螺紋結(jié)合的公差與配合

關(guān)于螺紋結(jié)合的公差與配合8.1螺紋及幾何參數(shù)特性8.1.1普通螺紋的基本牙型及幾何參數(shù)按不同用途分為連接螺紋和傳動螺紋。（1）連接螺紋。也叫緊固螺紋，其基本牙型是三角形。用于連接或緊固零件，如普通螺紋和管螺紋等。對普通螺紋連接的要求是可旋入性和連接的可靠性等。可旋入性指同規(guī)格的內(nèi)、外螺紋件在裝配時，不經(jīng)挑選就能在給定的軸向長度內(nèi)全部旋合。連接可靠性指用于連接和緊固時，應(yīng)具有足夠的連接強度和緊固性，確保機器或裝置的使用性能。第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（2）傳動螺紋：用于傳遞動力或運動，其基本牙型主要有梯形、矩形，如絲杠螺桿等。對傳動螺紋要求傳動準確、可靠，螺牙接觸性能好、耐磨性好等。

1．普通螺紋的基本牙型普通螺紋的基本牙型是指GB/T14791—93《螺紋術(shù)語》中所規(guī)定的具有螺紋基本尺寸的牙型，如圖8-1所示，基本牙型定義在螺紋的軸剖面上。基本牙型是指按規(guī)定將原始三角形削去一部分后獲得的牙型。內(nèi)、外螺紋的大徑、中徑、小徑的基本尺寸都定義在基本牙型上。第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天圖8-1普通螺紋基本牙型第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2．普通螺紋的幾何參數(shù)（1）原始三角形高度H。（2）大徑D或d。它是與內(nèi)螺紋牙底或外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體直徑。國家標準規(guī)定米制普通螺紋大徑的基本尺寸為螺紋公稱直徑。（3）小徑D1或d1。是與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相重合的假想圓柱體直徑。（4）中徑D2或d2。為一假想圓柱體直徑，其母線在處，在此母線上牙體與牙槽寬度相等。第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（5）單一中徑。指螺紋的牙槽寬度等于基本螺距一半處所在的假想圓柱的直徑。當(dāng)無螺距偏差時，單一中徑與中徑一致。單一中徑在實際螺紋上可以測得，它代表螺紋中徑的實際尺寸。（6）螺距P。相鄰兩牙在中徑母線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。（7）牙型角α。在螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的夾角，對于米制普通螺紋α

=

60°。（8）牙型半角。牙型角的一半，米制普通螺紋

=

30°。（9）牙型高度h。指螺紋牙頂與牙底間的垂直距離，h＝H。第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（10）螺紋旋合長度L。指兩相配合螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度，如圖8-2所示。圖8-2螺紋旋合長度第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天8.1.2螺紋幾何參數(shù)誤差對螺紋互換性的影響影響螺紋互換性的主要因素有螺距誤差、牙型半角誤差、中徑誤差等。

1．螺距誤差螺距誤差包括局部誤差和累積誤差，后者與旋合長度有關(guān)，是主要影響因素。當(dāng)內(nèi)、外螺紋旋合時，由于螺距有誤差，造成在旋合長度上產(chǎn)生螺距累積誤差△P∑，使兩者旋合時發(fā)生干涉?，F(xiàn)以圖8-3所示說明螺距累積誤差對互換性的影響。第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天圖8-3螺距誤差對互換性的影響第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

為了便于分析，假定內(nèi)螺紋具有理想牙型（基本牙型、中徑、牙型半角和螺距均無誤差），圖中用粗實線表示。外螺紋的中徑和牙型半角與理想的內(nèi)螺紋相同，但存在螺距誤差，圖中用虛線表示。假定在幾個螺距長度上有螺距累積誤差時，會造成內(nèi)螺紋與外螺紋的輪廓發(fā)生干涉而無法旋合。在實際生產(chǎn)中，為了使有螺距誤差的外螺紋可旋入理想的內(nèi)螺紋中，一般把外螺紋中徑減小一個fp數(shù)值，使其輪廓如圖中細實線所示，保證其能自由旋入內(nèi)螺紋。此螺距誤差相當(dāng)于使外螺紋中徑增大一個fp值，此fp叫做螺距誤差的中徑補償值，也稱螺距誤差的中徑當(dāng)量。在△abc中，fp

=

∣

P∑∣ctgα/2

，由于普通螺紋的α

=

60°，因而可得fp

=

1.732∣

P

∑∣。同理，當(dāng)內(nèi)螺紋有螺距誤差時，此螺距誤差相當(dāng)于使內(nèi)螺紋中徑減小一個fp值。第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2．牙型半角誤差如果牙型半角有誤差，內(nèi)、外螺紋在旋合時將發(fā)生干涉，現(xiàn)以圖8-4所示說明牙型半角誤差對螺紋互換性的影響。假設(shè)內(nèi)、外螺紋的中徑和螺距均無誤差，內(nèi)螺紋左、右半角均無誤差，而外螺紋的左半角誤差

