几何量公差及检测_第9章 圆柱螺纹公差及检测

1、 种类种类使用要求使用要求紧固螺纹紧固螺纹良好的旋合性，一定的连接强度。良好的旋合性，一定的连接强度。传动螺纹传动螺纹传递动力的可靠性，传递位移的准确传递动力的可靠性，传递位移的准确性，具有一定的间隙。性，具有一定的间隙。管螺纹管螺纹结合紧密，有一定的过盈。结合紧密，有一定的过盈。HHH/4H/8大径大径小径小径轴线轴线轴线轴线轴向剖面的轴向剖面的原始三角形原始三角形(等边三角形等边三角形) 轴向剖面轴向剖面基本牙型基本牙型的形成的形成小径小径D1、d1大径大径 D、d轴线轴线o90H/8H3/8H/4P/2P/2 /2HP 螺纹的几何参数螺纹的几何参数牙型原始牙型原始三角形高三角形高度度,与

2、螺与螺距值有关距值有关牙高（牙型高度）：牙高（牙型高度）：5/8HH=0.866025404P经验计算公式：中径=大径-0.6495P小径=大径-1.0825P单线螺纹：单线螺纹： P=L螺距螺距 =导程导程 多线螺纹：多线螺纹： P=L/n螺距螺距导程导程 根据螺纹的根据螺纹的基本牙型，可基本牙型，可以定义它的几以定义它的几个主要参数个主要参数大径大径(D、 d） 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想 圆柱的直径，圆柱的直径，是公称直径是公称直径 。 小径（小径（D1、 d 1） 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的 假想圆柱的直径。假

3、想圆柱的直径。 中径（中径（D2、d 2） 螺纹牙型上螺纹牙型上沟槽和凸起沟槽和凸起宽度相等宽度相等的的 地方假想圆柱的直径。地方假想圆柱的直径。螺距螺距相邻两相邻两牙在中径线上牙在中径线上对应两点的轴对应两点的轴向距离。向距离。 牙型角（牙型角（ ） 在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。 牙侧角（牙侧角（ 1和和2） 在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线 的垂线间的夹角的垂线间的夹角 。旋合长度旋合长度两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相相 互旋合部分互旋合部分的长度。的长度。 1 概述 螺纹接触高螺纹接触高度

4、度 在两个相在两个相互配合螺纹的互配合螺纹的牙型上，它们牙型上，它们的牙侧重合部的牙侧重合部分的径向距离分的径向距离 等于等于H/。螺纹旋合长度螺纹旋合长度两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向 相互旋合部分的长度。相互旋合部分的长度。 2 螺纹几何参数误差对互换性的影响 要实现普通螺纹的互换性，必须保证要实现普通螺纹的互换性，必须保证: 1. 内、外螺纹内、外螺纹自由旋合自由旋合； 2. 具有足够的具有足够的连接强度连接强度。 对互换性有影响的因素是螺纹加工过程对互换性有影响的因素是螺纹加工过程中几何参数产生误差，这些误差包括：中几何参数产生误差，这些误差包括：螺螺

5、纹直径偏差、螺距误差、牙侧角偏差。纹直径偏差、螺距误差、牙侧角偏差。 一、螺纹直径偏差的影响 直径偏差直径偏差螺纹大、中、小径的实际尺寸螺纹大、中、小径的实际尺寸 分别与其对应基本尺寸之差分别与其对应基本尺寸之差。 若外螺纹若外螺纹直径比内螺纹大，则影响旋合直径比内螺纹大，则影响旋合 性；若外螺纹直径比内螺纹小得过多，性；若外螺纹直径比内螺纹小得过多， 则会使联接强度降低。则会使联接强度降低。由于螺纹的配合面是牙侧面，故由于螺纹的配合面是牙侧面，故中径偏差中径偏差 对螺纹互换性的影响最大。对螺纹互换性的影响最大。n螺距误差分为螺距误差分为螺距偏差螺距偏差P和和螺距累积误差螺距累积误差P。n螺距

6、偏差螺距偏差P ：是指是指单个螺距单个螺距的实际值与其基本的实际值与其基本值之差，值之差，它与旋合长度无关。它与旋合长度无关。n螺距螺距累积累积偏差偏差P ：在规定的螺纹长度内，任意在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧的实际轴向距离与其基本值的最大差两同名牙侧的实际轴向距离与其基本值的最大差值，值，它与旋合长度有关。它与旋合长度有关。二、螺距误差的影响 螺距误差的中径当量：螺距误差的中径当量：fp（或（或FP）1.732P（P往往以um为单位）三、牙侧角偏差的影响 牙侧角偏差牙侧角偏差是指牙侧角的实际值与其基是指牙侧角的实际值与其基 本值（本值（30）之差。）之差。 1 1 30 2 2 30（

