項(xiàng)目十二： 螺紋的公差與配合

1、青島港灣港口機(jī)械系制作 項(xiàng)目十二：項(xiàng)目十二： 螺紋的公差與配合螺紋的公差與配合 知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)： 1、熟悉螺紋的用 途和分類; 2、掌握螺紋的公 差配合特點(diǎn)； 3、掌握螺紋的測(cè) 量方法 技能目標(biāo)：技能目標(biāo)： 會(huì)測(cè)量螺紋公差。 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 1、熟悉螺紋的參數(shù)及用途； 2、熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì) 互換性的影響； 3、掌握螺紋公差帶的特點(diǎn)； 4、學(xué)會(huì)螺紋的測(cè)量； 青島港灣港口機(jī)械系制作 學(xué)習(xí)導(dǎo)航學(xué)習(xí)導(dǎo)航 對(duì)照螺紋實(shí)物對(duì)照螺紋實(shí)物 講解螺紋參數(shù)講解螺紋參數(shù) 螺紋用途螺紋用途 幾何參數(shù)對(duì)互換性的影響幾何參數(shù)對(duì)互換性的影響 螺紋公差帶螺紋公差帶 螺紋的測(cè)量螺紋的測(cè)量 青島港灣港口機(jī)械系制作 一、螺紋的種

2、類和使用要求一、螺紋的種類和使用要求 在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動(dòng)的應(yīng)用有很多，在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動(dòng)的應(yīng)用有很多， 占有很重要的地位。占有很重要的地位。 按其軸向截面幾何形狀主要有四種：按其軸向截面幾何形狀主要有四種： 三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。 根據(jù)其用途可分為三類根據(jù)其用途可分為三類: 普通螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋普通螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋 任務(wù)一任務(wù)一 熟悉螺紋的參數(shù)及用途熟悉螺紋的參數(shù)及用途 青島港灣港口機(jī)械系制作 1、普通螺紋普通螺紋：通常也稱緊固螺紋，主要用于聯(lián)通常也稱緊固螺紋，主要用于聯(lián) 接和緊固各種機(jī)械零件

3、。這類螺紋聯(lián)接的使用要接和緊固各種機(jī)械零件。這類螺紋聯(lián)接的使用要 求是求是可旋合性可旋合性(便于裝配和拆換便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性和聯(lián)接的可靠性。 如三角形螺紋。如三角形螺紋。 2、傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋：這類螺紋通常用于傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)這類螺紋通常用于傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng) 力。螺紋聯(lián)接的使用要求是力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動(dòng)力的可靠性或傳遞動(dòng)力的可靠性或 傳遞位移的準(zhǔn)確性傳遞位移的準(zhǔn)確性。如梯形螺紋、鋸齒形螺紋、。如梯形螺紋、鋸齒形螺紋、 矩形螺紋等。矩形螺紋等。 3、緊密螺紋緊密螺紋：這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的 使用要求是使用要求是結(jié)合緊密結(jié)合緊密，不漏水、不漏氣和不漏

4、油。，不漏水、不漏氣和不漏油。 如管螺紋。如管螺紋。 青島港灣港口機(jī)械系制作 二、普通螺紋的主要幾何參數(shù) 螺紋的幾何參數(shù)取決于螺紋軸向剖面內(nèi)的基 本牙型。其基本牙型是將原始三角形(等邊三 角形)的頂部截去H/8和底部截去H/4所形成的 內(nèi)、外螺紋共有的理論牙型。該牙型是具有 螺紋的基本尺寸。 青島港灣港口機(jī)械系制作 圖圖12-1 螺紋幾何參數(shù)螺紋幾何參數(shù) 青島港灣港口機(jī)械系制作 大徑大徑是指與內(nèi)螺紋牙底或外螺紋牙頂相切的假想圓是指與內(nèi)螺紋牙底或外螺紋牙頂相切的假想圓 柱或圓錐的直徑。柱或圓錐的直徑。相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋的大徑基本尺寸 相等，即D =d 。小徑是指與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相切 的假

