螺紋的公差配合及測量

關于螺紋的公差配合及測量第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1概述

?課時數(shù)：1課時?重點：普通螺紋的主要幾何參數(shù)?難點：螺紋中徑的概念授課方式：新授新課導入：螺紋在機械中應用很廣，螺紋的互換程度也很高。螺紋的幾何參數(shù)較多，國家標準對螺紋的牙型、公差與配合等都作了規(guī)定，以保證其幾何精度。

第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1螺紋分類及使用要求

螺紋的種類繁多，按用途可分為:

聯(lián)結(jié)螺紋傳動螺紋按牙型可分為:

三角形螺紋梯形螺紋矩形螺紋鋸齒形螺紋

第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1螺紋分類及使用要求

1.聯(lián)結(jié)螺紋

聯(lián)結(jié)螺紋又稱緊固螺紋。其作用是使零件相互連接或緊固成一體，并可拆卸。

對這類螺紋的要求主要是可旋合性和聯(lián)接可靠性，有些還要求有密封性。

旋合性是指相同規(guī)格的螺紋易于旋入或擰出，以便裝配或拆卸。聯(lián)接可靠性是指有足夠的連接強度,接觸均勻，螺紋不易松脫。

第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.傳動螺紋

傳動螺紋有傳力螺桿和傳位移絲杠兩種，它們與螺母結(jié)合，通過相對運動傳遞力矩和位移。

傳力螺桿如千斤頂?shù)钠鹬芈輻U、摩擦壓力機的傳動螺桿，主要用來傳遞載荷，也使被傳物體產(chǎn)生位移，但對所移位置沒有嚴格要求。這類螺紋結(jié)合需有足夠的強度。

傳位移絲杠如機床進給機構(gòu)中的微調(diào)絲杠、計量器具中的測微絲杠，主要用來傳遞位移，故要求傳動準確。

傳動螺紋的牙型常用梯形、鋸齒形、矩形和三角形。

第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.2普通螺紋的主要幾何參數(shù)

1.普通螺紋的基本牙型

按GB192-1981規(guī)定，基本牙型定義在軸向剖面上。如圖7-1所示。內(nèi)、外螺紋的大徑、中徑、小徑的基本尺寸都在基本牙型上定義。

第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-1普通螺紋的基本牙型第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.普通螺紋的幾何參數(shù)

（1）原始三角形高度H

原始三角形高度為原始三角形的頂點到底邊的距離。如圖7-1所示，H與螺紋螺距P的幾何關系為：

（2）大徑D（d）

螺紋的大徑是指在基本牙型上,外螺紋的牙頂（或內(nèi)螺紋的牙底）所在的假想圓柱的直徑。內(nèi)、外螺紋的大徑分別用D、d表示（見圖7-1）。外螺紋的大徑又稱外螺紋的頂徑。螺紋大徑的基本尺寸為螺紋的公稱直徑。

第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.普通螺紋的幾何參數(shù)

（3）小徑（）

螺紋的小徑是指在螺紋的基本牙型上，外螺紋的牙底（或內(nèi)螺紋的牙頂）所在的假想圓柱的直徑。內(nèi)、外螺紋的小徑分別用和表示。內(nèi)螺紋的小徑又稱內(nèi)螺紋的頂徑。

（4）中徑（）

螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等處假想圓柱的直徑稱為螺紋中徑。內(nèi)、外螺紋中徑分別用和表示。第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）螺距P

在螺紋中徑線（中徑所在圓柱面的母線）上，相鄰兩牙對應點間的一段軸向距離稱為螺距。用P表示（見圖7-1）。

螺距有粗牙和細牙兩種。國家標準規(guī)定了普通螺紋公稱直徑與螺距系列，如表7-1所示。

螺距與導程不同，導程是指同一條螺旋線在中徑線上相鄰兩牙對應點之間的軸向距離，用L表示。對單線螺紋，導程L和螺距P相等。對多線螺紋，導程L等于螺距P與螺紋線數(shù)n的積，即L=nP。

第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）牙型角α和牙型半角a/2牙型角是指在螺紋牙型上相鄰兩個牙側(cè)面的夾角。如圖7-1所示。普通螺紋的牙型角為60°。牙型半角是指在螺紋牙型上，某一牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角（見圖7-1）。普通螺紋的牙型半角為30°。

