螺纹公差及检测

关于螺纹公差及检测9.1概述螺纹按其用途可分为以下3种：（1）连接螺纹。用于连接和紧固机械零件，以实现机器零件的装配牙型是三角形的，一般称为普通螺纹。要求连接螺纹有较好的旋合性及较高的连接强度。（2）传动螺纹。用于传递运动、位移或动力，牙型多用梯形的，称为梯形螺纹。传动螺纹应具有较好的旋合性及较高的传动精度，以保证运动和位移的准确。（3）紧密螺纹。用于要求具有气密性或水密性的条件下。紧密螺纹应具有良好的旋合性及密封性，即紧密结合。第2页,共31页，2024年2月25日，星期天9.2螺纹的基本牙型和主要参数9.2.1普通螺纹公制普通螺纹的基本牙型如图9.1所示。

第3页,共31页，2024年2月25日，星期天螺纹的基本要素有：（1）大径d(D)。与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。（2）小径d1(D1)。与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。（3）中径d2(D2)。是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方。第4页,共31页，2024年2月25日，星期天（4）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等于螺距基本尺寸一半的地方（见图9.2）。第5页,共31页，2024年2月25日，星期天（5）螺距P与导程L。螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离。导程是指在同一条螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。（6）牙型角α和牙型半角α/2。牙型角是指在通过螺纹轴线剖面内的螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。牙型半角是指在螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。第6页,共31页，2024年2月25日，星期天（7）螺纹升角ψ。在中径圆柱上螺旋切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。（8）原始三角形高度H、牙型高度和螺纹接触高度。原始三角形高度指原始三角形的顶点到底边的垂直距离；牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶与牙底之间垂直于螺纹轴线的距离；螺纹接触高度是指两相配合螺纹在螺纹牙型上相互重合部分，在垂直于螺纹轴线方向的高度。（9）螺纹旋合长度。是指两相配合螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。第7页,共31页，2024年2月25日，星期天9.2.2梯形螺纹牙型如图9.3所示。梯形螺纹的原始三角形是等腰三角形，顶角即牙型角的公称值是30°第8页,共31页，2024年2月25日，星期天9.3螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响9.3.1螺距误差对互换性的影响螺距误差分单个螺距误差和螺距累积误差。螺距误差对可旋合性和联结强度都有影响，参见图9.4。第9页,共31页，2024年2月25日，星期天9.3.2牙型半角误差对互换性的影响牙型半角偏差指牙型半角的实际值αa/2与公差值的差值，即Δ(α/2)=αa-30°，它是螺纹牙型的形状误差，主要由加工刀具的制造误差和安装误差所造成。P为螺距(mm)，和分别为左、右牙型偏差(′)；和为系数，当牙型半角偏差为正时等于2，当牙型半角偏差为负时等于3。第10页,共31页，2024年2月25日，星期天第11页,共31页，2024年2月25日，星期天9.3.3中径偏差对互换性的影响中径偏差是指中径实际值对中径基本尺寸的代数差。如果仅考虑中径这一参数的影响，那么，只要外螺纹中径小于内螺纹中径，就能保证内、外螺纹的可旋合性。但是，若外螺纹中径过小，内螺纹中径过大，将影响联结强度。因此，对螺纹中径偏差也必须加以限制。第12页,共31页，2024年2月25日，星期天9.4螺纹中径及其合格条件9.4.1作用中径螺距误差和螺纹牙型半角误差对内、外螺纹结合旋合性的影响相当于螺纹中径增加了一个相应的补偿值的影响。（1）对外螺纹，螺距及半角误差的效果相当于加大了中径，这个假想的增大了的内螺纹中径被定义为外螺纹的作用中径d2m。d2m=d2s+fp+fα/2（2）对内螺纹，螺距及半角误差的效果相当于减小了中径，这个假想的减小了外螺纹中径定义为内螺纹的作用中径D2m。D2m=D2s-(fp+fα/2)第13页,共31页，2024年2月25日，星期天9.4.2中径合格条件（1）对外螺纹，中径合格条件是：作用中径d2m不得大于中径的最大极限尺寸d2max，实际中径d2s不得小于中径的最小极限尺寸d2min，即：d2m≤d2max，d2s≥d2min

（2）对内螺纹，中径合格条件是：作用中径D2m不得小于中径的最小极限尺寸D2min，实际中径D2s不得大于中径的最大极限尺寸D2max，即：D2m≥D2min，D2s≤D2max第14页,共31页，2024年2月25日，星期天

