互換性與技術(shù)測(cè)量--第8章_螺紋結(jié)合的互換性

1、螺紋聯(lián)結(jié)的精度設(shè)計(jì)與檢測(cè),第8章,8.1 概 述,8.1.1 螺紋的分類及使用要求,螺紋結(jié)合在機(jī)電產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛，它是由相互結(jié)合的內(nèi)、 外螺紋組成。內(nèi)、外螺紋通過(guò)相互旋合及牙側(cè)面的接觸作用，實(shí)現(xiàn) 零件間的聯(lián)結(jié)、緊固及相對(duì)位移等功能,螺紋按其用途可分為三類,緊固螺紋,傳動(dòng)螺紋,緊密螺紋,用于緊固或連接零件，如公制普通螺紋等。這是使用最廣泛的一種螺紋結(jié)合。對(duì)這種螺紋結(jié)合的主要要求是可旋合性和連接的可靠性,用于傳遞動(dòng)力或精確的位移，如絲桿等。對(duì)這種螺紋結(jié)合的主要要求是傳遞動(dòng)力的可靠性，或傳動(dòng)比的穩(wěn)定性（保持恒定）。這種螺紋結(jié)合要求有一定的保證間隙，以便傳動(dòng)及貯存潤(rùn)滑油,用于密封的螺紋結(jié)合，對(duì)這種

2、螺紋結(jié)合的主要要求是結(jié)合緊密，不漏水、漏氣和漏油，如管螺紋的連接,8.1.1 螺紋的分類及使用要求,除上述三類螺紋外，還有一些專門用途的螺紋，如石油 螺紋、氣瓶螺紋、燈泡螺紋以及輪胎氣門芯螺紋等等,8.1.1 螺紋的分類及其使用要求,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),普通螺紋的基本牙型如圖所示，它是削去原始三角形頂部和 底部所形成的內(nèi)、外螺紋共有的理論牙型。它是確定螺紋設(shè)計(jì)牙 型的基礎(chǔ),與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。普通螺紋 大徑的基本尺寸為螺紋的公稱直徑。外螺紋的大徑d又稱為頂徑；內(nèi) 螺紋的大徑D又稱為底徑,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),1)大徑(D 或

3、d,與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。外螺紋的 小徑d1又稱為底徑；內(nèi)螺紋的小徑D1又稱為頂徑,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),2)小徑(D1 或 d1,一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度 相等的地方。該假想圓柱稱為中徑圓柱。 在基本牙型上，該圓柱的母線正好通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度等 于1/2基本螺距的地方,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),3)中徑(D2 或 d2,4)單一直徑( 或 ) 一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽寬度等于 1/2基本螺距的地方。由于該直徑在槽寬為固定值處測(cè)量，因此測(cè)量 方便，而且還可以有效地控制中徑本身

4、的尺寸，是最實(shí)用的中徑尺 寸,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),當(dāng)螺距無(wú)誤差時(shí)，螺紋的中徑就是螺紋的單一中徑。但螺距有 誤差時(shí)，單一中徑與中徑是不相等的，如圖所示,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),5)螺距 P,在螺紋牙型上，兩相鄰牙側(cè)間的夾角稱為牙型角。普通螺紋 的牙型角 = 60。牙型角的一半稱為牙型半角 /2,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),6)牙型角,在螺紋牙型上，牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角。1 表示左 牙側(cè)角、2 表示右牙側(cè)角，普通螺紋的基本牙側(cè)角1 = 2 =30,8.1.

5、2 普通螺紋的基本牙型及其主要參數(shù),7)牙側(cè)角 1、2,8)原始三角形高度 H 由原始三角形頂點(diǎn)沿垂直于螺紋軸線方向到其底邊的距離。 (9)螺紋旋合長(zhǎng)度 兩個(gè)相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長(zhǎng)度。 (10)螺紋最大實(shí)體牙型 由設(shè)計(jì)牙型和各直徑的基本偏差和公差所決定的最大實(shí)體狀態(tài)下 的螺紋牙型。 (11) 螺紋最小實(shí)體牙型 由設(shè)計(jì)牙型和各直徑的基本偏差和公差所決定的最小實(shí)體狀態(tài)下 的牙型,8.1.2 普通螺紋的基本牙型及主要參數(shù),8.2 普通螺紋幾何參數(shù)誤差 對(duì)互換性的影響,影響螺紋結(jié)合互換性的主要幾何參數(shù)誤差有大徑誤差、中 徑誤差、小徑誤差和螺距誤差、牙側(cè)角誤差,8.2.1 中徑誤差