相互旋合的內(nèi)、外螺紋，它們的上述六個基本參數(shù)相同。

第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

已知螺紋的公稱直徑（大徑）和螺距，用下列公式可計算出螺紋的小徑和中徑：

=D-2×5/8H=D-1.0825P=d-2×5/8H=d-1.0825P=D-2×3/8H=D-0.6495P=d-2×3/8H=d-0.6495P

如有資料，則不必計算，可直接查螺紋表格得出。

第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（7）螺紋的旋合長度

螺紋的旋合長度是指兩個相互旋合的內(nèi)、外螺紋，沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度。圖7-2螺紋的旋合長度

第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月本課小結(jié)螺紋按用途分為聯(lián)接螺紋和傳動螺紋，對聯(lián)接螺紋的要求主要是可旋合性和聯(lián)接可靠性，有時還有密封性；對傳動螺紋的要求主要是有足夠的強度。普通螺紋的主要幾何參數(shù)有牙型、直徑、螺距、線數(shù)及旋向等。相互旋合的內(nèi)、外螺紋，它們的基本參數(shù)相同。螺紋的公稱直徑是指螺紋的大徑，螺紋的中徑是螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等處假想圓柱的直徑。外螺紋的直徑用小寫字母表示，內(nèi)螺紋的直徑用相應的大寫字母表示。第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對互換性的影響

?課時數(shù)：2課時?重點：泰勒原則

?難點：作用中徑的的概念

授課方式：新授新課導入：螺紋幾何參數(shù)較多,加工過程中都會產(chǎn)生誤差,都將不同程度地影響螺紋的互換性。其中，中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差是影響互換性的主要因素。第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.1螺距誤差對螺紋互換性的影響

普通螺紋的螺距誤差有兩種,一種是單個螺距誤差,另一種是螺距累積誤差。影響螺紋旋合性的主要是螺距累積誤差。

螺距累積誤差是指在指定的螺紋長度內(nèi)，包含若干個螺距的任意兩牙，在中徑線上對應的兩點之間的實際軸向距離與其理論值（兩牙間所有理論螺距之和）之差，與旋合長度有關，用P∑表示。

為了使有螺距累積誤差的外螺紋仍能與具有基本牙型的內(nèi)螺紋自由旋合，必須將外螺紋中徑減小一個fp值（或?qū)?nèi)螺紋中徑加大一個fp值），fp值稱為螺距誤差的中徑當量。第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.1螺距誤差對螺紋互換性的影響

普通螺紋的螺距誤差有兩種,一種是單個螺距誤差,另一種是螺距累積誤差。影響螺紋旋合性的主要是螺距累積誤差。

螺距累積誤差是指在指定的螺紋長度內(nèi)，包含若干個螺距的任意兩牙，在中徑線上對應的兩點之間的實際軸向距離與其理論值（兩牙間所有理論螺距之和）之差，與旋合長度有關，用P∑表示。

第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-3螺距誤差對旋合性的影響

中徑當量，當內(nèi)螺紋有螺距誤差時，為了保證內(nèi)、外螺紋自由旋合，相當內(nèi)螺紋的中徑加大一個值（或?qū)⑼饴菁y中徑減小一個值）。

第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.2牙型半角誤差對互換性的影響

螺紋牙型半角誤差是指實際牙型半角與理論牙型半角之差，用Δ表示。

圖7-4螺紋的牙型半角誤差

第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-5半角誤差對螺紋旋合性的影響

第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月牙型半角誤差的中徑當量

為了讓一個有半角誤差的外螺紋仍能與內(nèi)螺紋自由旋合，必須將外螺紋的中徑減小，該減小量稱為半角誤差的中徑當量。式中：P——螺距；

K1、K2——選取系數(shù)。不論是外螺紋還是內(nèi)螺紋，當其半角誤差導致干涉區(qū)在牙型的上半部（3H/8處）時，K1、K2取3；當半角誤差導致干涉區(qū)在牙型的下半部（2H/8處）時，K1、K2取2。

第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.3中徑誤差對螺紋互換性的影響

由于螺紋在牙側(cè)面接觸,因此中徑的大小直接影響牙側(cè)相對軸線的徑向位置。外螺紋中徑大于內(nèi)螺紋中徑，影響旋合性；外螺紋中徑過小，影響聯(lián)接強度。因此必須對內(nèi)、外螺紋中徑誤差加以控制。

第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.4

保證普通螺紋互換性的條件

1.普通螺紋作用中徑的的概念

螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等處假想圓柱的直徑稱為中徑（、）。螺紋的牙槽寬度等于螺距一半處假想圓柱的直徑稱為單一中徑（、）。第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

顯然，為使外螺紋與內(nèi)螺紋能自由旋合，必須滿足下列條件：

內(nèi)、外螺紋旋合時實際起作用的中徑稱為作用中徑（D2作用、d2作用）。第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.保證普通螺紋互換性的條件

泰勒原則：

實際螺紋的作用中徑不能超出其最大實體牙型中徑；而實際螺紋上任何部位的單一中徑不能超出其最小實體牙型中徑。

作用中徑≤外螺紋最大實體牙型中徑

單一中徑≥外螺紋最小實體牙型中徑

作用中徑≥內(nèi)螺紋最大實體牙型中徑

單一中徑≤內(nèi)螺紋最小實體牙型中徑

對于外螺紋:對于內(nèi)螺紋:第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月本課小結(jié)中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差是影響螺紋互換性的主要因素。普通螺紋的螺距誤差有單個螺距誤差和螺距累積誤差兩種,影響旋合性的主要是螺距累積誤差。螺距累積誤差可以轉(zhuǎn)化為螺距誤差中徑當量。牙型半角誤差也可以轉(zhuǎn)化為半角誤差的中徑當量。泰勒原則：實際螺紋的作用中徑不能超出最大實體牙型中徑；而實際螺紋上任何部位的單一中徑不能超出最小實體牙型中徑。

對外螺紋：作用中徑≤外螺紋最大實體牙型中徑

單一中徑≥外螺紋最小實體牙型中徑對內(nèi)螺紋：作用中徑≥內(nèi)螺紋最大實體牙型中徑單一中徑≤內(nèi)螺紋最小實體牙型中徑

作業(yè)：習題77-1，7-2第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3普通螺紋的公差與配合

?課時數(shù)：2課時?重點：螺紋的公差和標記?難點：普通螺紋的公差帶

授課方式：新授新課導入：要保證螺紋的互換性，必須對螺紋的幾何精度提出要求。國家標準GB197—81《普通螺紋公差與配合》中，對普通螺紋規(guī)定了供選用的螺紋公差、螺紋配合、旋合長度及精度等級。第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.1普通螺紋的公差帶

1.公差帶的形狀和位置

螺紋公差帶以基本牙型為零線，沿著螺紋牙型的牙側(cè)、牙頂和牙底布置，在垂直于螺紋軸線的方向上計量。

普通螺紋的公差帶由基本偏差決定其位置，公差值決定其大小。2.公差帶的大小和公差等級

普通螺紋公差帶的大小由公差等級決定。

第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-6普通螺紋的公差帶

第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-7普通螺紋的基本偏差

第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.2螺紋精度和旋合長度（摘自GB197—2003）

螺紋精度由螺紋公差帶和旋合長度構(gòu)成。螺紋的旋合長度分短旋合長度（以S表示）、中等旋合長度（以N表示）、長旋合長度（以L表示）三種。

螺紋精度分為精密、中等和粗糙三個級別。

圖7-8螺紋公差、旋合長度與螺紋精度的關系

第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.3普通螺紋的選用公差帶和配合選用

1.螺紋公差帶的選用

表7-6普通螺紋的選用公差帶第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.配合的選用

國家標準要求，完工后的螺紋配合最好是H/g、H/h或G/h的配合。為了保證螺紋旋合后有良好的同軸度和足夠的聯(lián)結(jié)強度，可選用H/h配合。要裝拆方便，一般選用H/g配合。

第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.4螺紋的標記1.單個螺紋的標記

螺紋的完整標記由螺紋代號、公稱直徑、螺距、旋向、螺紋公差帶代號和旋合長度代號（或數(shù)值）組成。當螺紋是粗牙螺紋時，粗牙螺距省略標注（可查表7-1得螺距數(shù)值）。當螺紋為右旋螺紋時，不注旋向；當螺紋為左旋螺紋時，在相應位置寫“LH”字樣。當螺紋中徑、頂徑公差帶相同時，合寫為一個。當螺紋旋合長度為中等時，省略標注旋合長度。