＜0，右半角誤差

＞0。由圖8-4所示可知，由于外螺紋存在半角誤差，當(dāng)它與具有理想牙型的內(nèi)螺紋旋合時，將發(fā)生干涉（用陰影示出）。為了讓一個有半角誤差的外螺紋能旋入內(nèi)螺紋中，須將外螺紋的中徑減小一個量，該量稱為半角誤差的中徑當(dāng)量。這樣,陰影所示的干涉區(qū)就會消失,從而保證了螺紋的可旋合性。由圖中的幾何關(guān)系,可以推導(dǎo)出在一定的半角誤差情況下,外螺紋牙型半角誤差的中徑當(dāng)量的計算公式(推導(dǎo)過程略)為。第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天圖8-4半角誤差對螺紋可旋合性的影響第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

當(dāng)假設(shè)外螺紋具有理想牙型，而內(nèi)螺紋存在半角誤差時，就需要將內(nèi)螺紋的中徑加大一個，所以上式對內(nèi)螺紋同樣適用。關(guān)于K1、K2的取值見表8-1。第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

根據(jù)前面的分析，當(dāng)外螺紋有了螺距誤差及牙型半角誤差時，只能與一個中徑較大的內(nèi)螺紋旋合，其效果相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了。這個增大的假想中徑叫作外螺紋的作用中徑D2m，它等于外螺紋的實際中徑D2a與螺距誤差fp及牙型半角誤差的中徑補償值之和，即

D2m

=

D2a+（fp+）。同樣，當(dāng)內(nèi)螺紋有了螺距誤差及牙型半角誤差時，只能與一個中徑較小的外螺紋旋合，其效果相當(dāng)于內(nèi)螺紋的中徑減小了。這個減小的假想中徑叫作內(nèi)螺紋的作用中徑D2m，它等于內(nèi)螺紋的實際中徑D2a與螺距誤差fp及牙型半角誤差的中徑補償值之差，即D2m

=

D2a－（fp+）。第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

對于普通螺紋，沒有單獨規(guī)定螺距及牙型半角的公差，只規(guī)定了一個中徑公差（TD2、Td2）。中徑公差是衡量螺紋互換性的主要指標。判斷螺紋中徑合格性應(yīng)遵循泰勒原則，即實際螺紋的作用中徑不能超出最大實體牙型的中徑，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的中徑。對于外螺紋：作用中徑不大于中徑最大極限尺寸，單一中徑不小于中徑最小極限尺寸，即對于內(nèi)螺紋：作用中徑不小于中徑最小極限尺寸，單一中徑不大于中徑最大極限尺寸，即第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天8.2普通螺紋的公差與配合8.2.1普通螺紋的公差等級普通螺紋的公差等級見表8-2。

內(nèi)螺紋的小徑、中徑，外螺紋的大徑、中徑可分別選不同的公差等級，一般以6級為基本級。表8-3給出普通螺紋的公稱直徑和螺距。第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天續(xù)表第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天表8-4給出普通螺紋公稱尺寸。

內(nèi)、外螺紋的公差值可根據(jù)螺距及公差等級分別査表8-5～表8-7(見P237～

P238)。第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天8.2.2普通螺紋的基本偏差—公差帶位置螺紋公差帶以基本牙型輪廓為零線，沿著牙側(cè)、牙頂和牙底分布，并在垂直于方向上計量大徑、中徑的偏差和公差。公差帶由螺紋公差等級和基本偏差決定，如圖8-5所示。圖8-5螺紋公差帶第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天GB/T197—2003規(guī)定外螺紋的上偏差es和內(nèi)螺紋的下偏差EI為基本偏差。內(nèi)螺紋的中徑、小徑規(guī)定采用G、H兩種基本偏差，如圖8-6（a）、圖8-6（b）所示。TD1—內(nèi)螺紋小徑公差TD2—內(nèi)螺紋中徑公差圖8-6內(nèi)、外螺紋公差帶位置

第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天Td—外螺紋大徑公差Td2—外螺紋中徑公差圖8-6內(nèi)、外螺紋公差帶位置

外螺紋的中徑、大徑規(guī)定采用e、f、g、h四種基本偏差，如圖8-6（c）、圖8-6（d）所示。第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)、外螺紋基本偏差值見表8-8。第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天8.2.3普通螺紋的旋合長度和配合精度

1．普通螺紋的旋合長度

螺紋的配合精度不僅與制造精度有關(guān)，而且與旋合長度有關(guān)。螺紋的旋合長度可分為短旋合長度S、中等旋合長度N和長旋合長度L3種。其特點如圖8-7所示。圖8-7螺紋旋合長度第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天旋合長度按表8-9選取，一般情況下選用中等旋合長度。第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2．普通螺紋的配合精度

