第互換性與技術(shù)測量-課件4

第9章普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性

9.1概述

9.2普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對互換性的影響

9.3普通螺紋的公差與配合9.4螺紋公差帶和配合的選用9.5普通螺紋的測量本章導(dǎo)讀:

(1)了解螺紋的作用、分類及使用要求,熟悉普通螺紋的主要幾何參數(shù)。

(2)了解普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對螺紋互換性的影響,掌握保證螺紋互換性的條件。

(3)掌握普通螺紋的公差與配合的選用和正確標(biāo)注方法。

(4)了解普通螺紋常用的檢測方法。

在機(jī)械制造業(yè)中螺紋應(yīng)用很廣泛,其互換程度也很高。螺紋聯(lián)結(jié)是由相互結(jié)合的內(nèi)、外螺紋組成,通過相互旋合及牙側(cè)面的接觸作用來實現(xiàn)零部件間的聯(lián)結(jié)、緊固和相對位移等功能。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。螺紋主要用于緊固聯(lián)結(jié)、密封、傳遞力和運動等。本節(jié)主要介紹普通螺紋及其公差標(biāo)準(zhǔn)。9.1概述9.1.1螺紋的種類和使用要求

螺紋聯(lián)結(jié)按用途可分為三類:

(1)緊固螺紋:常稱普通螺紋,其牙型為三角形。如公制普通螺紋有粗牙和細(xì)牙螺紋之分,主要用于緊固和聯(lián)結(jié)各類零件,并可拆卸,如螺栓與螺母聯(lián)結(jié)、螺釘與機(jī)體聯(lián)結(jié)等。這是使用最廣泛的一種螺紋聯(lián)結(jié),對它的使用要求是要有良好的可旋入性和聯(lián)結(jié)的可靠性。

(2)傳動螺紋:主要用于傳遞動力、運動或精確位移。如車床傳動絲杠和螺旋千分尺上的測微螺桿,主要用來傳遞位移,故要求傳動準(zhǔn)確;如千斤頂?shù)钠鹬芈輻U和摩擦壓力機(jī)的傳動螺桿,主要用來傳遞載荷,也可使被傳遞物體產(chǎn)生位移,但對所移位置沒有嚴(yán)格要求。這類螺紋聯(lián)結(jié)需有足夠的強(qiáng)度。傳動螺紋的牙型有梯形、三角形、鋸齒形和矩形等。對它的使用要求是要有傳遞動力的可靠性,傳動比要穩(wěn)定,保證螺紋牙側(cè)接觸的均勻性和耐磨性,有一定的保證間隙,以便傳動和儲存潤滑油。

(3)緊密螺紋:又稱密封螺紋,用于密封的螺紋聯(lián)結(jié),如聯(lián)結(jié)管道用的螺紋。對它的使用要求是聯(lián)結(jié)緊密,不漏水、氣或油。這類螺紋結(jié)合應(yīng)具有一定的過盈,以保證具有足夠的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和密封性。9.1.2普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數(shù)

1.普通螺紋的基本牙型

按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,普通螺紋的基本牙型如圖9.1所示,基本牙型是在軸向剖面上由高度為H的原始等邊三角形的頂部截去H/8和底部截去H/4后而形成的。

圖9.1普通螺紋的基本牙型

2.普通螺紋的主要幾何參數(shù)

1)原始三角形高度

原始三角形高度H為原始等邊三角形的頂點到底邊的距離。H與螺紋螺距P的幾何關(guān)系為:

2)大徑

大徑(D或d)是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的圓柱的直徑,如圖9.1所示,即為原始三角形頂部H/8削平處所在的圓柱面的直徑。D表示內(nèi)螺紋的大徑,d表示外螺紋的大徑。外螺紋的大徑d又稱為外螺紋的頂徑,內(nèi)螺紋的大徑D又稱為內(nèi)螺紋的底徑。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,普通螺紋的公稱直徑是指螺紋大徑的基本尺寸。

