典型零部件几何精度的控制与评定平键

典型零部件几何精度的控制与评定平键第一页，共一百零三页，2022年，8月28日内容提要:第八章键与花键的互换性1.平键结合的结构和几何参数；

2.平键结合的精度设计:(1)配合尺寸的《极限与配合》，即基准制、公差等级、基本偏差和公差带；

(2)非配合尺寸的公差带；

(3)平键结合的配合表面的形位公差和表面粗糙度；

3.矩形花键结合的几何参数和定心方式；

4.矩形花键结合的精度设计：

(1)基准制；

(2)公差带；

(3)形位公差和表面粗糙度；

5.平键和花键公差在图样上的标注；第二页，共一百零三页，2022年，8月28日键与花键连接的精度设计键的作用：

（1）传递转矩

（2）导向

键的分类：单键

花键平键

半圆键楔形键

普通平键

滑键矩形花键

渐开线花键

本章只介绍平键和矩形花键的精度设计。导向平键切向键

三角形花键

第三页，共一百零三页，2022年，8月28日花键联结优点与单键联结比较，花键联结有如下优点：

(1)键与轴或孔为一个整体，强度高，负荷分布均匀，可传递较大的扭矩。

(2）联结可靠，导向精度高，定心性好，易达到较高的同轴度要求。

缺点:由于花键加工制造比单键复杂，成本较高。第四页，共一百零三页，2022年，8月28日普通平键结合的精度设计一、普通平键联结的结构和几何参数

1.结构图8.2通过键的侧面与轴键槽和轮毂键槽的侧面相互接触来传递扭矩普通平键和键槽的尺寸与极限偏差如表8－2所示第五页，共一百零三页，2022年，8月28日平键结合的特点平键联结是通过键的侧面与轴的键槽和轮毂的键槽的侧面相互接触来传递扭矩，因此，键与键槽的宽度b为配合尺寸，是键连接的主要参数。平键结合按基轴制配合（键侧面同时与轴和轮毂键槽侧面联结，且有不同配合要求，而且键是标准件）为保证键与键槽侧面接触良好而又便于拆装，键与键槽配合的过盈量或间隙量应小。导向平键，要求键与轮毂槽之间作相对滑动，并有较好的导向性，配合的间隙也要适当。第六页，共一百零三页，2022年，8月28日键联接中键宽与槽宽的公差带平键联接的公差与配合

键宽公差带轴槽公差带轮毂槽公差带D10H9bN9h8h8h8JS9P9P9-0+较松连接一般连接较紧连接键宽规定一种公差带，轴和轮毂的键槽宽各规定三种公差带，构成了三组配合，即松联结、正常联结和紧密联结第七页，共一百零三页，2022年，8月28日配合种类尺寸b的公差带配合性质及应用键键槽轮毂槽松联接h8H9D10键在轴上及轮毂上均能滑动。主要用于导向平键，轮毂可在轴上作轴向移动正常联接N9JS9键在轴槽及轮毂槽中均固定。用于载荷不大的场合紧密联接P9P9键在轴槽及轮毂槽中均牢固固定，而比上种配合更紧。主要用于载荷较大、载荷具有冲击性以及双向传递扭矩的场合表8-3

普通平键联结的三种配合及其应用

第八页，共一百零三页，2022年，8月28日非配合尺寸的公差带

普通平键高度h的公差带一般采用h11；平键长度l的公差带采用h14；轴键槽长度L的公差带采用H14。GB／T1095—2003对轴键槽深度t1和轮毂键槽深度t2的极限偏差作了专门规定，如表8－2所示。为了便于测量，在图样上对轴键槽深度和轮毂键槽深度分别标注“d-t1”和“d+t2”(此处d为孔、轴的基本尺寸)，其极限偏差分别按t1和t2的极限偏差选取，但“d-t1”的上偏差为零，下偏差取负数。第九页，共一百零三页，2022年，8月28日3.形位公差与表面粗糙度为保证键与键槽的配合要求，需规定键槽两侧面的中心平面对其轴线的对称度公差，其公差值按GB/T1184－1996取7～9级,对称度公差的公称尺寸为键宽b。当平键的键长l与键宽b之比大于等于8时，应规定键的两个工作侧面在长度方向上的平行度要求。这时平行度公差也按GB／T1184—1996的规定选取：当b≤6mm时，公差等级取7级；当b≥8～36mm时，公差等级取6级；当b≥40mm时，公差等级取5级。配合表面的表面粗糙度Ra的上限值一般取1.6～3.2μm，非配合表面取6.3μm。