7、12 内螺纹为理想螺纹内螺纹为理想螺纹外螺纹存在外螺纹存在 牙侧角偏差牙侧角偏差左牙侧角偏差左牙侧角偏差10 右右牙侧角偏差牙侧角偏差20 把外螺纹螺牙沿螺纹径向把外螺纹螺牙沿螺纹径向移至蓝线处，可避开干涉移至蓝线处，可避开干涉区，螺纹的中径减小区，螺纹的中径减小f 。牙侧角偏差的中径当量：牙侧角偏差的中径当量：f(或或F) = 0.073P(K1|1|+K2|2| ) 单位单位：Pmm ； 分（分（ ）； f、 F m 。牙侧角正负：牙侧角正负：顶径干涉为负，底径干涉为正系数取值：系数取值：牙侧角偏差可以折算为中径当量，即牙侧角偏差可以折算为中径当量，即f(或或F) = 0.073P(K1|

8、 1|+K2| 2| ) 中径偏差直接影响螺纹的互换性，既影响旋合性中径偏差直接影响螺纹的互换性，既影响旋合性 又影响连接强度。又影响连接强度。 螺距累积误差可以折算为中径当量，即螺距累积误差可以折算为中径当量，即 fp（或（或FP）1.732P四、螺纹的单一中径和作用中径 中径（中径（D2、d 2） 螺纹牙型上螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相沟槽和凸起宽度相等等的地方假想圆柱的直径。的地方假想圆柱的直径。 单一中径（单一中径（D2s、d2s）实际螺纹牙型上实际螺纹牙型上沟槽宽度沟槽宽度 等于螺距基本值一半（等于螺距基本值一半（P P/2/2）的假想圆柱的直径。的假想圆柱的直径。 作用中径（作用中径

9、（d2m、D2m） 在规定的旋合长度内，在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的假想内（外）螺纹的中恰好包容实际外（内）螺纹的假想内（外）螺纹的中径，称为该外（内）螺纹的作用中径径，称为该外（内）螺纹的作用中径 。 单一中径单一中径作用中径作用中径n螺纹作用中径的计算公式螺纹作用中径的计算公式外螺纹：外螺纹：d2m=d2s+(fP+f)内螺纹：内螺纹：D2m=D2s(FP+F)四、普通螺纹的合格性判断判断螺纹的合格性是指判断大、中、小径和螺距误判断螺纹的合格性是指判断大、中、小径和螺距误差、牙侧角偏差的合格性。差、牙侧角偏差的合格性。由于螺距累积误差和牙侧角偏差可以折算到中径由于螺距累积

10、误差和牙侧角偏差可以折算到中径上，这样，中径偏差和螺距误差、牙侧角偏差的上，这样，中径偏差和螺距误差、牙侧角偏差的综合结果可按综合结果可按泰勒原则泰勒原则判断，判断螺纹的作用中判断，判断螺纹的作用中径和单一中径的合格性。径和单一中径的合格性。 泰勒原则泰勒原则： 实际螺纹的实际螺纹的作用中径作用中径不允许超出不允许超出最大实体牙最大实体牙型的中径型的中径，并且实际螺纹任何部位的，并且实际螺纹任何部位的单一中径单一中径不不允超出允超出最小实体牙型的中径最小实体牙型的中径。 对于对于外螺纹外螺纹： d2md2max 且且 d2sd2min对于对于内螺纹内螺纹： D2mD2min 且且 D2sD2m

11、ax基本牙型基本牙型 DD2D1TD1/2TD2/20 0|G内螺纹公差带位置内螺纹公差带位置-G G |H基本牙型基本牙型 Td/2Td2/2DD2D1内螺纹公差带位置内螺纹公差带位置-H H 基本牙型基本牙型esdd2d1d1maxTTd2/2Td/2eiefg外螺纹公差带位置外螺纹公差带位置- e、f、g|外螺纹公差带位置外螺纹公差带位置 hh基本牙型基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2deies=0T|螺纹直径螺纹直径公差等级公差等级内螺纹小径内螺纹小径D4、5、6、7、8内螺纹中径内螺纹中径D24、5、6、7、8外螺纹大径外螺纹大径d4、6、8外螺纹中径外螺纹中径d23、4、