3)小徑

小徑(D1或d1)是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的圓柱的直徑,如圖9.1所示,即為原始三角形根部H/4削平處所在的圓柱的直徑。D1表示內(nèi)螺紋的小徑,d1表示外螺紋的小徑。外螺紋的小徑d1又稱為外螺紋的底徑,內(nèi)螺紋的小徑D1又稱為內(nèi)螺紋的頂徑。

4)中徑

中徑(D2或d2)是一個假想圓柱的直徑,該圓柱的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。螺紋的配合性質(zhì)用中徑來確定。普通螺紋的中徑不是大徑和小徑的平均值。中徑的大小決定了螺紋牙側(cè)相對于軸線的徑向位置。因此,中徑是螺紋公差與配合中的主要參數(shù)之一。在同一螺紋配合中,內(nèi)、外螺紋的中徑、大徑和小徑的基本尺寸對應(yīng)相同。

5)單一中徑

單一中徑(D2s或d2s)是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的一半,即P／2的地方,如圖9.2所示。當(dāng)螺距無誤差時,中徑就是單一中徑;當(dāng)螺距有誤差時,則兩者不相等。單一中徑可用三針法測得,通常用單一中徑代表實際中徑(D2a或d2a)。

圖9.2單一中徑和實際中徑

6)螺距和導(dǎo)程

螺距(P)是指相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離,如圖9.1所示。導(dǎo)程(L)是指同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。對于單線螺紋,導(dǎo)程L等于螺距P;對于多線螺紋,導(dǎo)程L等于螺紋線數(shù)n與螺距P的乘積,即L＝nP。

普通螺紋的螺距分為粗牙和細(xì)牙兩種,應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列來選用螺距。普通螺紋的基本尺寸見表9.1。

實際工作中,如需要求螺紋(已知公稱直徑和螺距)中徑、小徑的尺寸時,可根據(jù)基本牙型按下列公式計算:

也可按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的普通螺紋的基本尺寸直接查取。

7)牙型角和牙型半角

牙型角(α)是指螺紋軸向剖面內(nèi),螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角;牙型半角是指牙側(cè)與螺紋軸線的夾角。米制普通螺紋牙型角為60°,牙型半角為30°,如圖9.1所示。

牙型半角(α/2)的大小和傾斜的方向會影響螺紋的旋合性和接觸面積,所以,牙型半角α/2也是螺紋公差與配合的主要參數(shù)之一。表9.1普通螺紋的基本尺寸(摘自GB/T196、197－2003)mm8)螺紋接觸高度

螺紋接觸高度是指兩個互相配合的螺紋牙型重合部分在垂直于螺紋軸線方向的距離,如圖9.3所示。

圖9.3螺紋的接觸高度與旋合長度

9)螺紋旋合長度

螺紋旋合長度是指兩個相配合的螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度，如圖9.3所示。

10)螺紋升角(j)

螺紋升角j是指在中徑圓柱上,螺旋線的切線與螺紋軸線的平面之間的夾角。其計算公式如下:

普通螺紋幾何參數(shù)誤差會對螺紋的互換性產(chǎn)生不同程度的影響。為了實現(xiàn)螺紋的互換性,就必須保證在裝配過程中的可旋入性和使用過程中聯(lián)結(jié)的可靠性。影響螺紋互換性的幾何參數(shù)有螺紋的大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角。在實際加工中,由于內(nèi)螺紋的大、小徑尺寸分別大于外螺紋的大、小徑尺寸,因此螺紋的大徑和小徑處均留有間隙,這一般不會影響螺紋的配合性質(zhì),而內(nèi)、外螺紋的聯(lián)結(jié)是依靠螺紋旋合后牙側(cè)面接觸的均勻性來實現(xiàn)的。9.2普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對互換性的影響因此,影響螺紋互換性的主要因素是螺距誤差、牙型半角誤差和中徑誤差。但是,外螺紋的大徑尺寸過小和內(nèi)螺紋的小徑尺寸過大,都會降低螺紋的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,因此必須規(guī)定螺紋的頂徑公差。9.2.1普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性要求