5、想圓柱或圓錐的直徑。相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋的小徑基 本尺寸相等,即D=d1。內(nèi)螺紋的小徑D1又稱頂徑,外螺 紋的小徑d1又稱底徑。 中徑中徑是指一個(gè)假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母母 線通過螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，此線通過螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，此 假想圓柱稱為中徑圓柱假想圓柱稱為中徑圓柱。中徑圓柱的母線稱為中徑線， 其軸線即為螺紋軸線,相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋中徑的基本尺寸 相等，即D=d。 螺距（螺距（P）是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的 軸向距離軸向距離。有細(xì)牙和粗牙之分。 青島港灣港口機(jī)械系制作 導(dǎo)程導(dǎo)程（S）是指同一螺旋線上相鄰

6、兩牙在中 徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。S=nP 其中n是螺旋線的數(shù)目。 單一中徑單一中徑是指一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱 的母線通過牙型上溝槽寬度等于螺距基本尺 寸一半地方的直徑。用以表示螺紋中徑的實(shí) 際尺寸。 螺紋旋合長(zhǎng)螺紋旋合長(zhǎng)度是指內(nèi)外螺紋旋合時(shí)螺旋面接 觸部分的軸向長(zhǎng)度。 青島港灣港口機(jī)械系制作 圖圖12-2螺紋的單一中徑與中徑螺紋的單一中徑與中徑 青島港灣港口機(jī)械系制作 牙型半角牙型半角是指在螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂 直線間的夾角。普通螺紋的牙型半角為30。 圖圖12-3牙型角、牙型半角和牙側(cè)角牙型角、牙型半角和牙側(cè)角 青島港灣港口機(jī)械系制作 螺紋聯(lián)接要實(shí)現(xiàn)其互換性螺紋聯(lián)接要實(shí)現(xiàn)其

7、互換性,必須保證良好的旋合必須保證良好的旋合 性和一定的聯(lián)接強(qiáng)度。性和一定的聯(lián)接強(qiáng)度。影響螺紋互換性的主要影響螺紋互換性的主要 幾何參數(shù)有五個(gè)幾何參數(shù)有五個(gè):大徑、小徑、中徑、螺距和牙大徑、小徑、中徑、螺距和牙 型半角。型半角。這幾個(gè)參數(shù)在加工過程中不通可避免這幾個(gè)參數(shù)在加工過程中不通可避免 地會(huì)產(chǎn)生一定的加工誤差地會(huì)產(chǎn)生一定的加工誤差,不僅會(huì)影響螺紋的旋不僅會(huì)影響螺紋的旋 合性、接觸高度、配合松緊、還會(huì)影響聯(lián)接的合性、接觸高度、配合松緊、還會(huì)影響聯(lián)接的 可靠性可靠性,從而影響螺紋的互換性。從而影響螺紋的互換性。 任務(wù)二任務(wù)二 熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影

8、響 青島港灣港口機(jī)械系制作 一、螺紋大、小徑誤差對(duì)互換性的影響一、螺紋大、小徑誤差對(duì)互換性的影響 內(nèi)、外螺紋加工后內(nèi)、外螺紋加工后,外螺紋的大徑和小徑要分別小外螺紋的大徑和小徑要分別小 于內(nèi)螺紋的大徑和小徑，才能保證旋合性。于內(nèi)螺紋的大徑和小徑，才能保證旋合性。 由于螺紋旋合后主要是依靠螺牙側(cè)面工作，如果 內(nèi)、外螺紋的牙側(cè)接觸不均勻，就會(huì)造成負(fù)荷分 布不均，勢(shì)必降低螺紋的配合均勻性和聯(lián)接強(qiáng)度。 因此對(duì)螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距 和牙型半角。 中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸(以單一中徑體現(xiàn))與 基本尺寸之代數(shù)差。 就外螺紋而言，中徑若比內(nèi)螺紋大，必然影響旋 合性；若過小，則會(huì)使牙側(cè)間的間隙