例9.1外螺纹M24-6h(P=3,d2=22.051)，测得实际中径为21.90mm，螺距误差为-60um，半角误差左为Δ(α/2)左=-60′，右为Δ(α/2)右=+80′。判断该螺纹的中径是否合格。解：（1）确定外螺纹的中径的极限值查表得Td2=0.2mm，es=0，则：ei=es-Td2=-0.2d2max=22.051mm，d2min=21.851mm，(2)求外螺纹的作用中径d2m

=1.732×60=103.93≈104(um)=0.073×3(3×60+2×80)≈75(um)d2m=d2s+fp+fα/2=21.90+0.104+0.075=22.079mm(3)判断该螺纹的中径是否合格第15页,共31页，2024年2月25日，星期天由于该螺纹的实际中径d2s和作用中径d2m分别为：d2s=21.90＞d2min=21.851d2m=22.079＞d2max=22.051所以按中径合格条件判断，该螺纹中径不合格。第16页,共31页，2024年2月25日，星期天9.5普通螺纹的公差与配合9.5.1螺纹公差带螺纹大、中、小径的公差带都以基本牙型为零线，由公差带的位置（基本偏差）和大小（公差等级）确定，并沿牙型的牙顶、牙侧和牙底分布，在垂直于螺纹轴线的方向上计算。螺纹公差带的位置由基本偏差确定。第17页,共31页，2024年2月25日，星期天

由图9.6可见，内螺纹公差带位于基本牙型上方，中径、小径的基本偏差都为下偏差（EI），共有2种，分别用代号G和H表示。大径的最大极限尺寸未规定。第18页,共31页，2024年2月25日，星期天由图9.7可见，外螺纹公差带位于基本牙型下方，中径和大径的基本偏差都为上偏差（es），共有4种，分别用e、f、g、h表示。对小径只规定了最大极限尺寸。

第19页,共31页，2024年2月25日，星期天螺纹公差带的大小由公差等级确定。内、外螺纹各直径的公差等级如下：内螺纹小径D1公差等级：4,5,6,7,8内螺纹中径D2公差等级：4,5,6,7,8外螺纹中径d2公差等级：3,4,5,6,7,8,9外螺纹大径d公差等级：4,6,8各公差等级中3级最高，等级依次递降，9级最低。第20页,共31页，2024年2月25日，星期天内、外螺纹公差带代号由公差等级代号和基本偏差代号组成。螺纹公差带既要标出中径代号，又要标出顶径（内螺纹小径或外螺纹大径）代号。螺纹副的公差带代号由内、外螺纹公差带代号组成，用斜线分开，左边表示内螺纹公差带，右边表示外螺纹公差带。第21页,共31页，2024年2月25日，星期天

9.5.2螺纹精度等级与旋合长度螺纹精度不仅与公差等级有关，而且与旋合长度（见表9.1）有关，如表9.2所示。按同一直径的螺纹所对应的旋合长度，可将螺纹的旋合长度分为3组，分别称为短旋合长度(S)、中等旋合长度(N)和长旋合长度(L)。根据螺纹的公差带和短、中、长等3组旋合长度，螺纹精度等级分为精密级、中等级和粗糙级等3种。一般采用中等级。普通螺纹的基本偏差、顶径公差和中径公差分别见表9.3和表9.4。第22页,共31页，2024年2月25日，星期天表9.1螺纹旋合长度第23页,共31页，2024年2月25日，星期天

表9.2普通螺纹的选用公差带第24页,共31页，2024年2月25日，星期天表9.3普通螺纹的基本偏差和顶径公差第25页,共31页，2024年2月25日，星期天表9.4普通螺纹中径公差第26页,共31页，2024年2月25日，星期天9.5.3螺纹公差带与配合的选用

公差带可按表9.2选用。由于螺纹精度与旋合长度有关，因此在同一精度等级中，不同的旋合长度对中径采用不同的公差等级。从表9.2可看出，通常S组比N组高一级，N组比L组高一级。选用公差带时，一般情况下应采用中等旋合长度（N组）的6级公差等级，生产中广泛应用6H、6h，大批和大量生产时应用6H、6g。第27页,共31页，2024年2月25日，星期天内、外螺纹的公差带可按表9.2所列的公差带任意组合。为了保证联结强度、具有足够螺纹接触高度及装拆方便，完工后的螺纹最好采H/g，H/h，G/h配合为宜。对需要涂镀的螺纹，涂镀后以满足H/h和H/g配合为宜。大量生产的精制紧固螺纹推