普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性要求主要包括以下兩點。

(1)可旋入性：指同規(guī)格的內(nèi)、外螺紋在裝配時不經(jīng)挑選就能在給定的軸向長度內(nèi)全部旋合。

(2)聯(lián)結(jié)可靠性：指用于聯(lián)結(jié)和緊固時,應(yīng)具有足夠的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和緊固性,以確保機(jī)器或裝置的使用性能。9.2.2螺距誤差對互換性的影響

螺距誤差包括局部誤差(ΔP)和累積誤差(ΔPΣ)。局部誤差是指單個螺距的實際尺寸與基本尺寸的代數(shù)差,與旋合長度無關(guān)。累積誤差是指旋合長度內(nèi)任意個螺距的實際尺寸與基本尺寸的代數(shù)差,與旋合長度有關(guān)。螺距累積誤差將使內(nèi)、外螺紋在旋合時發(fā)生干涉,不能旋合。因此,影響螺紋可旋入性的主要因素是螺距累積誤差。

螺距誤差主要是由加工機(jī)床運動鏈的傳動誤差引起的。若用成型刀具如板牙、絲錐加工,則刀具本身的螺距誤差會直接造成零件的螺距誤差。

假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想牙型,無螺距誤差和半角誤差,外螺紋無半角誤差但存在螺距累積誤差,此時內(nèi)、外螺紋旋合時,牙側(cè)面會產(chǎn)生干涉,并且隨著旋合牙數(shù)的增加,牙側(cè)的干涉量也會增大,直至最后不能再旋入,從而影響了螺紋的可旋入性。由圖9.4可知,為了讓一個實際有螺距累積誤差的外螺紋在所要求的旋合長度內(nèi)全部旋入內(nèi)螺紋,就需要將外螺紋的中徑d2減小一個量,該量稱為外螺紋螺距累積誤差的中徑當(dāng)量fP;同理,當(dāng)內(nèi)螺紋存在螺距累積誤差時,為保證可旋入性,應(yīng)將內(nèi)螺紋的中徑D2增大一個量，該量稱為內(nèi)螺紋螺距累積誤差的中徑當(dāng)量FP。fP(FP)是為補(bǔ)償螺距誤差的影響而折算到中徑上的數(shù)值,也稱為螺距誤差的中徑補(bǔ)償值。可見,螺距誤差是與中徑相關(guān)聯(lián)的,即可把軸向的累積誤差ΔPΣ轉(zhuǎn)換成徑向的中徑誤差。由圖9.4所示關(guān)系可知,螺距累積誤差的中徑當(dāng)量fP的值為

對于牙型半角α/2＝30°的米制普通螺紋,

fP＝1.732|ΔPΣ|

圖9.4螺距累積誤差對可旋入性的影響9.2.3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,它是螺紋牙側(cè)相對于螺紋軸線方向的誤差,用

表示。螺紋牙型半角誤差有兩種,一種是車削螺紋時,若車刀未裝正,便會造成螺紋的左、右牙型半角不對稱,即

另一種是左、右牙型半角相等,但不等于30°,這是由于加工螺紋的刀具角度不等于60°所致。不論哪一種牙型半角誤差,都會影響螺紋的旋合性和聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,如圖9.5所示。

圖9.5螺紋的半角誤差對互換性的影響假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想的牙型,與其相配合的外螺紋無螺距誤差,若此時外螺紋的左半角誤差

右半角誤差

并與具有理想牙型的內(nèi)螺紋旋合時,將分別在牙側(cè)的上半部3H/8處和下半部2H/8處發(fā)生干涉(用陰影示出),從而影響內(nèi)、外螺紋的可旋入性,如圖9.6所示。為了讓一個有半角誤差的外螺紋仍能旋入內(nèi)螺紋,必須將外螺紋的中徑減小一個量,稱為半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2,其值也稱為中徑補(bǔ)償值。這樣,陰影所示的干涉區(qū)就會消失,從而保證了螺紋的可旋入性。

