合時(shí)，內(nèi)、外螺紋的公差帶代號(hào)用斜線分開，左邊為內(nèi)螺紋公差帶代號(hào)，右邊為外螺紋公差帶代號(hào)。例如：

M20×2—6H/6gM20×2—6H/5g6g—LH第三十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日本課小結(jié)能查表，計(jì)算確定螺紋的公差。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。螺紋配合盡量選用國標(biāo)中的優(yōu)先系列。國標(biāo)對螺紋的標(biāo)記作了專門規(guī)定。作業(yè)習(xí)題77-3，7-4，7-5第三十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日9.6普通螺紋的測量?課時(shí)數(shù)：1課時(shí)?重點(diǎn)：普通螺紋的綜合檢驗(yàn)?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(xiàng)測量和綜合檢驗(yàn)