9、增大，聯(lián)接 強(qiáng)度降低。要控制螺紋的中徑偏差。國(guó)標(biāo)中規(guī)定 了普通螺紋的中徑公差。 青島港灣港口機(jī)械系制作 二、螺距誤差對(duì)互換性的影響 螺距偏差可分為單個(gè)螺距偏差和螺距累積偏差兩 種。單個(gè)螺距偏差單個(gè)螺距偏差：是指單個(gè)螺距的實(shí)際值與其 基本值之代數(shù)差，它與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。螺距累積螺距累積 偏差偏差：是指在規(guī)定的螺紋長(zhǎng)度內(nèi)，任意兩同名牙 側(cè)與中徑線交點(diǎn)間的實(shí)際軸向距離與其基本值的 最大差值，它與旋合長(zhǎng)度有關(guān)。螺距累積偏差對(duì)螺距累積偏差對(duì) 互換性的影響更為明顯?；Q性的影響更為明顯。 如圖所示，假設(shè)內(nèi)螺紋具有基本牙型，僅與存在 螺距偏差的外螺紋結(jié)合。外螺紋N個(gè)螺距的累積 誤差為P (m)。內(nèi)、外螺紋牙側(cè)

10、產(chǎn)生干涉而不 能旋合。為防止干涉，為使具有P的外螺紋旋 入理想的內(nèi)螺紋,就必須使外螺紋的中徑減小一個(gè) 數(shù)值fp (m)。 青島港灣港口機(jī)械系制作 圖圖12-4螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例 青島港灣港口機(jī)械系制作 三、牙型半角誤差對(duì)互換性的影響 牙型半角偏差是指牙型半角的實(shí)際值對(duì)公 稱值的代數(shù)差，是螺紋牙側(cè)相對(duì)于螺紋軸 線的位置誤差。對(duì)螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng) 度均有影響。 外螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，必須將外螺紋牙型沿垂直螺 紋軸線的方向下移，從而使外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值 f/2。 內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個(gè) 數(shù)值f/2，該值稱為牙型半角偏差

11、的中徑當(dāng)量。 青島港灣港口機(jī)械系制作 四 、作用中徑：在旋合時(shí)，在旋合長(zhǎng)度內(nèi) 實(shí)際起作用的中徑。在規(guī)定的旋合長(zhǎng)度內(nèi)， 恰好包容實(shí)際外（內(nèi)）螺紋的一個(gè)理想內(nèi) （外）螺紋的中徑稱為外（內(nèi)）螺紋作用 中徑d2m（D2m），它可以表達(dá)為： 外螺紋：d2作用=d2單一+(fp+f) 內(nèi)螺紋：D2作用=D2單一+(fp+f) 青島港灣港口機(jī)械系制作 對(duì)于普通螺紋，影響其互換性的主要參數(shù) 是中徑、螺距和牙型半角。由于螺距偏差 和牙型半角偏差對(duì)螺紋互換性的影響均可 以折算成中徑當(dāng)量，并與中徑尺寸偏差形 成作用中徑。考慮到作用中徑的存在，可 以不單獨(dú)規(guī)定螺距公差和牙型半角公差， 而僅規(guī)定一項(xiàng)中徑公差，用以控制中

12、徑本 身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差 的綜合影響。 青島港灣港口機(jī)械系制作 螺紋中徑合格性判斷原則： 由于作用中徑的 存在以及螺紋中徑公差的綜合性，因此中徑 合格與否是衡量螺紋互換性的主要依據(jù)。判 斷中徑的合格性應(yīng)遵循泰勒原則:實(shí)際螺紋的 作用中徑不允許超出最大實(shí)體牙型的中徑， 任何部位的單一中徑不允許超出最小實(shí)體牙 型的中徑。用表達(dá)式即為： 外螺紋：d2max d2作用 d2單一 d2min 內(nèi)螺紋：D2min D2作用 D2單一 D2max 青島港灣港口機(jī)械系制作 一、角度和錐度的相對(duì)量法一、角度和錐度的相對(duì)量法 角度和錐度的相對(duì)量法是指用角度或錐度的置角度和錐度的相對(duì)量法是指用角度