圖9.6半角誤差對螺紋可旋入性的影響由圖9.6中的幾何關(guān)系,可以推導(dǎo)出外螺紋牙型半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2(μm)為

式中:P——螺距(mm);

——左、右半角誤差(′);

K1、K2——修正系數(shù),其值如表9.2所示。

上式是一個通式,是以外螺紋存在半角誤差時推導(dǎo)整理出來的。當(dāng)外螺紋具有理想牙型,而內(nèi)螺紋存在半角誤差時,就需要將內(nèi)螺紋的中徑加大一個Fα/2,所以上式對內(nèi)螺紋同樣適用。

表9.2K1、K2值的取法9.2.4中徑誤差對互換性的影響

中徑誤差是指中徑的實際尺寸與其基本尺寸之間的差值。由于螺紋在牙側(cè)面接觸,因此中徑的大小會直接影響螺紋的互換性。當(dāng)外螺紋中徑大于內(nèi)螺紋中徑時就會產(chǎn)生干涉,影響旋合性。但是如果外螺紋中徑過小,內(nèi)螺紋中徑過大,則會削弱聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。因此,必須限制螺紋的中徑誤差。9.2.5保證普通螺紋互換性的條件

1.作用中徑的概念

作用中徑就是內(nèi)、外螺紋旋合時實際起作用的中徑。當(dāng)普通螺紋沒有螺距誤差和牙型半角誤差時,內(nèi)、外螺紋旋合時起作用的中徑就是螺紋的實際中徑。但在實際加工螺紋中,作用中徑是中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差這三種誤差的綜合作用的結(jié)果。

當(dāng)實際外螺紋存在螺距誤差和牙型半角誤差時,外螺紋將不能旋入具有理想牙型的內(nèi)螺紋,為了保證其可旋入性,外螺紋只能與一個中徑較大的理想內(nèi)螺紋旋合,這就相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了。這個增大的假想中徑叫做外螺紋的作用中徑d2m,它等于外螺紋的實際中徑d2a、螺距誤差的中徑當(dāng)量fP及牙型半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2之和,即

d2m＝d2a＋fP＋fα2

同理,當(dāng)內(nèi)螺紋存在螺距誤差和牙型半角誤差時,只能與一個中徑較小的理想外螺紋旋合,相當(dāng)于內(nèi)螺紋的中徑減小了。這個減小的假想中徑叫做內(nèi)螺紋的作用中徑D2m,它等于內(nèi)螺紋的實際中徑D2a、螺距誤差的中徑當(dāng)量FP及牙型半角誤差的中徑當(dāng)量Fα/2之差,即

為了使相互結(jié)合的內(nèi)、外螺紋能自由旋合,應(yīng)保證

D2m≥d2m。

2.泰勒原則

保證普通螺紋互換性的條件就是判斷螺紋中徑的合格性。由于中徑當(dāng)量可代表螺距誤差和牙型半角誤差對螺紋使用性能的影響,因此,國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了中徑公差,而沒有單獨規(guī)定螺距和牙型半角公差,這是因為內(nèi)、外螺紋的中徑公差可綜合控制實際中徑、螺距和牙型半角三項誤差。因而中徑公差是衡量螺紋互換性的重要指標(biāo)。如圖9.7所示為螺紋中徑合格性判斷示意圖。

圖9.7螺紋中徑合格性判斷示意圖為了保證螺紋的旋合性和聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,螺紋中徑應(yīng)該遵循泰勒原則,即螺紋互換性的條件為:實際螺紋的作用中徑不允許超過中徑的最大實體牙型尺寸;任何部位的單一中徑不允許超過中徑的最小實體牙型尺寸。因此,螺紋的合格條件為:

外螺紋:d2m≤d2max,d2a≥d2min

內(nèi)螺紋:D2m≥D2min,D2a≤D2max

所謂最大(最小)實體牙型,指的是在螺紋中徑的公差范圍內(nèi),螺紋含材料量最多(最少)、且與基本牙型一致的螺紋牙型。

普通螺紋公差與配合的內(nèi)容包括:螺紋公差帶的公差等級,螺紋公差帶的大小、位置和基本偏差,螺紋的旋合長度,螺紋公差帶和配合的選用以及螺紋的標(biāo)記等內(nèi)容。9.3普通螺紋的公差與配合9.3.1螺紋的公差等級

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197－2003規(guī)定了內(nèi)、外螺紋公差等級,見表9.3。其公差帶的大小由公差值決定,公差值由公差等級和基本螺距確定?？紤]到內(nèi)、外螺紋加工的工藝等價性,在公差等級和螺距的基本值均一樣的情況下,內(nèi)螺紋的公差值比外螺紋的公差值大32％。一般情況下,螺紋的常用公差等級為6級。

表9.3內(nèi)、外螺紋的公差等級國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋的中徑公差(見表9.4)和螺紋的頂徑公差(見表9.5),并對內(nèi)螺紋的大徑規(guī)定了最小極限尺寸，對外螺紋的小徑規(guī)定了最大極限尺寸,這是為了避免螺紋旋合時在大徑、小徑處發(fā)生干涉,以保證螺紋的互換性。同時外螺紋牙底輪廓的光滑曲線一般由刀具保證,以提高螺紋的抗疲勞強(qiáng)度能力。

表9.4普通螺紋的中徑公差(摘自GB/T197—2003)μm表9.5普通螺紋的頂徑公差(摘自GB/T197—2003)μm9.3.2螺紋的基本偏差

普通螺紋大徑、中徑、小徑的公差帶都是以基本牙型為零線,由基本偏差確定公差帶的位置,由公差值確定公差帶的大小,并沿牙型的牙頂、牙側(cè)、牙底分布,在垂直于螺紋軸線的方向上計量,如圖9.8所示。

圖9.8普通螺紋的公差帶國家標(biāo)準(zhǔn)分別對內(nèi)、外螺紋規(guī)定了基本偏差,用來確定內(nèi)、外螺紋公差帶相對于基本牙型的位置。對于外螺紋,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了h、g、f、e四種基本偏差,并且公差帶均在基本牙型之下,其基本偏差為上偏差,即h、e、f、g的基本偏差為es,如圖9.9所示。對于內(nèi)螺紋，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了H、G兩種基本偏差,并且公差帶均在基本牙型之上,其基本偏差為下偏差,即H、G的基本偏差為EI,如圖9.10所示。它們的基本偏差數(shù)值可從表9.6中查取。

圖9.9外螺紋的基本偏差

圖9.10內(nèi)螺紋的基本偏差表9.6內(nèi)、外螺紋的基本偏差(摘自GB/T197－2003)μm

9.4.1螺紋旋合長度和配合精度的選用

國家標(biāo)準(zhǔn)按螺紋公稱直徑和螺距基本尺寸,對螺紋聯(lián)結(jié)規(guī)定了三組旋合長度,分別稱為短旋合長度、中等旋合長度和長旋合長度,并分別用S、N、L表示。9.4螺紋公差帶和配合的選用螺紋的旋合長度是螺紋公稱直徑的0.5～1.5倍,并將此范圍內(nèi)的旋合長度作為中等旋合長度,小于(或大于)這個范圍的便是短(或長)旋合長度。一般情況應(yīng)選用中等旋合長度,當(dāng)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度上有特殊要求時,可采用短旋合長度或長旋合長度。螺紋旋合長度數(shù)值見表9.7。

表9.7螺紋的旋合長度(摘自GB/T197－2003)mm螺紋的公差等級是指螺紋的制造精度,而螺紋的配合精度由螺紋的公差等級和螺紋的旋合長度構(gòu)成。GB／T197—2003將普通螺紋的配合精度分為精密級、中等級和粗糙級三個等級。精密級用于配合性質(zhì)變動較小的精密螺紋;中等級用于一般螺紋聯(lián)結(jié);粗糙級用于精度要求不高或制造較困難的螺紋。9.4.2公差帶與配合的選用

