第九章 螺纹公差及检测.ppt

1、第9章螺纹公差和检验，9.1概述1螺纹类型和应用要求在机械制造中，螺纹连接和传动有许多应用，占有非常重要的地位。根据用途，它可分为三种类型：普通螺纹，也称为紧固螺纹，主要用于连接和紧固各种机械零件。这种螺纹连接的应用要求是可转动性(易于组装和拆卸)和连接的可靠性。传动线：这种线通常用来传递运动或动力。螺纹连接的应用要求是动力传递的可靠性或位移传递的准确性。紧密螺纹：这种螺纹用于密封连接。螺纹的应用要求是紧密结合、不漏水、不漏气、不漏油。普通螺纹的主要几何参数，取决于螺纹轴向截面的基本齿形。它的基本齿形是由原三角形(等边三角形)的顶部用H/8切掉，底部用H/4切掉而形成的内外螺纹所共有的理论齿形

2、。齿廓是螺纹的基本尺寸。大直径：大直径是指与内螺纹底部或外螺纹顶部相切的假想圆柱或圆锥的直径。组合内螺纹和外螺纹的大直径相等，即D=d.内螺纹的大直径d也称为底部直径，外螺纹的大直径d也称为顶部直径。普通螺纹大直径的基本尺寸是螺纹的公称直径尺寸。小直径(d1，D1):小直径是指与内螺纹顶部或外螺纹根部相切的假想圆柱或圆锥的直径。组合内螺纹和外螺纹具有相同的小直径基本尺寸，即D=d1。内螺纹的小直径d1也称为顶部直径，外螺纹的小直径D1也称为底部直径。中值直径(d，d):“中值直径”是指假想圆柱或圆锥的直径，其母线穿过螺纹轮廓上的凹槽，其中突起的宽度相等。这个假想的圆柱体叫做中径圆柱体。中径圆柱

3、的母线称为中径线，其轴线为螺纹轴线。内外结合螺纹的中径基本尺寸相等，即d=d. 4节距(P):节距是指两相邻齿的中径线上两对应点之间的轴向距离。5单个中等直径(d2s，D2s):单个中等直径是指假想圆柱的直径，其母线穿过齿廓上的槽宽等于节距基本尺寸的一半的直径。用于表示螺纹中径的实际尺寸。齿廓半角(/2):齿廓半角是指螺纹轮廓上的齿侧面与螺纹轴线的垂直线之间的角度。普通螺纹的齿廓半角为30。螺纹旋入长度是指内外螺纹旋入时螺旋面接触部分的轴向长度。9.2螺纹几何参数偏差对互换性的影响：影响螺纹互换性的主要几何参数有五大直径：小直径、中直径、螺距和齿廓半角。对螺纹互换性影响较大的参数有螺距、螺距和

4、半角。1节距偏差的影响(1):节距偏差可分为单节距偏差和累积节距偏差。单节距偏差是指单节距的实际值与其基本值之间的代数差，与拧紧长度无关。螺距累积偏差：指在规定的螺纹长度内，同一牙侧的任意两个交点与中径线的实际轴向距离与其基本值之间的最大差值，与螺纹长度有关。螺距的累积偏差对互换性的影响更为明显。1、螺距偏差的影响(2):如图所示，假设内螺纹具有基本的齿形，只与螺距偏差的外螺纹结合。外螺纹n个螺距的累积误差为P(m)。内螺纹和外螺纹相互干涉，不能拧在一起。为了防止干扰，为了拧紧外部tFp是转换为中间直径以补偿螺距累积误差的值，称为螺距误差的中间直径当量。两种情况下的等效计算公式为：2 .齿廓半

5、角偏差的影响：齿廓半角偏差是指齿廓半角的实际值与标称值之间的代数差，即螺纹齿面相对于螺纹轴线的位置误差。它对螺纹的拧紧和连接强度有影响。齿形半角偏差对铰接的影响如图所示。外螺纹：当外螺纹有半角偏差时，外螺纹轮廓必须沿垂直于螺纹轴的方向向下移动，以便将外螺纹的中间直径减小一个数值f/2。内螺纹：当内螺纹有齿廓半角偏差时，内螺纹中径必须增加一个数值f/2，这称为齿廓半角偏差的中径当量。齿形半角偏差计算公式如下：f/2=0.073 P(K1/2(左)K2/2(右)/2 /2实际/2理论外螺纹：/20k 2；/20 K3内螺纹：/20k 3；/20 K2，3节径偏差的影响：节径偏差是指节径的实际尺寸(