第十页，共一百零三页，2022年，8月28日键槽尺寸和公差在图样上的标注第十一页，共一百零三页，2022年，8月28日

例某轴孔配合为φ25H8/h7，采用正常普通平键联结，试确定轴槽和轮毂槽的公差，并将它们标注在零件图上。

解(1)由表6.10得b=8、t=4、t1=3.3和公差T=0.2；(2)由表6.10得b的公差带为N9和JS9；(3)由表4.11得对称度公差t=0.015;第十二页，共一百零三页，2022年，8月28日(4)键槽侧面粗糙度Ra上限值取

3.2μm，底面取6.3μm。图8.3第十三页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键联结的精度设计花键结合是一种多键整体结合，具有多个均布键的轴（花键轴）与具有多个均布键槽的孔（花键孔）的结合。按键廓形状不同分为矩形花键、渐开线花键、三角花键，其中矩形花键应用最广c)三角花键

a)矩形花键b)渐开线花键第十四页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键结合应用最广，尤其适用于传递扭矩不大，而精度要求较高的场合。国标规定了矩形花键连接的尺寸系列、定心方式、公差与配合、标注方法及检验规则矩形花键的键数为偶数，有6、8、10三种按承载能力不同，矩形花键分为中、轻两个系列，中系列的键高尺寸较大，承载能力强，轻系列的键高尺寸较小，承载能力相对较低矩形花键的尺寸系列如表8－4所示。第十五页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键的主要参数和定心方式矩形花键几何参数：键数N、大径D、小径d和键宽B。例如：N×d×D×B＝6×23×26×6BDBD第十六页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键的定心方式花键连接的主要使用要求是保证内、外花键的同轴度，以及键侧面与键槽侧面接触均匀性，保证传递一定的扭矩，因此，必须保证一定的配合性质。花键连接有三个结合面，即大径、小径和键侧面，只能在这三个结合面中选取一个为主，来确定内、外花键的定心方式和配合性质。确定配合性质的结合面称为定心表面，理论上每个结合面都可作为定心表面。第十七页，共一百零三页，2022年，8月28日花键定心方式

花键的定心方式b)小径定心a)大径定心c)键宽定心第十八页，共一百零三页，2022年，8月28日花键定心方式

国标规定矩形花键以小径的结合面为定心表面，采用小径定心。对小径有较高的精度要求，对非定心直径（大径）的精度要求较低，且有较大的间隙。对于键宽和键槽宽，必须有足够的精度，来保证传递扭矩和导向的功能要求。第十九页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键联结的公差与配合

第二十页，共一百零三页，2022年，8月28日采用基孔制，以减少拉刀和花键量规的规格和数量（基准制）按松紧程度,分为滑动、紧滑动和固定三种配合选择配合种类时，首先要根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定固定联接还是非固定联接。对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长、移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动联接，以保证运动灵活性及配合面间有足够的润滑层。对于内、外花键之间定心精度要求高，传递扭矩大或经常有反向转动的情况，则选用配合间隙较小的紧滑动联接。对于内、外花键间无需在轴向移动，只用来传递扭矩，则选用固定联接。矩形花键联结公差与配合的选用第二十一页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键联结的极限与配合一般传动用内花键拉削后再进行热处理，其键槽宽的变形不易修正，故公差要降低要求(由H9降为H11)。对于精密传动用内花键，当联结要求键侧配合间隙较高时，槽宽公差带选用H7，一般情况选用H9。定心直径d的公差带在一般情况下，内、外花键取相同的公差等级，这个规定不同于普通光滑孔、轴的配合(一般情况下，孔比轴低一级)，主要是考虑到矩形花键采用小径定心，使加工难度由内花键转为外花键，其加工精度要高一些。第二十二页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键联结的极限与配合花键结合的极限与配合选用主要是确定联结精度和装配形式。

联结精度的选用主要依据的是定心精度要求和传递扭矩的大小。精密传动用花键联结定心精度高，传递扭矩大而且平稳，多用于精密机床主轴变速箱，以及各种减速器中轴与齿轮花键孔(即内花键)的联结。一般用途的花键联结适用于定心精度要求不高但传递扭矩较大的情况，如载重汽车、拖拉机的变速箱。第二十三页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求（1）形位公差要求

内、外花键的小径定心表面的形状公差和尺寸公差的关系应遵守包容要求。一般规定位置度，并采用最大实体要求，用于控制对称度和等分度误差；对单件和小批量生产规定对称度，并采用独立原则矩形花键的位置度公差标注6×7H11EQSE34H106.328H73.20.02MAMA34a110.83.26×7d10EQS0.02MAMEA第二十四页，共一百零三页，2022年，8月28日6×7H11EQSE34H106.3A28H73.2A0.015矩形花键的对称度公差标注28h734a110.83.2E6×7d10EQSA0.015A第二十五页，共一百零三页，2022年，8月28日加工表面内花键外花键Ra不大于小径0.80.8大径6.33.2键侧3.20.8

花键表面粗糙度推荐值(μm)（2）表面粗糙度要求第二十六页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键的图样标注标注内容包括键数N、小径d、大径D、键(槽)宽B的公差带或配合代号，此外还应注明矩形花键标准号GB／T1144—2001。

第二十七页，共一百零三页，2022年，8月28日矩形花键联接的标注第二十八页，共一百零三页，2022年，8月28日图8.9第二十九页，共一百零三页，2022年，8月28日小结1．平键、半圆键联接的公差与配合（从《极限与配合》标准中选出）平键联接的键宽与键槽宽b是决定配合性质和配合精度的主要参数。平键、半圆键联接采用基轴制配合。国标对键宽规定了一种公差带（h9），对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。由这些公差带构成三组配合，分别得到规定的三种联接类型，即较松联接、一般联接和较紧联接，它们的应用见表6-9。应根据使用要求和应用场合确定其配合类别。平键、半圆键联接的非配合尺寸精度要求较低，它们的公差分别见表6-10。2．矩形花键联接的定心方式及极限与配合花键有矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中矩形花键应用最广。国标规定了矩形花键联接的尺寸系列、定心方式及极限与配合。（1）矩形花键联接定心方式矩形花键有大径（D）结合面、小径（d）结合面和键侧（B）结合面(D、d、B分别为三个结合面的配合尺寸)。其中只有一个为主要结合面，它决定花键联接的配合性质，称为定心表面。按定心表面的不同，矩形花键有大径D定心、小径d定心、和键（槽）宽B定心三种定心方式，国标规定矩形花键采用小径定心。第三十页，共一百零三页，2022年，8月28日（2）矩形花键的极限与配合（从《极限与配合》标准中选出）矩形花键的极限与配合分为一般用途的矩形花键和精密传动的矩形花键，它们的公差带见表6-13。矩形花键的配合采用基孔制，即内花键的D、d、和B的基本偏差不变，依靠改变外花键的D、d和B的基本偏差，以获得不同松紧的配合。由这些公差带构成内、外花键的各种配合（配合的种类和配合特点见本章相关内容），分别得到三种联接形式，即滑动联接、紧滑动联接和固定联接。配合的选择主要应根据定心精度要求、传递转矩的大小以及是否有轴向移动来选择。3．键槽和花键的形位公差和表面粗糙度键槽的形位公差有键槽对轴线的对称度、键槽两工作侧面的平行度。键槽的两工作侧面为配合面，其表面粗糙度Ra值要小于槽底的表面粗糙度Ra值。内、外花键形位公差和表面粗糙度等的规定（或推荐）4．花键的标注。第三十一页，共一百零三页，2022年，8月28日本节重点:1.平键和矩形花键结合的特点(标准件、键与键槽侧面配合，既平行平面结合；2.平键和矩形花键结合的公差(尺寸公差带、形位公差和表面粗糙度)的选用及其图样标注；第三十二页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹联结的精度设计本节课学习目的是了解普通螺纹互换性的特点及其公差标准的应用。学习要求是了解普通螺纹主要几何误差对互换性的影响；建立螺纹作用中径的概念；通过对螺纹公差带分布的分析掌握普通螺纹公差与配合的特点及螺纹精度的选择；了解影响机床丝杠位移精度的因素；掌握丝杠与螺母的公差与配合及丝杠公差在图样上的标注方法。第三十三页，共一百零三页，2022年，8月28日内容提要:1.螺纹种类和对螺纹结合的使用要求；2.普通螺纹的基本牙型和主要几何参数；3.螺纹的直径(中径和顶径)偏差、螺距误差和牙侧角偏差对螺纹结合互换性的影响；4.螺纹的作用中径、中径公差和中径的合格条件；5.螺纹的公差与配合的特点；6.螺纹公差与配合标准的基本结构和螺纹精度；7.螺纹在图样上标注的内容及其标注方法；第三十四页，共一百零三页，2022年，8月28日一．螺纹的种类和使用要求

1、普通螺纹

通常也称紧固螺纹，分为粗牙和细牙两种，主要用于联接和紧固各种机械零件,用于可拆连接。这类螺纹联接的使用要求是可旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性。2．传动螺纹

通常用于传递动力、运动或位移。这类螺纹的牙型有梯形、矩形和三角形。螺纹联接的使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性。3．紧密螺纹

这类螺纹用于密封联接。螺纹的使用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油。（必须保证一定的过盈）第三十五页，共一百零三页，2022年，8月28日二．普通螺纹的基本牙型和主要几何参数普通螺纹的基本牙型是指螺纹轴向剖面内，将原始三角形的顶部截去H/8和底部截去H/4所形成的螺纹牙型。该牙型具有螺纹的基本尺寸，是确定螺纹设计的基础。大径：外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。螺纹大径（D,d）为内、外螺纹的公称直径（代表螺纹尺寸的直径。）小径：内螺纹牙顶或外螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。（D1,d1）顶径：内螺纹小径D1和外螺纹的大径d底径：内螺纹大径D和外螺纹的小径d1原始三角形高度（H）和牙型高度（5/8H）：第三十六页，共一百零三页，2022年，8月28日二．普通螺纹的基本牙型和主要几何参数中径（D2，d2）：是一个假想圆柱面的直径，该圆柱面的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方，此直径称为中径：中径圆柱的母线称为中径线。其轴线即为螺纹轴线,相结合的内、外螺纹中径的基本尺寸相等，即D２=d２。单一中径是指一个假想圆柱的直径．该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺寸一半的地方，用以表示螺纹中径的实际尺寸。第三十七页，共一百零三页，2022年，8月28日二．普通螺纹的基本牙型和主要几何参数螺距P：相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离。牙型角α：螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角。普通螺纹的理论牙型角为600牙型半角：某一牙侧与螺纹轴线的垂线之间的夹角。普通螺纹的牙型半角基本值为300。实际螺纹的牙型角正确并一定说明牙型半角正确。螺纹旋合长度：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第三十八页，共一百零三页，2022年，8月28日二．普通螺纹的基本牙型和主要几何参数

1．基本牙型2．大径D或d3．螺距P4．小径D1或d15．中径D2或d26．单一中径D2a

或d2a7．牙型角α和牙型半角α/28．螺纹旋合长度普通螺纹的基本牙型D1(d1)30°60°P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D(d)螺纹轴线P第三十九页，共一百零三页，2022年，8月28日普通螺纹公差带普通螺纹公差带是在通过螺纹轴线平面上沿基本牙型的牙侧、牙顶和牙底分布的牙型公差带由公差(公差带大小)和基本偏差(公差带位置)两个要素构成，可在垂直于螺纹轴线的方向上计量其基本大径、中径、小径的极限偏差和公差。标准规定：公差带的代号为T；内螺纹上、下偏差的代号为ES、EI；外螺纹上、下偏差的代号为es、ei。第四十页，共一百零三页，2022年，8月28日普通螺纹的公差普通螺纹公差带的大小由公差值确定，而公差值的大小取决于公差等级和公称直径。内、外螺纹的中径和顶径的公差等级如表9－3所示。3级公差值最小，精度最高；9级公差值最大，精度最低；6级为基本级。各级中径公差和顶径公差的数值如表9－4和表9－5所示。第四十一页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹的公差等级

螺纹配合由内、外螺纹公差带组合而成，国家标准《普通螺纹公差》GB/T197－2003将普通螺纹公差带的两个要素——公差带的大小即公差等级和公差带位置即基本偏差进行标准化，组成各种螺纹公差带。螺纹公差等级(摘自GB/T197—2003)

螺纹直径公差等级内螺纹小径D14、5、6、7、8内螺纹中径D24、5、6、7、8外螺纹大径d4、6、8外螺纹中径d23、4、5、6、7、8、9第四十二页，共一百零三页，2022年，8月28日普通螺纹的基本偏差普通螺纹公差带的位置由其基本偏差确定。基本偏差为公差带两极限偏差中靠近零线的那个极限偏差，它确定了公差带相对于基本牙型的位置。国标规定，内螺纹的基本偏差是下偏差EI，有H、G两种基本偏差，如图9－8所示；而外螺纹的基本偏差是上偏差es，规定有h、g、f和e四种基本偏差，如图9－9所示。内、外螺纹的中径、顶径和底径基本偏差如表9－6所示。第四十三页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹的基本偏差0D2D1D基本牙型GEIESTTD2/2TD1/2EI/2ES=TDD2D1基本牙型HTD2/2TD1/2EI=0T内螺纹公差带位置

第四十四页，共一百零三页，2022年，8月28日基本牙型esdd2es/2d1d1maxTTd2/2Td/2eiefg0h基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2d0ei=－Tes=0T外螺纹公差带位置

第四十五页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹精度设计：公差与配合的选用

结合精度的确定：精密级——用于精密联结螺纹，即配合性质稳定、保证相当定位精度的螺纹结合。中等级——用于一般用途联结。粗糙级——用于要求不高及制造困难的螺纹。第四十六页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹公差等级与旋合长度

螺纹结合的精度不仅与螺纹公差带大小有关，还与螺纹的旋合长度有关。旋合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较难旋合，且加工长螺纹比短螺纹难以保证精度。因此，对不同的旋合长度规定不同大小的公差带，旋合长度是螺纹精度设计中必须考虑的因素。国标中规定了不同直径和螺距所对应的旋合长度，分为短（S）、中（N）、长（L）三种旋合长度。第四十七页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹精度设计：公差与配合的选用旋合长度的确定：一般多用N。根据公称直径和螺距选择。根据表9-8选择公差带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的组合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代号。如外螺纹：6f；内螺纹：6H。与普通尺寸标注有差别。具体选用见表9-7第四十八页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹公差带

公差等级和基本偏差代号组成，例6H、6g，

公差带代号：它与尺寸公差带代号（H6、g6）不同的是：

公差等级在前，基本偏差代号在后。第四十九页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹精度设计：公差与配合的选用基本偏差的确定：根据螺纹结合的配合性质和使用要求来确定。内螺纹的基本偏差优先选用H。为保证螺纹结合的定心精度及结合强度，可选用最小间隙为零的配合（H/h）。若要求容易装拆，选用较小间隙的配合（H/g或G/h）；若要求镀铬或在高温下工作，可选用间隙较大的配合（H/g、H/f、H/e）公差等级的确定：内螺纹的小径公差与中径公差采用相同的公差等级，也可随螺纹旋合长度的加长而降低一级。外螺纹的大径公差，在N组中与中径公差采用相同的等级，在S组中比中径公差低一级，在L组中比中径公差高一级第五十页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹精度设计：公差与配合的选用其他技术要求对于普通螺纹，一般不规定形位公差，仅对于高精度螺纹规定在旋合长度内的圆柱度、同轴度和垂直度等形位公差，其公差值一般不大于中径公差的50％，并遵守包容原则。国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值，表9-9。一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即内螺纹公差带常选6H、外螺纹公差带6h、6g应用较广。第五十一页，共一百零三页，2022年，8月28日1.特征代号

普通螺纹特征代号用字母“M”表示。2.尺寸代号

包括公称直径(D、d)、导程(Ph)和螺距(P)的代号，对粗牙螺纹可省略标注其螺距项，其数值单位均为mm。

1)单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距”。

2)多线螺纹尺寸代号为“公称直径×Ph导程×P螺距”。如要需要说明螺纹线数时，可在P的数值后加括号用英语说明，如双线twostarts；三线为threestarts；四线为fourstarts。

普通螺纹的标注第五十二页，共一百零三页，2022年，8月28日普通螺纹的标注3.公差带代号

公差带代号是指中径和顶径公差带代号。中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后。如果中径和顶径公差带代号相同，则只标一个公差带代号。螺纹尺寸代号与公差带代号间用半字线“－”分开。

(1)标准规定，在下列情况下，最常用的中等公差精度的螺纹不标注公差带代号：

①公称直径D≤1.4mm的5H，D≥1.6mm的6H和螺距P=0.2mm，公差等级为4级的内螺纹；

②公称直径d≤1.4mm的6h和d≥1.6mm的6g的外螺纹。(2)内外螺纹配合时，它们的公差带中间用斜线分开，左边为内螺纹公差带，右边为外螺纹公差带。例如，M20×6H／5g6g表示内螺纹的中径和顶径公差带均为6H，外螺纹的中径公差带为5g，顶径公差带为6g。第五十三页，共一百零三页，2022年，8月28日普通螺纹的标注4.旋合长度代号

对于短旋合和长旋合，要求在公差带代号后分别标注“S”和“L”，与公差带代号间用半字线“－”分开。中等旋合长度不标注“N”。5.旋向代号

对于左旋螺纹，要在旋合长度代号后标注“LH”代号，与旋合长度代号间用半字线“－”分开。右旋螺纹省略旋向代号。第五十四页，共一百零三页，2022年，8月28日完整的螺纹标注示例(1)M6×0.75－5h6h－S－LH：表示公称直径为6mm，螺距为0.75mm，中径公差带为5h，顶径公差带为6h，短旋合长度，左旋单线细牙普通外螺纹。

(2)M14×Ph6P2－7H－L－LH或M14×Ph6P2(threestarts)－7H－L－LH：表示公称直径为14mm，导程为6mm，螺距为2mm，中径和顶径公差带为7H，长旋合，左旋三线普通内螺纹。

(3)M6表示公称直径为6mm，粗牙，中等公差精度(省略6H或6g)，中等旋合长度，右旋单线普通螺纹。第五十五页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹几何参数偏差对互换性的影响：

螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。为保证螺纹连接的可旋入性和连接强度，在螺纹的大径小径处，内外螺纹不得相互干涉，并且规定大径及小径处均留有一定的间隙，即内螺纹的实际大径和小径分别大于外螺纹的实际大径和小径（保证可旋合性）。影响螺纹互换性的主要几何参数有五个:大径、小径、中径、螺距和牙型半角。这几个参数在加工过程中不可避免地会产生一定的加工误差,不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧、还会影响联接的可靠性,从而影响螺纹的互换性。第五十六页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹几何参数偏差对互换性的影响：

由于螺纹旋合后主要是依靠螺牙侧面工作，如果内、外螺纹的牙侧接触不均匀，就会造成负荷分布不均，势必降低螺纹的配合均匀性和联接强度。因此，对螺纹互换性影响较大的参数是中径、螺距和牙型半角。第五十七页，共一百零三页，2022年，8月28日中径偏差的影响：

螺纹靠牙型侧面进行工作，中径大小直接影响螺纹配合的松紧程度。中径偏差是指中径的实际尺寸(以单一中径体现)与基本尺寸之代数差。就外螺纹而言，中径若比内螺纹大，必然影响旋合性；若过小，则会使牙侧间的间隙增大，配合过松，联接强度和密封性降低。要控制螺纹的中径偏差，即限制中径的实际尺寸。国标中规定了普通螺纹的中径公差。第五十八页，共一百零三页，2022年，8月28日螺距偏差的影响螺距偏差分为单个螺距偏差和螺距累积偏差两种。单个螺距偏差：是指单个螺距的实际值与其基本值之代数差，它与旋合长度无关。螺距累积偏差：是指在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧与中径线交点间的实际轴向距离与其基本值的最大差值，它与旋合长度有关。螺距累积偏差对互换性的影响更为明显，必须加以严格控制。第五十九页，共一百零三页，2022年，8月28日螺距偏差的影响假设内螺纹具有基本牙型（没有任何形状误差的理想内螺纹），仅与存在螺距偏差的外螺纹结合。外螺纹N个螺距的累积误差为ΔPΣ(μm)。内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合。为防止干涉，为使具有ΔPΣ的外螺纹旋入理想的内螺纹,就必须使外螺纹的中径减小一个数值fp(μm)。fp就是补偿螺距误差折算到中径上的数值，称为螺距误差的中径当量第六十页，共一百零三页，2022年，8月28日L理论=nPL实际=nP1ΔPΣFp/2螺距累积偏差对旋合性的影响示例内螺纹外螺纹第六十一页，共一百零三页，2022年，8月28日螺距累积偏差对旋合性的影响示例第六十二页，共一百零三页，2022年，8月28日螺距偏差的影响同理，假设外螺纹具有基本牙型，与仅存在螺距偏差的内螺纹与其结合。设在N个螺距的旋合长度内，内螺纹存在ΔPΣ。为保证旋合性，就必须将内螺纹中径增大一个数值fp。两种情况下的螺距误差的中径当量计算公式为：第六十三页，共一百零三页，2022年，8月28日牙型半角偏差的影响牙型半角的定义可知，若螺纹的牙型角正确，牙型半角不一定正确牙型半角偏差是指牙型半角的实际值对公称值的代数差，是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置误差。对螺纹的旋合性和联接强度及牙侧接触面积均有直接影响。第六十四页，共一百零三页，2022年，8月28日牙型半角偏差对旋合性影响示例图示为仅外螺纹存在半角偏差的情况，此时干涉区位于大径牙侧面。由△ABC和△DEF可知，左右半角偏差不同，干涉区也不同，因此，中径当量应取左右两方的平均值，即：第六十五页，共一百零三页，2022年，8月28日牙型半角偏差对旋合性影响示例：第六十六页，共一百零三页，2022年，8月28日牙型半角偏差的影响：

外螺纹：外螺纹存在牙型半角偏差时，必须将外螺纹牙型沿垂直螺纹轴线的方向下移，从而使外螺纹的中径减小一个数值fα/2。内螺纹：内螺纹存在牙型半角偏差时，必须将内螺纹中径增大一个数值fα/2，该值为补偿牙型半角偏差而折算到中径上的数值，称为牙型半角偏差的中径当量，计算公式为第六十七页，共一百零三页，2022年，8月28日牙型半角偏差的影响：牙型半角误差的中径当量

fα/2=0.073P(k1｜Δα1/2｜+k2｜Δα2/2｜)

Δα1/2=α1/2–30°

Δα2/2=α2/2

–30°对外螺纹

Δα1、Δα2为正值时，k1、k2=2,为负值时k1、k2=3；对内螺纹

Δα1、Δα2为正值时，k1、k2=3,为负值时k1、k2=2

。第六十八页，共一百零三页，2022年，8月28日小结无论中径偏差、螺距误差还是牙型半角偏差对螺纹的旋入性和接触强度均有影响，而且只要存在螺距误差或半角偏差，对外螺纹而言，相当于中径增大；对于内螺纹而言，相当于中径减小。第六十九页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹作用中径实际生产中，螺纹的中径偏差、螺距误差、半角偏差同时存在当外螺纹存在螺距误差和半角偏差时，其作用中径要比实际中径要增大fp与fα/2,在规定长度内，正好包容变大了的实际外螺纹的一个假想的具有基本牙型的内螺纹的中径，称为外螺纹的作用中径。同理，实际内螺纹存在螺距误差和半角偏差时，相当于实际内螺纹的中径减小了fp与fα/2,在规定旋合长度内，包容实际内螺纹的假想外螺纹的中径，称为内螺纹的作用中径。第七十页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则作用中径的概念（d2m/D2m）螺纹的作用中径是在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想（理想）螺纹的中径。该假想螺纹具有基本牙型的螺距、牙型半角和牙型高度，并在牙顶和牙底留有间隙，以保证不与实际螺纹的大小径发生干涉。作用中径的度量：在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的一个理想内（外）螺纹的中径称为外（内）螺纹作用中径d2m（D2m），第七十一页，共一百零三页，2022年，8月28日作用中径的概念（d2m/D2m）在旋合时，在旋合长度内实际起作用的中径，作用中径是指体外作用中径外螺纹：内螺纹：d2s、D2s单一中径，代替实际中径第七十二页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径是决定螺纹旋入性和配合性质的主要参数。螺纹配合（间隙、过渡、过盈）主要取决于螺纹中径所选的公差带。普通螺纹采用间隙配合。螺纹中径可用于理想螺纹（理想中径），也可用于实际螺纹（实际中径）。第七十三页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则当螺纹的螺距和半角没有误差时，螺纹的作用中径即为实际中径d2s（D2s）。当螺纹的螺距有误差，牙型角无误差，螺纹的作用中径不等于实际中径牙型半角误差的中径当量螺距误差的中径当量fp=∣ΔPΣ∣ctg(α/2)=1.732∣ΔPΣ∣第七十四页，共一百零三页，2022年，8月28日中径公差：

对于普通螺纹，影响其互换性的主要参数是中径、螺距和牙型半角。由于螺距偏差和牙型半角偏差对螺纹互换性的影响均可以折算成中径当量，并与中径尺寸偏差形成作用中径。考虑到作用中径的存在，可以不单独规定螺距公差和牙型半角公差，而仅规定一项中径公差，用以控制中径本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差的综合影响。第七十五页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则由于作用中径的存在以及螺纹中径公差的综合性，因此中径合格与否是衡量螺纹互换性的主要依据。判断中径的合格性应遵循泰勒原则:实际螺纹的作用中径不允许超越最大实体牙型的中径，任何部位的单一中径不允许超越最小实体牙型的中径。用表达式即为：外螺纹内螺纹

第七十六页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则例按M24×2－6g加工，得实际大径da=23.850,实际中径d2a=22.521，螺距累积误差ΔPΣ=+0.05，牙型半角误差Δα1/2=+20´，Δα2/2=–25´。试判断顶径、中径是否合格，并查出旋合长度的变化范围。（1）查表确定该螺纹的极限偏差，并画出尺寸公差带图由表6.17得d2=由表6.18得Td2=由表6.19得Td=由表6.22得es=中径公差带图顶径公差带图

22.7010.170.28–0.0380Ø22.701mm+-6g-38-208中径公差带

0Ø24mm+-6g-38-318顶径公差带

第七十七页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则第七十八页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹中径合格性的判断原则8.5~19mm第七十九页，共一百零三页，2022年，8月28日螺纹测量1、综合测量用螺纹量规检验螺纹属于综合测量。在成批生产中，普通螺纹均采用综合测量。综合测量是根据前面介绍的螺纹中径合格性的准则（泰勒原则），使用螺纹量规（综合极限量规）进行测量。为了满足泰勒原则，螺纹量规通端和止端在螺纹长度和牙型上的结构特征不同。通端主要用于检查作用中径，应该有完整的牙侧，且其螺纹长度至少要等于工件螺纹的旋合长度的80％。通规可以和螺纹工件自由旋合时，表示螺纹工件的作用中径未超出规定。止端用于检查螺纹的实际中径，为减小螺距误差和牙型半角误差的影响，保证止端与被检螺纹工件仅在螺纹中径处相接触，止端牙型应做成短齿不完整轮廓，并将止端长度相应缩短（2～3.5牙）

第八十页，共一百零三页，2022年，8月28日综合测量螺纹量规分为“通规”和“止规”，检验时，“通规”能顺利与工件旋合，“止规”不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，“通规”不能旋合，则说明螺母过小，螺栓过大，螺纹应返修。当“止规”能通过工件，则表示螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。第八十一页，共一百零三页，2022年，8月28日通端螺纹环规止端螺纹环规d2maxd2mind1maxdmaxdmin通端光滑卡规环规检验外螺纹第八十二页，共一百零三页，2022年，8月28日

塞规检验内螺纹D2maxD2minD1minDminD1max止端螺纹塞规通端螺纹塞规通端光滑塞规止端光滑塞规第八十三页，共一百零三页，2022年，8月28日

对大尺寸普通螺纹、精密螺纹和传动螺纹，除了可旋合性和联接可靠以外，还有其它精度和功能要求，生产中一般都采用单项测量。单项测量螺纹的方法很多，最典型的是用万能工具显微镜测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。用工具显微镜将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像，测量其螺距、牙型半角和中径，因此该法又称为影像法。在实际生产中，测量外螺纹中径多用三针量法该方法简单，测量精度高，应用广泛2.单项测量第八十四页，共一百零三页，2022年，8月28日小结1.普通螺纹（1）普通螺纹的主要术语和几何参数有：基本牙型、大径（D、d）、小径（D1、d1）、中径（D2、d2）、作用中径、单一中径（D2a、d2a）、实际中径、螺距（P）、牙型角（α）与牙型半角（α/2）、螺纹旋合长度。（2）作用中径的概念及中径合格条件作用中径的大小影响可旋合性，实际中径的大小影响联接可靠性。中径合格与否应遵循泰勒原则，将实际中径和作用中径均控制在中径公差带内。（3）普通螺纹公差等级螺纹公差标准中，规定了d、d2和D1、D2的公差。螺距和牙型不规定公差（由中径公差带控制），外螺纹的小径d1和内螺纹的大径D也不规定公差。（4）基本偏差对于外螺纹，基本偏差是上偏差（es），有e、f、g、h四种；对于内螺纹，基本偏差是下偏差（EI），有G、H两种。公差等级和基本偏差组成了螺纹公差带。国标规定了常用公差带。一般情况下，应尽可能选用表中规定的优先选用的公差带。第八十五页，共一百零三页，2022年，8月28日（5）螺纹的旋合长度和精度等级

螺纹的旋合长度分为短、中、长三种，分别用代号S、N和L表示，其数值见表6－23

当螺纹的公差等级一定时，旋合长度越长，加工时产生螺距累积偏差和牙型半角偏差可能越大。因此，螺纹按公差等级和旋合长度规定了三种精度等级：精密级、中等级、粗糙级。各精度等级的应用见本章有关内容。同一精度等级，随旋合长度的增加应降低螺纹的公差等级。（6）螺纹在图样上的标注。（7）螺纹的检测分为综合检测和单项检测。第八十六页，共一百零三页，2022年，8月28日1.在大量生产中应用紧固螺纹连接件，标准推荐采用6H／6g，其尺寸为M20×2时，则内、外螺纹的实际中径尺寸变化范围？结合后中径最小保证间隙等于多少？例题0Ø18.701mm+-6H-38-198中径公差带

6g+212解：（1）

D2a=18.701～

18.913（2）d2a=18.503～

18.663

Xmin=+0.038第八十七页，共一百零三页，2022年，8月28日2.实测M20－7H的螺纹零件得：螺距累偏差为ΔP∑＝－0.034，牙侧角偏差分别为Δα1＝+30′，Δα2＝－40′，试求实际中径和作用中径所允许的变化范围。解：D2fe=D2a-（fp+fα）

=D2a–0.09D2fe=18.376～18.566D2a=18.466～18.656Ø18.376mm中径公差带

0+-7H+280第八十八页，共一百零三页，2022年，8月28日圆锥结合的精度设计本章学习的目的是掌握圆锥结合的特点、基本功能要求和配合的形成方法，为合理选用圆锥的公差与配合，进行圆锥精度设计打下基础。学习要求是掌握圆锥结合的特点及锥度与锥角、圆锥公差中的术语定义；掌握圆锥公差项目及给定方法；掌握圆锥配合的形成方法以及结构型圆锥配合的确定方法。了解位移型圆锥配合的确定方法。第八十九页，共一百零三页，2022年，8月28日圆锥结合的特点

（1）

间隙或过盈可以调整。通过内、外圆锥面的轴向位移，可以调整间隙或过盈来满足不同的工作要求；能补偿磨损，延长使用寿命；

（2）

对中性好，即易保证配合的同轴度要求。由于间隙可以调整，因而可以消除间隙，实现内外圆锥轴线的对中。容易拆卸，且经多次拆装不降低同轴度。

（3）

圆锥结合具有较好的自锁性和密封性。

（4）

结构复杂，影响互换性的参数比较多，加工和检验都比较困难，不适合于孔轴轴向相对位置要