6、對(duì)互換性的影響,螺紋中徑誤差是指中徑實(shí)際尺寸與中徑基本尺寸之差。當(dāng)外螺 紋中徑比內(nèi)螺紋中徑大就會(huì)影響螺紋的旋合性；反之，則使配合過(guò) 松而影響連接的可靠性和緊密性，削弱聯(lián)接強(qiáng)度，因此對(duì)中徑誤差 必須加以限制,為了保證普通螺紋的旋合性，必須使內(nèi)外螺紋在牙底和牙頂聯(lián) 接處留有一定間隙，當(dāng)外螺紋大徑小于內(nèi)螺紋大徑、且外螺紋小徑 大于內(nèi)螺紋小徑時(shí)，內(nèi)外螺紋才能旋合。因此，對(duì)內(nèi)外螺紋的大徑 和小徑尺寸必須加以限制,8.2.2 螺紋大、小徑誤差的影響,8.2.3 螺距誤差的影響,對(duì)于普通螺紋，螺距誤差會(huì)影響螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng)度。 為便于分析，假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想的牙型，外螺紋的中徑及牙側(cè)角 與內(nèi)螺紋相同，但

7、是螺距有誤差，并假設(shè)外螺紋的螺距大于內(nèi)螺紋的螺 距，在幾個(gè)螺牙長(zhǎng)度上，螺距累積誤差為,L理論=nP,L實(shí)際=nP1,P,Fp/2,內(nèi)螺紋,外螺紋,為使內(nèi)、外螺紋能旋合，應(yīng)把外螺紋的實(shí)際中徑減小 值或把 內(nèi)螺紋的實(shí)際中徑增加 值。 值叫做螺距誤差的中徑當(dāng)量,對(duì)于牙型角 的公制普通螺紋,8.2.3 螺距誤差的影響,8.2.4 牙側(cè)角誤差的影響,牙側(cè)角誤差同樣會(huì)影響螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng)度。 為了便于分析，假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想的牙型，外螺紋的中徑和螺距 與內(nèi)螺紋相同，但是牙側(cè)角有誤差。當(dāng)外螺紋的牙側(cè)角小于或大于內(nèi)螺 紋的牙側(cè)角時(shí)，在牙側(cè)處將產(chǎn)生干涉（圖中陰影線部分）。為使內(nèi)、外 螺紋能旋合，應(yīng)把外螺紋的

8、實(shí)際中徑減小，或把內(nèi)螺紋的實(shí)際中徑增加 。 值叫做牙側(cè)角誤差中徑當(dāng)量,當(dāng)外螺紋的牙側(cè)角小于內(nèi)螺紋的牙側(cè)角時(shí),8.2.4 牙側(cè)角誤差的影響,8.2.4 牙側(cè)角誤差的影響,8.2.5 螺紋中徑合格性的判斷原則,實(shí)際螺紋往往同時(shí)存在中徑、螺距和牙側(cè)角誤差，而三者對(duì) 旋合性均有影響。螺距和牙側(cè)角誤差對(duì)旋合性的影響，已由前面 分析可知，對(duì)于外螺紋，其效果相當(dāng)于中徑增大了；對(duì)于內(nèi)螺紋， 其效果相當(dāng)于中徑減小了。這個(gè)增大了或減小了的假想螺紋中徑， 稱為螺紋的作用中徑,GB/T 14791-1993對(duì)作用中徑定義如下：在規(guī)定的旋合長(zhǎng)度內(nèi)， 恰好包絡(luò)實(shí)際螺紋的一個(gè)假想螺紋的中徑，這個(gè)螺紋具有理想的螺 距、半角以

