第六章螺纹课程

第六章螺纹课程第1页/共28页螺纹制式:Metr制式公制螺纹:1、普通三角螺M2、梯形螺纹Tr3、管螺纹G

PG制式英制螺纹：NPT制式美式螺纹：不同制式的螺纹之间不可以通用。第2页/共28页内、外螺纹配合示意外螺纹的顶径内螺纹的底径外螺纹的底径内螺纹的顶径第3页/共28页6.3.2螺纹结合的基本参数螺纹主要几何参数为螺纹轴向剖面内的基本牙型。基本牙型是将原始三角形(等边三角形)的顶部截去H/8和底部截去H/4所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。影响螺纹互换性的主要几何参数有五个：螺距、大径、小径、中径和牙型半角。1．螺距P：

螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。单线螺纹时，导程等于螺距。2．大径(D，d)：

大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱或圆锥（英制）的直径。普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹公称直径。相配合的内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即D=d。第4页/共28页普通螺纹基本牙型及主要几何参数第5页/共28页3．小径(D1，d1)：小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱或圆锥的直径。相结合的内、外螺纹的小径基本尺寸相等，即：D１=d1=D-1.08253P4．中径(D２，d２)：中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。在基本牙型上，该圆柱的母线通过P/2处。有：D2=d2=D-0.64952P内螺纹的大径D和外螺纹的小径d1统称为“底径”；外螺纹的大径d和内螺纹的小径D1统称为“顶径”。P267表6.17普通螺纹的基本尺寸（公称尺寸D（d）、螺距P、中径D2（d2）、小径D1（d1））。第6页/共28页5．单一中径(D2单一，d2单一)=(D2a，d2a)

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直径。用以表示螺纹中径的实际尺寸，测量得到的。D2单一=

D2s=

D2a，d2单一=

d2s=d2a６．牙型半角（α/2）P120牙型半角是指在螺纹牙型上，两相邻牙侧与螺纹轴线的垂直线间的夹角。普通螺纹的牙型半角为30°。第7页/共28页普通螺纹的公差带是沿基本牙形连续分布的。对于外螺纹GB规定大径d和中径d2公差Td、Td2。大径d有4、6、8三种公差等级，见P270表6.19。中径公差：表示螺纹中径尺寸的允许变动量。中径d2有3、4、5、6、7、8、9七种公差等级，见P270表6.18。对于内螺纹GB规定小径D1和中径D2公差TD1TD2。并各有4、5、6、7、8五种公差等级，见P271表6.20、表6.20。外螺纹的小径d1和内螺纹的大径D的尺寸精度由刀具保证。

1、普通螺纹的公差带及公差6.3.3普通螺纹的公差与配合第8页/共28页内、外螺纹中径和顶径公差带螺纹配合是间隙配合。过盈配合时内、外螺纹将不能旋合。外螺纹的大径和小径要分别小于内螺纹的大径和小径，才能保证旋合性。公差带的大小：由公差值确定。内、外螺纹中径的公差等级见教材P271表6.20。公差带位置:位置是指公差带相对与基本牙型的距离，该距离由基本偏差决定。内螺纹基本偏差为下偏差（EI）和外螺纹基本偏差为上偏差（es）。内螺纹中径和小径（顶径）的基本偏差有H和G两种；外螺纹中径和大径（顶径）基本偏差的有e、f、g、h四种。基本偏差值见教材P273表6.22，示意图见P272图6.19。内螺纹选用公差带见P274表6.24；外螺纹选用公差带见P275表6.26。第9页/共28页内螺纹中径和小径、外螺纹中径和大径的基本偏差：基本偏差的确定：精度高时选H/h;较差时选H/g、H/f、H/e；很差时选：G/h、G/g、G/f、G/e；公差等级的确定：按优先、其次…顺序确定；内螺纹中径和小径公差等级可相同，也可随旋合长度变化而提高或降低；外螺纹大径公差选N旋合长度时中径和大径公差相等，选S旋合长度时中径比大径公差高一级；选L旋合长度时中径比大径公差低一级；第10页/共28页1．螺纹精度等级与螺纹旋合长度螺纹精度等级分三级：精密级—用于精密联结螺纹，如车床丝杠、千分尺中的螺纹。中等级—用于一般用途联结。粗糙级—用于要求不高的螺纹联结。螺纹旋合长度是指内、外螺纹旋合时螺旋面接触部分的轴向长度。太长没用，一般只有3-5个牙承受全部载荷。国标规定三种旋合长度:短S、中N、长L，一般多用N。并根据公称直径和螺距选择。中等旋合长度中的“N”不标。旋合长度见P274表6.23。6.3.4普通螺纹的公差与配合的选用第11页/共28页螺纹公差带代号公差带的表示方法：公差等级后加上基本偏差代号。例如：外螺纹公差带代号：6f内螺纹公差带代号：6H与普通尺寸标注有差别。具体选用见教材P273表6.22。配合的选用：内、外螺纹可以构成各种配合，为保证足够的接触高度，最好选用H/g、H/h、G/h的配合。一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带。内螺纹公差带常选6H、外螺纹公差带6h、6g。注：精度等级在前基本偏差代号在后第12页/共28页普通螺纹的标记P276：螺纹制式代号、螺纹公称直径×螺距（粗牙不标）、旋向LH（右旋不标）—内外中径公差代号、顶径公差代号—螺纹旋合长度（中等旋合长度不标）举例：外螺纹：M20—5g6g—S内螺纹：M20×1.5L—6H内外螺纹配合：M20×2—6H/5g6g—SLH—lefthand

第13页/共28页螺纹几何参数对互换性的影响螺纹联接，必须保证内、外螺纹的旋合性和一定的联接强度。螺纹的大径、小径、中径、螺距和牙型半角在加工过程中都会产生各种加工误差，这些误差都会影响螺纹的旋合性、配合松紧及联接的可靠性。对互换性影响较大的参数是中径、螺距和牙型半角。1．中径实际偏差的影响ΔD2、Δd2中径实际偏差是指中径的实际尺寸(以单一中径体现)与基本尺寸D2、d2之代数差。外螺纹中径若比内螺纹中径大，将影响旋合性；若过小，会使牙侧间的间隙增大，联接强度降低。要用中径公差控制螺纹的中径实际偏差。第14页/共28页2．螺距偏差的影响螺距偏差可分为单个螺距偏差和螺距累积误差两种。单个螺距偏差：是指单个螺距的实际值与其公称值之代数差，它与旋合性无关。螺距累积误差：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公称值的最大差值。它与旋合长度有关。螺距累积误差对互换性有影响。假设内螺纹具有基本牙型，与仅存在螺距偏差的外螺纹旋合。设在N个螺牙的旋合长度内，外螺纹存在ΔPΣ。为保证旋合性，可将外螺纹中径增大fp。fp是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的数值，称为螺距误差的中径当量：第15页/共28页3.牙型半角误差的来源第16页/共28页牙型半角误差的影响：

牙型半角误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形状误差。牙型半角误差对螺纹的旋合性和联接强度均有影响。外螺纹：外螺纹存在牙型半角误差时，可将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，可将内螺纹中径增大一个数值fα/2，fα/2又称为牙型半角误差的中径当量。μm外螺纹时：内螺纹时：K1、K2的取值与外螺纹的取值相反。第17页/共28页中径公差数值比较大的原因？在普通螺纹中，对螺距和牙型半角不规定公差。中径公差是综合指标，用中径公差来综合控制中径、螺距和牙型半角的误差。即中径公差里包含三部分：①中径本身误差；②螺距误差的中径当量；③牙型半角误差的中径当量。第18页/共28页4.中径公差影响普通螺纹互换性的主要参数是中径、螺距和牙型半角。由于螺距误差和牙型半角误差对螺纹互换性的影响均可折算成中径当量，并与中径尺寸误差形成作用中径。所以国标不单独规定螺距公差和牙型半角公差，仅规定一项中径公差来控制中径本身的尺寸偏差、螺距误差和牙型半角误差的综合影响。第19页/共28页6.3.6螺纹中径合格性判断原则P276作用中径：在旋合长度内实际起作用的尺寸。是中径误差、螺距误差和牙型半角误差的综合。作用中径：在规定的旋合长度内，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）。外螺纹作用中径：内螺纹作用中径：第20页/共28页螺纹中径合格性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，使中径成为衡量螺纹合格与否的依据。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出螺纹最大实体牙型的中径，任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径。即合格条件：外螺纹：内螺纹：见P278,式中：D2max=D2+ESD2mim=D2+EId2max=d2+esd2mim=d2+ei第21页/共28页d2minTd2d2maxd2md2sfpFα/2TD2D2sD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min内螺纹外螺纹螺纹中径合格性判断示例：第22页/共28页第23页/共28页第24页/共28页第25页/共28页螺纹测