螺紋的公差帶與配合的選擇應(yīng)根據(jù)使用要求,將螺紋的公差等級和基本偏差相組合,以得到各種不同的螺紋公差帶,內(nèi)、外螺紋的各種公差帶可以組合成不同的配合。

首先是確定螺紋公差帶的位置。對于內(nèi)螺紋的基本偏差,一般選取H,當(dāng)工作溫度較高時選取G。對于外螺紋,當(dāng)需要涂鍍時,外螺紋的基本偏差可選取g、f、e,若要求小間隙配合而無需涂鍍時則選取h,在大批量生產(chǎn)時選取g,在中等腐蝕條件下工作時選取f,當(dāng)工作條件很差且工作溫度較高時選取e。

其次是確定螺紋的精度等級。其選擇的一般原則是:通常采用中等級;當(dāng)要求螺紋配合性質(zhì)穩(wěn)定時采用精密級;當(dāng)精度要求不高或制造比較困難時采用粗糙級。選用公差帶時,一般情況下采用中等旋合長度的6級公差等級,生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用6H、6h,大批量生產(chǎn)時應(yīng)用6H、6g。

為了減少螺紋加工的刀具、量具的規(guī)格數(shù)量,國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197－2003規(guī)定了內(nèi)、外螺紋的公差帶,見表9.8。從表9.8中可看出:螺紋精度與公差等級有關(guān),隨著公差等級的提高精度也相應(yīng)提高。由于相同公差等級的螺紋隨著旋合長度的增加,螺距累積誤差逐漸增大,而對配合性質(zhì)產(chǎn)生影響,因此,要滿足相同的配合性質(zhì),隨著螺紋旋合長度的增加,公差等級須相應(yīng)降低。由此可見,螺紋精度不僅與公差等級有關(guān),而且與旋合長度有關(guān)。表9.8普通螺紋的公差帶選用(摘自GB/T197－2003)實際工作中，應(yīng)根據(jù)螺紋的使用要求來選擇螺紋配合,一般選用最小間隙為零的H／h配合來保證螺母、螺栓旋合后的同軸度及聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。選用H／g或G／h配合,是為了拆裝方便及改善螺紋的疲勞強(qiáng)度。對單件、小批量生產(chǎn)的螺紋,為適應(yīng)手工旋緊和裝配速度不高等使用性能,可選用最小間隙為零的H／h配合。對需要涂鍍或在高溫下工作的螺紋,通常選用H／g、H／e等較大間隙的配合。9.4.3螺紋標(biāo)注

普通螺紋的標(biāo)注由螺紋代號、螺紋公差帶代號和旋合長度代號組成,這三者之間用“－”分開。標(biāo)注中,細(xì)牙螺紋需要標(biāo)注螺距,粗牙螺紋不標(biāo)注螺距;左旋螺紋需在螺紋代號后加注“LH”,右旋螺紋不標(biāo)注;中徑和頂徑公差帶代號兩者相同時,可只標(biāo)一個代號;兩者代號不同時,前者為中徑公差帶代號,后者為頂徑公差帶代號;中等旋合長度N可省略不標(biāo)注。

螺紋標(biāo)注：

外螺紋標(biāo)注示例:M20×2LH－6g7g－L

內(nèi)螺紋標(biāo)注示例:M10×1LH－7H－L

內(nèi)、外螺紋裝配圖上的標(biāo)注:M20×2－6H/5g6g9.4.4螺紋的表面粗糙度要求

實際工作中，可根據(jù)中徑公差等級來確定螺紋牙型表面粗糙度。表9.9列出了螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra的推薦值,供設(shè)計時選用。

表9.9螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra的取值μm

例7.3解釋螺紋標(biāo)記M20×2LH－7g6g－L的含義。

解:M——普通螺紋代號;