12、5、6、7、8、9标准规定了三组旋合长度：标准规定了三组旋合长度：n短旋合长度组短旋合长度组Sn中等旋合长度组中等旋合长度组Nn和长旋合长度组和长旋合长度组L 二、螺纹的旋合长度 设计时设计时通常采用中等旋合长度通常采用中等旋合长度；强度；强度较低较低而又而又受力较大受力较大的零件螺纹，应选择的零件螺纹，应选择长旋合长度长旋合长度；对空间；对空间位置受限制或受力不大的螺纹，可选择短旋合长度；位置受限制或受力不大的螺纹，可选择短旋合长度；对于调整用的螺纹，可根据调整行程的长短选择旋对于调整用的螺纹，可根据调整行程的长短选择旋合长度。合长度。螺纹的公差精度及其选用螺纹的公差精度及其选用 三、螺纹的

13、公差精度及公差带的选用 螺纹的公差精度分为螺纹的公差精度分为 精密级、中等级精密级、中等级 、粗糙级、粗糙级 。 公差精度和公差等级有何关系呢？ 公差等级仅反映了公差等级仅反映了中中径径和和顶径顶径尺寸精度的高低尺寸精度的高低，但，但要综合评价螺纹质量，还应考虑要综合评价螺纹质量，还应考虑旋合长度旋合长度，因为旋合长，因为旋合长度越长的螺纹，产生的螺距累积误差就越大。度越长的螺纹，产生的螺距累积误差就越大。 公差等级公差等级旋合长度旋合长度螺纹质量螺纹质量一般用途的螺纹一般用途的螺纹多采用中等级多采用中等级 (8h)8g8H(8G)7H(7G)粗糙级粗糙级(7h6h)(7g6g)6e6e6f6

14、f* *6g6g6h(5h6h)(5g6g)7H7H(7G)* *6H6H6G6G5H5H(5G)(5G)中等级中等级(5h4h) )4h4h(3h4h)5H6H4H5H4H精密级精密级L LN NS SL LN NS S外螺纹公差带外螺纹公差带内螺纹公差带内螺纹公差带精度等精度等级级普通螺纹的选用公差带（普通螺纹的选用公差带（GB197-81 ）外螺纹外螺纹记住：记住：螺纹公差带代号螺纹公差带代号与尺与尺寸寸公差带代号相反公差带代号相反！ 公差带代号公差带代号5g ?左旋左旋大径大径d40mm 螺距螺距P=7mm,导程导程=14 线数线数=2顶径公差带代号顶径公差带代号 M 40 7(14/

15、2) - 5g 6g - s - LH 普通螺纹普通螺纹中径公差带代号中径公差带代号短旋合长度短旋合长度简化标记：简化标记：1. 1. 粗牙螺纹的螺距可省略不标注，粗牙螺纹的螺距可省略不标注， 2.2.（ 螺纹）公差带螺纹）公差带H H和和g g不标注，不标注， 3. 3. 中等旋合长度组代号中等旋合长度组代号N N不标注；不标注； 4. 4. 右旋螺纹不标注旋向代号。右旋螺纹不标注旋向代号。1.6mm螺纹标注：螺纹标注：M 2027hL 中，中，“7h”表示（表示（ ）A. 中径和大径公差带中径和大径公差带 B. 中径公差带中径公差带 C. 小径公差带小径公差带 D. 中径和小径公差带中径和

16、小径公差带思考：思考：四、应用举例 有一普通外螺纹有一普通外螺纹M12M121 1 ，加工后测得单一中径，加工后测得单一中径d d2s2s=11.275mm =11.275mm ，螺距累积误差，螺距累积误差P P3 3mm，左、，左、右牙侧角偏差右牙侧角偏差1 1+40+40， 2 23030。试计。试计算该螺纹的作用中径算该螺纹的作用中径d d2m2m，并按泰勒原则判别该螺纹，并按泰勒原则判别该螺纹中径的合格性。中径的合格性。 解：解： 1. 1. 确定中径的极限尺寸确定中径的极限尺寸 该螺纹公差带为该螺纹公差带为6g6g（省略标注）。（省略标注）。由附表由附表9-1,9-1,d d2 211.350mm11.350mm；由附表由附表9-3 9-3 、附表附表9-29-2，T Td d2 2118m118m，eses26m26m。d2max d2es11.3500.02611.324d2mind2maxTd211.3240.11811.206 2. 2. 计算作用中径计算作用中径 fp1.732|P|1.7320.030.052mm f0.073P(K1| 1|+K2| 2)12.3m d2md2s+(fp+f) 11.339 3.3.判断中径合格性判断中径合格性d2s=11.275mm d2min=11.206