根據(jù)使用場合，螺紋的配合精度可分為精密級、中等級和粗糙級3種等級。它們的使用范圍如下。

精密級：用于精密螺紋及要求配合性質(zhì)變動較小的連接。

中等級：用于一般螺紋連接。

粗糙級：用于要求不高或制造比較困難的螺紋，如盲孔螺紋等。

內(nèi)、外螺紋可組成H/h、H/g和G/h等配合。H/h配合最小間隙為零，通常均采用此種配合。H/g和G/h的配合具有保證間隙，常用于要求裝拆方便、高溫下工作及須鍍較薄保護層的場合。對須鍍較厚保護層的螺紋還可選用H/f、H/e等配合。第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天8.2.4普通螺紋標注

完整的螺紋標注有螺紋特征代號、尺寸代號、公差帶代號及其他必要的說明信息，如圖8-8所示。圖8-8螺紋標注說明第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1．普通螺紋特征代號

普通螺紋特征代號用M表示。單線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑×螺距”，公稱直徑和螺距數(shù)值的單位為mm。對粗牙普通螺紋省略“螺距”項。

例如，公稱直徑為10mm，螺距為1mm的單線細牙螺紋，標記為M10×1。

公稱直徑為10mm，螺距為1.25mm的單線粗牙螺紋，標記為M10。

多線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑×Ph（導(dǎo)程）P（螺距）”，公稱直徑、導(dǎo)程和螺距數(shù)值的單位為mm。如果要進一步表明螺紋線數(shù)，在后面增加括號說明。

例如，公稱直徑為25mm、螺距為1.5mm、導(dǎo)程為3mm的雙線螺紋，標記為M18×1Ph3P1.5。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

2．公差帶代號

（1）公差帶代號包含中徑公差帶代號和頂徑公差帶代號，中徑公差帶代號在前，頂徑公差帶代號在后。各直徑的公差帶代號由表示公差等級的數(shù)值和表示公差帶位置的字母（內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母）組成。如果中徑公差帶代號和頂徑公差帶代號相同，則只標注一個公差帶代號。螺紋尺寸代號與公差帶間用“—”分開。

例如，中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g的外螺紋，標記為M18×1—5g6g。

中徑公差帶和頂徑公差帶為6g的粗牙外螺紋，標記為M18—6g。

中徑公差帶為5H、頂徑公差帶為6H的內(nèi)螺紋，標記為M18×1—5H6H。

中徑公差帶和頂徑公差帶為6H的粗牙內(nèi)螺紋，標記為M18—6H。第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（2）在下列情況下，中等公差精度螺紋不標注其公差帶代號。

內(nèi)螺紋5H 公稱直徑≤1.4

mm時，

6H 公稱直徑≥1.6

mm時；

外螺紋6h 公稱直徑≤1.4

mm時，

6g 公稱直徑≥1.6

mm時。

例如，中徑公差帶和頂徑公差帶為6g、中等公差精度的粗牙外螺紋標記為M1.0。中徑公差帶和頂徑公差帶為6H、中等公差精度的粗牙內(nèi)螺紋標記為M1.0。第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3．裝配圖樣標注

裝配圖樣上表示內(nèi)、外螺紋配合時，內(nèi)螺紋公差帶代號在前，外螺紋公差帶代號在后，中間用斜線分開。

例如，公稱直徑為16mm、螺距為2mm、公差帶為6H的內(nèi)螺紋與公差帶為5g6g的外螺紋組成配合，標注為M16×2

6H/5g6g。

公稱直徑為8mm、粗牙、公差帶為6H的內(nèi)螺紋與公差帶為6g的外螺紋組成配合（中等公差精度等級），標注為M8。

4．螺紋的旋合長度和旋向的標注

對短旋合長度組和長旋合長度組的螺紋,在公差帶代號后分別標注S和L代號。旋合長度代號與公差帶間用“—”號分隔。中等旋合長度組的螺紋不標注旋合長度代號N。

例如，公稱直徑為22mm,短旋合長度的內(nèi)螺紋的標注為M22×2—5H—S。

公稱直徑為8mm、長旋合長度的內(nèi)、外螺紋的標注為M8—7H/7g6g—L。

公稱直徑為6mm、中等旋合長度的外螺紋（中等精度的6g公差帶，粗牙）的標注為M6。第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天5．旋合長度代號標注

左旋螺紋應(yīng)在旋合長度代號之后標注LH。旋合長度代號與旋向代號用“—”號分隔。右旋螺紋不標注旋向。

例如，左旋螺紋M8×1—LH（公差帶代號和旋合長度代號被省略）。

M6×0.75—5h6h—S—LH。

M14×Ph6P2—7H—L—LH。

右旋螺紋M