20——螺紋公稱直徑;

2——細(xì)牙螺紋螺距(粗牙螺距不用標(biāo)注);

LH——左旋(右旋不標(biāo)注);

7g——外螺紋中徑公差代號;

6g——外螺紋頂徑公差代號;

L——長旋合長度(中等旋合長度N不用標(biāo)注)。

例7.4一螺紋配合為M20×2－6H/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:用列表法將各計算值列出。

(1)確定內(nèi)、外螺紋中徑、小徑和大徑的基本尺寸。已知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)系知

D1(d1)＝D(d)－1.0825P

D2(d2)＝D(d)－0.6495P

實際工作中,可直接查有關(guān)表格求得。

(2)確定內(nèi)、外螺紋的極限偏差。內(nèi)、外螺紋的極限偏差可以根據(jù)螺紋的公稱直徑和內(nèi)、外螺紋的公差帶代號,由表9.4、表9.5、表9.6中查算出。螺紋的極限尺寸見表9.10。

(3)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的極限尺寸見表9.10。

表9.10螺紋的極限尺寸mm例7.5測得外螺紋M24×2－6g的實際中徑d2a＝21.940,螺距累積誤差ΔPΣ＝＋50μm,牙型半角誤差

試計算螺紋的作用中徑d2m,并判斷中徑的合格性。

解:1)確定螺紋中徑的極限尺寸

由表9.1、表9.4和表9.6查得:螺紋中徑d2＝22.701mm,基本偏差es＝－38μm,中徑公差Td2＝170μm。計算得

ei＝es－Td2＝－38－170＝－208μm

d2max＝d2＋es＝22.701＋(－0.038)＝22.663mm

d2min＝d2＋ei＝22.701＋(－0.208)＝22.493mm

2)計算螺距誤差和牙型半角誤差的中徑當(dāng)量及作用中徑

螺紋的螺距誤差

fP＝1.732|ΔPΣ|＝1.732×50＝86.6μm

螺紋的牙型半角誤差

故

3)判斷中徑的合格性

由d2m＝22.047＜d2max＝22.663可知,能保證螺紋的旋合性,但是d2a＝21.940＜d2min＝22.493違反了泰勒原則,不能保證螺紋的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,所以此外螺紋不合格。

螺紋的檢測方法分為單項測量和綜合測量兩類。

9.5.1單項測量

螺紋的單項測量是指分別測量螺紋的中徑、螺距和牙型半角等各項幾何參數(shù)，它主要用于高精度的螺紋、螺紋量規(guī)、螺紋刀具以及絲杠螺紋的測量,普通螺紋的工藝分析也常采用單項測量法。9.5普通螺紋的測量

下面介紹單項測量常用的三針法和影像法。

1.三針法

三針法的特點是精度高和測量簡便,是一種間接測量法,可用來測量精密螺紋和螺紋量規(guī)的實際中徑。其方法是用三根直徑相等的量針和外徑千分尺進(jìn)行測量,量針是由量具廠專門生產(chǎn)的,如圖9.11所示。測量時,可根據(jù)被測螺紋的螺距選擇合適的量針直徑(即量針與牙槽接觸點的軸間距離正好在基本螺距的一半處),直接將三根量針分別放在螺紋直徑兩邊的溝槽中,然后用外徑千分尺測出針距M,如圖9.12所示。根據(jù)已知的螺距P、牙型半角α/2和量針直徑d0的數(shù)值,按其幾何關(guān)系可計算出單一中徑d2s。

對于米制普通三角形螺紋,其牙型半角

代入上式得

圖9.11三針測量法所用量針

圖9.12三針法測量螺紋中徑若螺紋存在牙型半角誤差,則量針與牙槽接觸位置的軸向距離便不在P/2處,這樣就會造成測量誤差。為了減小牙型半角誤差對測量結(jié)果的影響,應(yīng)選取最佳量針直徑d0(最佳),由圖9.12可知: