螺紋的公差與配合

螺紋的公差與配合第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日一．螺紋的種類和使用要求

在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動的應(yīng)用有很多，占有很重要的地位。根據(jù)其用途可分為三類:普通螺紋；傳動螺紋；緊密螺紋；第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日１．普通螺紋

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。使用要求：這類螺紋聯(lián)接的使用要求是①可旋合性(便于裝配和拆換)②聯(lián)接的可靠性。第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日２．傳動螺紋

這類螺紋通常用于傳遞運(yùn)動或動力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日３．緊密螺紋

這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的使用要求是①結(jié)合緊密，②不漏水；③不漏氣；④不漏油。第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日二．普通螺紋的主要幾何參數(shù)

1、螺紋的幾何參數(shù)取決于螺紋軸向剖面內(nèi)的基本牙型。2、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。3、該牙型是具有螺紋的基本尺寸。第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日普通螺紋基本牙型第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日1．大徑(D，d)

大徑－－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。相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋的大徑基本尺寸相等，即D=d。①內(nèi)螺紋的大徑D又稱“底徑”,

②外螺紋的大徑d又稱“頂徑”。③普通螺紋大徑的基本尺寸為螺紋公稱直徑尺寸。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日２．小徑(D1，d1)

小徑是指與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相切的假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D１=d1。①內(nèi)螺紋的小徑D1又稱“頂徑”,②外螺紋的小徑d1又稱"底徑"。第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日３．中徑(D２，d２)中徑－是指一個假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母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。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D２=d２。第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日4．螺距(P)

螺距－－是指相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日5．單一中徑(D2s，d2s)

單一中徑是指一個假想圓柱的直徑，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。第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日６．牙型半角（α/2）

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°。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日７．螺紋旋合長度螺紋旋合長度是指內(nèi)外螺紋旋合時螺旋面接觸部分的軸向長度。普通螺紋的公稱直徑系列及各參數(shù)的基本尺寸如教材所示。第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日(三．螺紋幾何參數(shù)偏差對互換性的影響)

螺紋聯(lián)接要實(shí)現(xiàn)其互換性,必須保證良好的旋合性和一定的聯(lián)接強(qiáng)度。影響螺紋互換性的主要幾何參數(shù)有五個：大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角。這幾個參數(shù)在加工過程中不通可避免地會產(chǎn)生一定的加工誤差,不僅會影響螺紋的①旋合性；②接觸高度；③配合松緊；④聯(lián)接的可靠性；從而影響螺紋的互換性。第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日三．螺紋幾何參數(shù)偏差對互換性的影響

內(nèi)、外螺紋加工后,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。第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日三．螺紋幾何參數(shù)偏差對互換性的影響

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，就會造成負(fù)荷分布不均，勢必降低螺紋的配合均勻性和聯(lián)接強(qiáng)度。因此對螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日1．中徑偏差的影響

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。①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，則會使牙側(cè)間的間隙增大，聯(lián)接強(qiáng)度降低。②要控制螺紋的中徑偏差。國標(biāo)中規(guī)定了普通螺紋的中徑公差。參見教材P172表10-5第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日2．螺距偏差的影響（1）螺距偏差可分為單個螺距偏差和螺距累積偏差兩種。①單個螺距偏差：是指單個螺距的實(shí)際值與其基本值之代數(shù)差，它與旋合長度無關(guān)。②螺距累積偏差：是指在規(guī)定的螺紋長度內(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，它與旋合長度有關(guān)。螺距累積偏差對互換性的影響更為明顯。第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日2．螺距偏差的影響（2）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個螺距的累積誤差為ΔPΣ(μm)。內(nèi)、外螺紋牙側(cè)產(chǎn)生干涉而不能旋合。為防止干涉，為使具有ΔPΣ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數(shù)值fp(μm)。第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日L理論=nPL實(shí)際=nP1ΔPΣFp/2螺距累積偏差對旋合性的影響示例（1）內(nèi)螺紋外螺紋第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日螺距累積偏差對旋合性的影響示例（2）第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日2．螺距偏差的影響（3）同理，假設(shè)外螺紋具有基本牙型，與僅存在螺距偏差的內(nèi)螺紋與其結(jié)合。設(shè)在N個螺牙的旋合長度內(nèi)，內(nèi)螺紋存在ΔPΣ。為保證旋合性，就必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個數(shù)值fp。fp就是為補(bǔ)償螺距累積誤差而折算到中徑上的數(shù)值，稱為螺距誤差的中徑當(dāng)量。兩種情況下的當(dāng)量計(jì)算公式為：第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日3．牙型半角偏差的影響（1）牙型半角偏差－－是指牙型半角的實(shí)際值對公稱值的代數(shù)差，是螺紋牙側(cè)相對于螺紋軸線的位置誤差。對螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng)度均有影響。牙型半角偏差對旋合性的影響如圖所示。第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日牙型半角偏差對旋合性影響示例第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日3．牙型半角偏差的影響（1）①外螺紋：外螺紋存在牙型半角偏差時，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數(shù)值fα/2。②內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時，必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個數(shù)值fα/2，該值稱為牙型半角偏差的中徑當(dāng)量。牙型半角偏差的計(jì)算公式如教材P169示。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日4．普通螺紋實(shí)現(xiàn)互換性的條件第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日作用中徑1、作用中徑：在旋合時，在旋合長度內(nèi)實(shí)際起作用的中徑。2、作用中徑的度量：在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實(shí)際外（內(nèi)）螺紋的一個理想內(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：內(nèi)螺紋：第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日中徑公差1、對于普通螺紋，影響其互換性的主要參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。2、由于螺距偏差和牙型半角偏差對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。3、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，用以控制中徑本身的：①尺寸偏差；②螺距偏差；③牙型半角偏差的綜合影響。第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日螺紋中徑合格性判斷原則①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:②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：內(nèi)螺紋：第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日d2minTd2d2maxd2md2sfpFα/2TD2D2sD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min內(nèi)螺紋外螺紋螺紋中徑合格性判斷示例第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日四、普通螺紋的精度設(shè)計(jì)第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日1、螺紋公差帶①公差帶的大小和公差等級：公差帶的大小由公差值確定，表示螺紋中徑尺寸的允許變動量。內(nèi)外螺紋中徑的公差等級見教材表10-5。其中6級為基本級。②公差帶的位置和基本偏差：公差帶的位置是指公差帶相對與基本牙型的距離，該距離由基本偏差決定。規(guī)定內(nèi)螺紋的下偏差（EI）和外螺紋的上偏差（es）為基本偏差。對內(nèi)螺紋規(guī)定代號為H和G的兩種基本偏差；對外螺紋規(guī)定代號為e、f、g、h四種基本偏差?；酒钪狄娊滩腜174表10-7。第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日螺紋中徑和頂徑的基本偏差第三十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日2、螺紋公差等級與旋合長度(1)

螺紋結(jié)合的精度：①與螺紋公差帶大小有關(guān)，②與螺紋的旋合長度有關(guān)。旋合長度愈長，螺距的累積誤差愈大，較難旋合，且加工長螺紋比短螺紋難以保證精度。因此對不同的旋合長度規(guī)定不同大小的公差帶，旋合長度是螺紋精度設(shè)計(jì)中必須