9、及牙型高度，并另在牙頂和牙底留有間隙，以保證包容 時(shí)不與實(shí)際螺紋的大、小徑發(fā)生干涉,8.2.5 螺紋中徑合格性的判斷原則,螺紋作用中徑的值為,外螺紋,內(nèi)螺紋,8.2.5 螺紋中徑合格性的判斷原則,因此，判斷螺紋能否旋合的指標(biāo)不是單一中徑而是作用中徑， 也就是說(shuō)要使螺紋能旋合，必須保證,8.2.5 螺紋中徑合格性的判斷原則,對(duì)于普通螺紋，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有單獨(dú)規(guī)定螺距及牙型半角的公差， 而只規(guī)定了一個(gè)中徑總公差（TD2，Td2 ），同時(shí)用來(lái)限制單一中徑、 螺距及牙側(cè)角誤差,8.2.5 螺紋中徑合格性的判斷原則,螺紋的作用中徑不能超出最大實(shí)體牙型的中徑，而實(shí)際螺紋上 任何部位的單一中徑不能超出最小實(shí)體牙

10、型的中徑,8.2.5 螺紋中徑合格性的判斷原則,8.3 普通螺紋的公差與配合,8.3.1 普通螺紋公差,從互換性的角度來(lái)看，螺紋的基本幾何要素有五個(gè)，即大徑、小徑、 中徑、螺距和牙側(cè)角。但普通螺紋在內(nèi)、外螺紋配合以后，在大徑之間 和小徑之間實(shí)際上都是有間隙的，對(duì)螺距和牙側(cè)角不單獨(dú)規(guī)定公差，而 是用中徑公差來(lái)綜合控制。這樣，在普通螺紋中，為了滿足互換性的要 求，就只須規(guī)定大徑、中徑和小徑公差。但由于外螺紋和內(nèi)螺紋的底徑 （d1和D）是在加工時(shí)和中徑一起由刀具切出，其尺寸由刀具保證，因 此也不規(guī)定公差。 這樣在螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中，就只規(guī)定了d、d2和D2、D1 的公差,8.3.2 普通螺紋的基本偏差,

11、內(nèi)、外螺紋的公差帶相對(duì)于基本牙型的位置與圓柱體的公差帶位 置一樣，由基本偏差來(lái)確定。對(duì)于外螺紋，基本偏差是上偏差(es)； 對(duì)于內(nèi)螺紋，基本偏差是下偏差(EI)。 外螺紋下偏差： eiesT 內(nèi)螺紋上偏差： ES EI T 式中，T是螺紋公差,在普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)內(nèi)螺紋規(guī)定了兩種公差帶位置，其基本 偏差分別為G、H,8.3.2 普通螺紋的基本偏差,對(duì)外螺紋規(guī)定了四種公差帶位置，其基本偏差分別為e、f、g、h,8.3.2 普通螺紋的基本偏差,8.3.3 普通螺紋的公差帶及其配合,用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種基本偏差、頂徑公差和中徑公差可以組成 很多種公差帶。若不加以限制就會(huì)使螺紋公差帶種類繁多，給組 織專業(yè)

12、化生產(chǎn)帶來(lái)困難。為此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了內(nèi)、外螺紋的選用公 差帶,標(biāo)準(zhǔn)中將螺紋的旋合長(zhǎng)度分為三組，即短旋合長(zhǎng)度（S）、 中等旋合長(zhǎng)度(N)和長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度(L)。一般采用中等旋合長(zhǎng)度。 螺紋的旋合長(zhǎng)度與螺紋的精度密切相關(guān)。旋合長(zhǎng)度增加，螺 紋牙側(cè)角誤差和螺距累積誤差就可能增加，要求同樣的中徑公差 值加工就會(huì)更困難。所以，衡量螺紋的精度應(yīng)包括旋合長(zhǎng)度,8.3.3 普通螺紋的公差帶及其配合,內(nèi)、外螺紋選用的公差帶可以任意組合，為了保證足夠的接觸 高度，加工好的內(nèi)、外螺紋最好組成H/g、Hh或Gh的配合。一 般情況采用最小間隙為零的H/h配合；對(duì)用于經(jīng)常拆卸、工作溫度高 或需涂鍍的螺紋，通常采用H/g或G/h具