13、或錐度的置 具具(如角度塊規(guī)角尺，圓錐量規(guī)等如角度塊規(guī)角尺，圓錐量規(guī)等)與被測(cè)的與被測(cè)的 角度或錐度相比較，按涂色法或光隙法估計(jì)角度或錐度相比較，按涂色法或光隙法估計(jì) 被測(cè)角度或錐度的偏差被測(cè)角度或錐度的偏差 任務(wù)三任務(wù)三 掌握螺紋公差帶的特點(diǎn)掌握螺紋公差帶的特點(diǎn) 青島港灣港口機(jī)械系制作 公差帶的大小和公差等級(jí)公差帶的大小和公差等級(jí)：公差帶的大小 由公差值確定，表示螺紋直徑尺寸的允許 變動(dòng)量。內(nèi)外螺紋直徑的公差等級(jí)見下表。 其中6級(jí)為基本級(jí)。 公差帶的位置和基本偏差公差帶的位置和基本偏差 :公差帶的位置是 指公差帶相對(duì)與基本牙型的距離，該距離 由基本偏差決定。規(guī)定內(nèi)螺紋的下偏差（EI） 和外螺

14、紋的上偏差（es）為基本偏差。對(duì) 內(nèi)螺紋規(guī)定代號(hào)為H和G的兩種基本偏差； 對(duì)外螺紋規(guī)定代號(hào)為e、f、g、h四種 青島港灣港口機(jī)械系制作 圖圖 12- 6 螺螺 紋紋 公公 差差 帶帶 青島港灣港口機(jī)械系制作 螺紋結(jié)合的精度不僅與螺紋公差帶大小有關(guān)，還 與螺紋的旋合長(zhǎng)度有關(guān)。旋合長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，螺距的 累積誤差愈大，較難旋合，且加工長(zhǎng)螺紋比短螺 紋難以保證精度。因此對(duì)不同的旋合長(zhǎng)度規(guī)定不 同大小的公差帶，旋合長(zhǎng)度是螺紋精度設(shè)計(jì)旋合長(zhǎng)度是螺紋精度設(shè)計(jì) 中必須考慮的因素中必須考慮的因素。 國(guó)標(biāo)中規(guī)定了不同直徑和螺距所對(duì)應(yīng)的旋合長(zhǎng)度， 分為短（S）、中（N）、長(zhǎng)（L）三種旋合長(zhǎng)度。 國(guó)標(biāo)按螺紋公差等級(jí)和旋合

15、長(zhǎng)度規(guī)定了三種類型 的公差帶，分別是精密級(jí)、中等級(jí)和粗糙級(jí)，代 表著不同的加工難度。 青島港灣港口機(jī)械系制作 結(jié)合精度的確定： 精密級(jí)用于精密聯(lián)結(jié)螺紋。 中等級(jí)用于一般用途聯(lián)結(jié)。 粗糙級(jí)用于要求不高及制造困難的螺紋。 公差帶的確定：是螺紋公差等級(jí)和基本偏差的 組合。表示方法是公差等級(jí)后加上基本偏差代 號(hào)。 青島港灣港口機(jī)械系制作 1、 螺紋的公差帶及選用 GB.T1972003推薦了一些常用的公差帶。 螺紋公差帶代號(hào)包括中徑和頂徑的公差等級(jí)和基本偏差代號(hào)， 當(dāng)中徑和頂徑公差帶不同時(shí)，應(yīng)分別注出，前者為中徑， 后者為頂徑，如5g6g。當(dāng)中徑、頂徑的公差帶相同時(shí)，合 并標(biāo)注一個(gè)即可，如6H、6g。

16、 螺紋的公差帶選用： 內(nèi)、外螺紋的選用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、H.h或G.h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)常拆卸或工作溫度高的螺紋，通常采用H.g或G.h的 配合 對(duì)公稱直徑小于和等于1.4mm的螺紋，應(yīng)選用5H.6h、4H.6h 或更精密的配合。 青島港灣港口機(jī)械系制作 2、 普通螺紋的標(biāo)記 完整的螺紋標(biāo)記由螺紋特征代號(hào)、尺寸代號(hào)、螺紋 公差帶代號(hào)和其他有必要做進(jìn)一步說明的個(gè)別信 息組成。 1）.螺紋特征代號(hào) 螺紋特征代號(hào)用字母“M”表示。 2）.螺紋尺寸代號(hào) 單線螺紋的尺寸代號(hào)為“公稱直徑螺距”，公稱 直徑

