螺紋的公差與配合

關(guān)于螺紋的公差與配合第1頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三一．螺紋的種類和使用要求

在機械制造中，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2頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三１．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3頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三２．傳動螺紋

這類螺紋通常用于傳遞運動或動力。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4頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三３．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5頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三二．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6頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三普通螺紋基本牙型第7頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三1．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8頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三２．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9頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三３．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10頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三4．螺距(P)

螺距－－是指相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。第11頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三5．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際尺寸。第12頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三６．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13頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三７．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14頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三(三．螺紋幾何參數(shù)偏差對互換性的影響)

螺紋聯(lián)接要實現(xiàn)其互換性,必須保證良好的旋合性和一定的聯(lián)接強度。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15頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三三．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16頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三三．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，就會造成負荷分布不均，勢必降低螺紋的配合均勻性和聯(lián)接強度。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17頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三1．中徑偏差的影響

中徑偏差是指中徑的實際尺寸(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18頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2．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)與中徑線交點間的實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19頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2．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20頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三L理論=nPL實際=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21頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三螺距累積偏差對旋合性的影響示例（2）第22頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2．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)量計算公式為：第23頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三3．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)接強度均有影響。牙型半角偏差對旋合性的影響如圖所示。第24頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三牙型半角偏差對旋合性影響示例第25頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三3．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。牙型半角偏差的計算公式如教材P169示。第26頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三4．普通螺紋實現(xiàn)互換性的條件第27頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三作用中徑1、作用中徑：在旋合時，在旋合長度內(nèi)實際起作用的中徑。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），它可以表達為：外螺紋：內(nèi)螺紋：第28頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三中徑公差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，可以不單獨規(guī)定螺距公差和牙型半角公差，而僅規(guī)定一項中徑公差，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29頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三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實際螺紋的作用中徑不允許超出最大實體牙型的中徑，任何部位的單一中徑不允許超出最小實體牙型的中徑。用表達式即為：外螺紋：內(nèi)螺紋：第30頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三d2minTd2d2maxd2md2sfpFα/2TD2D2sD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min內(nèi)螺紋外螺紋螺紋中徑合格性判斷示例第31頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三四、普通螺紋的精度設(shè)計第32頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三1、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33頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三螺紋中徑和頂徑的基本偏差第34頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2、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)計中必須考慮的因素。第35頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2、螺紋公差等級與旋合長度(2)

①國標(biāo)中規(guī)定了不同直徑和螺距所對應(yīng)的旋合長度，分為短（S）、中（N）、長（L）三種旋合長度。見教材P175表10-9②國標(biāo)按螺紋公差等級和旋合長度規(guī)定了三種類型的公差帶，分別是精密級、中等級和粗糙級，代表著不同的加工難度。見教材P174表10-8。第36頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三3、螺紋精度設(shè)計(1)

①結(jié)合精度的確定精密級——用于精密聯(lián)結(jié)螺紋。中等級——用于一般用途聯(lián)結(jié)。粗糙級——用于要求不高及制造困難的螺紋。②旋合長度的確定一般多用N組。根據(jù)公稱直徑和螺距選擇。見教材P175表10-9③公差帶的確定－是螺紋公差等級和基本偏差的組合。表示方法是公差等級后加上基本偏差代號。如：外螺紋－6f；內(nèi)螺紋－6H。與普通尺寸標(biāo)注有差別。具體選用見教材P174表10-8。第37頁，講