13、有保證間隙的配合,8.3.3 普通螺紋的公差帶及其配合,8.3.4 普通螺紋的標(biāo)記,普通螺紋的完整標(biāo)記由螺紋代號(hào)、螺紋公差帶代號(hào)和螺紋旋合 長(zhǎng)度代號(hào)所組成,8.3.4 普通螺紋的標(biāo)記,在裝配圖上，內(nèi)、外螺紋公差帶代號(hào)用斜線分開(kāi)，左邊表示 內(nèi)螺紋公差帶代號(hào)，右邊表示外螺紋公差帶代號(hào),如:M6-6H/6g,8.3.4 普通螺紋的標(biāo)記,8.4 螺紋的檢測(cè),螺紋是多參數(shù)零件，有綜合檢驗(yàn)和單項(xiàng)測(cè)量?jī)煞N檢測(cè)方法,8.4.1 綜合檢驗(yàn),綜合檢驗(yàn)是指檢驗(yàn)螺紋上各參數(shù)誤差的綜合質(zhì)量是否 符合螺紋標(biāo)注要求的測(cè)量，也稱性能檢驗(yàn)，適用于檢驗(yàn)大 批量生產(chǎn)的精度不太高的螺紋,生產(chǎn)中，主要用螺紋極限量規(guī)來(lái)作綜合檢驗(yàn)。螺紋極

14、限量規(guī) 分為“通規(guī)”和“止規(guī)”。通規(guī)控制被測(cè)螺紋的作用中徑不超過(guò)最大 實(shí)體牙型的中徑（d2max或D2min），同時(shí)控制被測(cè)螺紋的外螺 紋小徑或內(nèi)螺紋的大徑不超過(guò)其最大實(shí)體尺寸（d1max或Dmin）。 止規(guī)控制被測(cè)螺紋的實(shí)際中徑不超過(guò)最小實(shí)體牙型的中徑（d2min 或D2max,8.4.1 綜合檢驗(yàn),8.4.1 綜合檢驗(yàn),8.4.1 綜合檢驗(yàn),量規(guī)的設(shè)計(jì)要根據(jù)“泰勒原則”，即通規(guī)要具有完整的形狀， 以便能同時(shí)檢查最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)的全部參數(shù)；止規(guī)用于分別檢 查最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)螺紋的各個(gè)參數(shù),8.4.1 綜合檢驗(yàn),檢驗(yàn)時(shí)，若通規(guī)能通過(guò)（內(nèi)螺紋）或旋合 （外螺紋）被測(cè)螺紋，止規(guī)不能通過(guò)（內(nèi)螺紋） 或不

15、能完全旋合（外螺紋），則被測(cè)螺紋是合 格的。檢查外螺紋，最好使用通端螺紋環(huán)規(guī)， 一般只在為了節(jié)省時(shí)間、檢驗(yàn)方便以及在不宜 采用螺紋環(huán)規(guī)進(jìn)行大量檢查的情況下，才使用 通端螺紋卡規(guī)。在使用通端螺紋卡規(guī)進(jìn)行大量檢查時(shí)，要用通端 螺紋環(huán)規(guī)作隨機(jī)抽樣的補(bǔ)充檢查，發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，用通端螺紋環(huán)規(guī) （最好用固定式螺紋環(huán)規(guī)）進(jìn)行仲裁,8.4.1 綜合檢驗(yàn),綜合檢驗(yàn)除采用量規(guī)外，還可采用投影儀測(cè)量，即將被測(cè)螺紋 的放大圖與螺紋公差放大圖比較，根據(jù)影像是否超出公差帶圖來(lái)判 斷其合格性,8.4.1 綜合檢驗(yàn),8.4.2 單項(xiàng)測(cè)量,單項(xiàng)測(cè)量是指對(duì)螺紋的幾何要素分別進(jìn)行測(cè)量，量具或量?jī)x測(cè) 量螺紋每個(gè)參數(shù)（主要有中徑、螺距和牙型半角，其次為頂徑和底 徑，有時(shí)還要測(cè)量平底的形狀）。這種方法可以找出螺紋不合格的 原因或分析各項(xiàng)誤差，用以指導(dǎo)生產(chǎn)，又稱分析測(cè)量。單項(xiàng)測(cè)量適 用于單件、小批量生產(chǎn)，尤其是精密螺紋（螺紋刀具、螺紋量規(guī)等 ）的測(cè)量,低精度外螺紋的中徑常用螺紋千分尺測(cè)量。螺紋千分尺可以通過(guò)將 外徑千分尺的平面量頭或內(nèi)徑千分尺的球面量頭改裝成可插式牙形量頭 得到。用螺紋千分尺測(cè)量螺紋中