6、用单个节径表示)和基本尺寸之间的代数差。就外螺纹而言，如果中间直径大于内螺纹，将不可避免地影响螺纹性能；如果太小，会增加齿间间隙，降低关节强度。控制螺纹的中径偏差。普通螺纹的中径公差在国家标准中有规定。见教材P180-4表9-4。虚拟节径：虚拟节径：在拧紧过程中，在拧紧长度内实际工作的中值直径。虚中径的定义：在规定的螺纹长度内，恰好包含实际外(内)螺纹的理想内(外)螺纹的中间直径称为外(内)螺纹虚中径D2M，它可以表示为：外螺纹：内螺纹：对于普通螺纹，影响其互换性的主要参数是中间直径、螺距和齿廓半角。螺距偏差和齿廓半角偏差对螺纹互换性的影响可以转化为中径当量，形成一个具有中径尺寸偏差的虚拟中径

7、。考虑到虚拟中径的存在，只能指定一个中径公差，而不是中径公差和齿廓半角公差，从而控制中径本身的尺寸偏差、中径偏差和齿廓半角偏差的综合影响。螺纹中径合格判定原则：由于虚拟中径的存在和螺纹中径公差的全面性，中径合格是衡量螺纹互换性的主要依据。中径的合格性应根据泰勒原理：来判断。实际螺纹的虚拟中径不应超过最大实体齿形的中径，任何零件的单个中径不应超过最小实体齿形的中径。外螺纹：内螺纹：D2Min，TD2，D2Max，D2M，D2S，FP，F/2，TD2，D2S，D2M，FP，内外螺纹中径公差等级见教材P178表9-1。其中，6级是最基本的一级。公差带和基本偏差的位置：公差带的位置指公差带和基本齿形之

8、间的距离，由基本偏差决定。内螺纹的下偏差和外螺纹的上偏差被定义为基本偏差。两个基本偏差，代号为h和g，是为内螺纹规定的；外螺纹有四种基本偏差，代号为e、f、g和h。基本偏差值见教材P182表9-7。螺纹的中间直径和顶部直径之间的基本偏差为：2。螺纹公差等级和螺纹长度为：螺纹组合的精度不仅与螺纹公差带的大小有关，还与螺纹的螺纹长度有关。拧入长度越长，螺距累积误差越大，拧入越困难，长螺纹加工精度也难以保证3.螺纹精度设计(1):组合精度的确定：精度等级用于精确连接螺纹。中等等级用于通用连接。粗加工等级用于要求不高且难以制造的螺纹。拧紧长度的确定：通常使用N组。根据公称直径和螺距。公差带的确定：是螺

9、纹公差等级和基本偏差的组合。表示方法是在公差等级后添加基本偏差代码。如外螺纹：6f；内螺纹：6H。它不同于普通的尺寸标注。匹配的选择：理论上，表中的内螺纹和外螺纹可以构成各种匹配，但为了保证足够的接触高度，最好选择H/g、H/h和G/h匹配。表面粗糙度：国家标准有普通螺纹表面粗糙度的推荐值。一般选择中等精度和中等螺纹长度的公差带，即内螺纹公差带始终为6h，外螺纹6H和6g公差带应用广泛。4.普通螺纹的标记：完整的螺纹标记由螺纹代码(包括公称直径、螺距)、螺纹公差等级代码(按照中径和顶径的顺序)和螺纹拧紧长度组成，用“.”隔开。例如：外螺纹：M205g6gS内螺纹：M201.5左6H当内外螺纹匹

10、配时：M2026H/5g6gS，根据表92。93，Td2=160um基本偏差es=0d 2max=22.051d 2min=21.891 FP=1.732 p=86.6um f/2=0.0733(260280)=61.1um d2动作D2实际(fp f/2)22.098 d2在d2max中失败，但在d2min中失败。例如，有一个M243 5h螺栓，其标称中间直径d2=22.051mm毫米。实际中间直径d2实际上=21.95毫米，累积节距误差P=-50微米，左右齿的半角误差分别为/2=60和/2=80。有一个M24-6G螺母，其标称中间直径d2=22.701毫米，实际中间直径D2实际上=22.5毫米，累积节距误差