第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月例7-1解釋螺紋標記M20×2—7g6g

—24—LH

的含義解：M——普通螺紋的代號；

20——螺紋公稱直徑；

2——細牙螺紋螺距（粗牙螺距不注）；

LH——左旋（右旋不注）；

7g——螺紋中徑公差帶代號，字母小寫表示外螺紋；

6g——螺紋頂徑公差帶代號，字母小寫表示外螺紋；

24——旋合長度數(shù)值。

例7-2解釋螺紋標記M10—5H6H—L

的含義解:M10——普通螺紋代號及公稱直徑，粗牙；

5H6H——螺紋中徑、頂徑公差帶代號，大寫字母表示內(nèi)螺紋；L——長旋合長度代號（中等旋合長度可不注）。

第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月例7-3解釋螺紋標記M10×1—6g

的含義解：M10×1——普通螺紋代號、公稱直徑及細牙螺距；

6g——外螺紋中徑和頂徑公差帶代號

2.螺紋配合在圖樣上的標注

標注螺紋配合時，內(nèi)、外螺紋的公差帶代號用斜線分開，左邊為內(nèi)螺紋公差帶代號，右邊為外螺紋公差帶代號。例如：

M20×2—6H/6gM20×2—6H/5g6g—LH

第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

螺紋牙型表面粗糙度主要根據(jù)中徑公差等級來確定。表7-7列出了螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra的推薦值。工件螺紋中徑公差等級4～56～77～9Ra不大于螺栓、螺釘、螺母1.63.23.2～6.3軸及套上的螺紋0.8～1.61.63.2

表7-7螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra值

單位：μm7.3.5螺紋的表面粗糙度要求

第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.5應用舉例

例7-4一螺紋配合為M20×2—6H/5g6g，試查表求出內(nèi)、外螺紋的中徑、小徑和大徑的極限偏差，并計算內(nèi)、外螺紋的中徑、小徑和大徑的極限尺寸。

解：1）確定內(nèi)、外螺紋中徑、小徑和大徑和基本尺寸

已知標記中的公稱直徑為螺紋大徑的基本尺寸，即D=d=20mm從普通螺紋各參數(shù)的關系可知

==d-1.0825P=17.835mm==d-0.6495P=18.701mm

實際工作中，可直接查有關手冊。

第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2）確定內(nèi)、外螺紋的極限偏差

內(nèi)螺紋中徑、頂徑（小徑）的基本偏差代號為H、公差等級為6級；外螺紋中徑、頂徑（大徑）的基本偏差代號為g、公差等級分別為5級、6級。由表7-2，7-4，7-5可查算出內(nèi)、外螺紋的極限偏差：EI（）=0，ES（）=0.212mm；

EI（D）=0；EI（）=0，ES（）=0.375mm；

es（）=-0.038mm，ei（）=-0.163mm；

es（）=-0.038mmes（d）=-0.038mm，

ei（d）=-0.318mm。第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3）計算內(nèi)、外螺紋的極限尺寸

由內(nèi)、外螺紋的各基本尺寸及各極限偏差算出極限尺寸：

=18.913mm；

=18.701mm=18.210mm；

=17.835mm=20mm=18.663mm；

=18.538mm=19.962mm；

=19.682mm

第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月例7-5測得M24—5g6g實際螺銓的單一中徑d2作用=21.940mm，螺距誤差P∑=+50μm，牙型半角誤差Δ（左）=-32′，Δ（右）=+20′，試判斷該螺栓中徑合格性。

解：1）根據(jù)M24—5g6g，并查表7-1，7-2，7-5得d=24mm，P=3mm，中徑基本偏差為es=-48μm，Td2=160μm。計算得

=22.051mm。=22.003mm，

=21.843mm2）螺距偏差中徑當量=1.732∣P∑∣=86.6μm

牙型半角偏差中徑當量

3）螺紋作用中徑d2作用=+（+fα/2）=22.0546mm4)根據(jù)泰勒原則，由于>，故此螺紋不合格。

第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月本課小結(jié)能查表，計算確定螺紋的公差。螺紋精度由螺紋公差帶和旋合長度構(gòu)成。螺紋精度影響螺紋的配合。螺紋配合盡量選用國標中的優(yōu)先系列。國標對螺紋的標記作了專門規(guī)定。作業(yè)習題77-3，7-4，7-5第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.4普通螺紋的測量

?課時數(shù)：1課時?重點：普通螺紋的綜合檢驗?難點：三針量法授課方式：新授