17、和螺距數(shù)值的單位為毫米。 對(duì)粗牙螺紋，可以省略標(biāo)注其螺距項(xiàng)。 示例: 公稱直徑為16mm、螺距為1.5mm、導(dǎo)程為3mm的 雙線螺紋:M16Ph 3P1.5或M16P h 3P1.5 （two starts） 青島港灣港口機(jī)械系制作 3）.螺紋公差帶代號(hào)示例: 1.中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g的外螺 紋:M101-5g6g中徑公差帶和頂徑公差帶為6g的 粗牙外螺紋:M10-6g 2.中徑公差帶為5H、頂徑公差帶為6H的內(nèi)螺 紋:M101-5H6H中徑公差帶和頂徑公差帶為6H 的粗牙內(nèi)螺紋:M10-6H在下列情況下，中等公差 精度螺紋不標(biāo)注其公差帶代號(hào)。 3.內(nèi)螺紋:5H 公稱直徑小于和等

18、于1.4mm 時(shí);6H 公稱直徑大于和等于1.6mm時(shí)。 注: 對(duì)螺距為0.2mm的螺紋，其公差等級(jí)為4級(jí)。 青島港灣港口機(jī)械系制作 螺紋的測(cè)量方法有兩種：螺紋的測(cè)量方法有兩種：綜合測(cè)量法和分項(xiàng)測(cè)量法綜合測(cè)量法和分項(xiàng)測(cè)量法 一、綜合檢驗(yàn)一、綜合檢驗(yàn) 在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用螺紋量規(guī)和光在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用螺紋量規(guī)和光 滑極限量規(guī)聯(lián)合檢驗(yàn)螺紋的合格性?；瑯O限量規(guī)聯(lián)合檢驗(yàn)螺紋的合格性。 螺紋環(huán)規(guī)通端用來(lái)檢驗(yàn)外螺紋作用中徑和小徑的最螺紋環(huán)規(guī)通端用來(lái)檢驗(yàn)外螺紋作用中徑和小徑的最 大極限尺寸，應(yīng)有完整的牙型，其螺紋長(zhǎng)度要與被大極限尺寸，應(yīng)有完整的牙型，其螺紋長(zhǎng)度要與被 測(cè)螺紋旋合長(zhǎng)度相當(dāng)（至少等于被測(cè)工

19、件旋合長(zhǎng)度測(cè)螺紋旋合長(zhǎng)度相當(dāng)（至少等于被測(cè)工件旋合長(zhǎng)度 的的80%）。螺紋環(huán)規(guī)通端旋過被測(cè)螺紋為合格。）。螺紋環(huán)規(guī)通端旋過被測(cè)螺紋為合格。 螺紋環(huán)規(guī)止端只用來(lái)檢驗(yàn)外螺紋實(shí)際中徑是否超過螺紋環(huán)規(guī)止端只用來(lái)檢驗(yàn)外螺紋實(shí)際中徑是否超過 外螺紋中徑的最小極限尺寸，螺紋環(huán)規(guī)止端不應(yīng)旋外螺紋中徑的最小極限尺寸，螺紋環(huán)規(guī)止端不應(yīng)旋 過合格的螺紋，但可以旋入不超過兩個(gè)螺距的旋合過合格的螺紋，但可以旋入不超過兩個(gè)螺距的旋合 量。量。 任務(wù)四任務(wù)四 學(xué)會(huì)螺紋的測(cè)量學(xué)會(huì)螺紋的測(cè)量 青島港灣港口機(jī)械系制作 圖圖12-7 螺紋量規(guī)螺紋量規(guī) 青島港灣港口機(jī)械系制作 二、單項(xiàng)測(cè)量 單項(xiàng)測(cè)量，一般是分別測(cè)量螺紋的每個(gè)參數(shù)，單項(xiàng)測(cè)量，一般是分別測(cè)量螺紋的每個(gè)參數(shù)， 主要測(cè)中徑、螺距、牙型半角和頂徑。主要測(cè)中徑、螺距、牙型半角和頂徑。 1.用螺紋千分尺測(cè)量外螺紋中徑 螺紋千分尺的結(jié)構(gòu)和一般外徑千分尺相似，只是兩個(gè)測(cè)量面可 以根據(jù)不同