螺紋公差及檢測(cè)

螺紋公差及檢測(cè)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，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(dòng)螺紋和緊密螺紋第二章

螺紋公差與檢測(cè)第2頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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。這類螺紋聯(lián)接的使用要求是可旋合性(便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第3頁,共42頁，2024年2月25日，星期天２．傳動(dòng)螺紋：

這類螺紋通常用于傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動(dòng)力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第4頁,共42頁，2024年2月25日，星期天３．緊密螺紋：

這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的使用要求是結(jié)合緊密，不漏水、不漏氣和不漏油。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第5頁,共42頁，2024年2月25日，星期天二．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。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第6頁,共42頁，2024年2月25日，星期天普通螺紋基本牙型：返回大徑返回小徑返回中徑返回螺距返回牙型半角返回螺紋旋合長(zhǎng)度第二章

螺紋公差與檢測(cè)第7頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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。內(nèi)螺紋的大徑D又稱"底徑",外螺紋的大徑d又稱"頂徑"。普通螺紋大徑的基本尺寸為螺紋公稱直徑尺寸。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第8頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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。內(nèi)螺紋的小徑D1又稱"頂徑",外螺紋的小徑d1又稱"底徑"。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第9頁,共42頁，2024年2月25日，星期天３．中徑(D２，d２)：

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。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第10頁,共42頁，2024年2月25日，星期天4．螺距(P)：

螺距是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第11頁,共42頁，2024年2月25日，星期天5．單一中徑(D2s，d2s)：

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。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第12頁,共42頁，2024年2月25日，星期天６．牙型角（α）和

牙型半角（α/2）：

牙型角是指在螺紋牙型上，兩相鄰牙側(cè)間的夾角。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°。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第13頁,共42頁，2024年2月25日，星期天７．螺紋旋合長(zhǎng)度：

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。第14頁,共42頁，2024年2月25日，星期天8、導(dǎo)程Ph：

同一螺旋線上相鄰兩牙中徑線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。單線螺紋，Ph=P，多線螺紋，Ph=nPn—螺紋線數(shù)第二章

螺紋公差與檢測(cè)第15頁,共42頁，2024年2月25日，星期天9、原始三角形高度（H）和牙型高度（5/8H）：

第二章

螺紋公差與檢測(cè)第16頁,共42頁，2024年2月25日，星期天10、螺紋接觸高度：兩相配合螺絲紋牙型上，相互重合部分在垂直于螺紋軸線方向上的距離。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第17頁,共42頁，2024年2月25日，星期天11、外螺紋最大小徑d3max如圖9—4所示，它應(yīng)小于螺紋環(huán)規(guī)通端的最小小徑。以保證通端螺紋環(huán)規(guī)能通過。第18頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三．螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)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(gè):大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角。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,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)接的可靠性,從而影響螺紋的互換性。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第19頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三．螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)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。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第20頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三．螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)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(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。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第21頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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。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。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第22頁,共42頁，2024年2月25日，星期天2．螺距偏差的影響（1）：

螺距偏差可分為單個(gè)螺距偏差和螺距累積誤差兩種。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)度無關(guān)。

d2實(shí)際-d2單一=f△p

很明顯,當(dāng)無螺距偏差時(shí),實(shí)際中徑就是單一中徑.f△p

為測(cè)量中徑處的螺距偏差的中徑當(dāng)量.螺距累積誤差是指在規(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)互換性的影響更為明顯。

第二章

螺紋公差與檢測(cè)第23頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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(gè)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(gè)數(shù)值fp∑(μm)。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第24頁,共42頁，2024年2月25日，星期天L理論=nPL實(shí)際=nP1ΔPΣFp/2螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例（1）：內(nèi)螺紋外螺紋第二章

螺紋公差與檢測(cè)第25頁,共42頁，2024年2月25日，星期天螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例（2）：第二章

螺紋公差與檢測(cè)第26頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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(gè)螺牙的旋合長(zhǎng)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(gè)數(shù)值fp∑。fpΣ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。其當(dāng)量計(jì)算公式為：第二章

螺紋公差與檢測(cè)第27頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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(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。牙型半角偏差對(duì)旋合性的影響如圖所示。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第28頁,共42頁，2024年2月25日，星期天牙型半角偏差對(duì)旋合性影響示例：第二章

螺紋公差與檢測(cè)第29頁,共42頁，2024年2月25日，星期天3．牙型半角偏差的影響（1）：

外螺紋：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fα/2。內(nèi)螺紋：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)算公式如下所示。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第30頁,共42頁，2024年2月25日，星期天式中:和是左右牙型半角誤差(單位為分)；當(dāng)(或）為正時(shí)，Ｋ１（或Ｋ２）?。?；當(dāng)(或）為負(fù)時(shí)，Ｋ１（或Ｋ２）?。常坏诙?/p>

螺紋公差與檢測(cè)第31頁,共42頁，2024年2月25日，星期天4．普通螺紋實(shí)現(xiàn)互換性的條件

第二章

螺紋公差與檢測(cè)第32頁,共42頁，2024年2月25日，星期天作用中徑：

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。作用中徑的度量：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：內(nèi)螺紋：外螺紋：內(nèi)螺紋：注:后兩項(xiàng)是存在螺距偏差的情況下,作用中徑的計(jì)算公式.第二章

螺紋公差與檢測(cè)第33頁,共42頁，2024年2月25日，星期天中徑公差：

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?？紤]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尺寸偏差、螺距偏差(或螺距累積誤差)和牙型半角偏差的綜合影響。第二章

螺紋公差與檢測(cè)第34頁,共42頁，2024年2月25日，星期天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：內(nèi)螺紋：第二章

螺紋公差與檢測(cè)第35頁,共42頁，2024年2月25日，星期天d2minTd2d2maxd2md2sfpFα/2TD2D2sD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min內(nèi)螺紋外螺紋螺紋中徑合格性判斷示例：第二章

螺紋公差與檢測(cè)第36頁,共42頁，2024年2月25日，星期天例1、有一螺栓M24×2—6h，中徑尺寸d2=22.701mm，測(cè)得其單一中徑d2S=25.5mm，螺距誤差△P∑=+35μm，牙型半角誤差△α/2（左）=-30′，△α/2（右）=+65′，試判斷其合格性。解：1）查附表9-2～9-3，得：

中徑上偏差

es=0中徑公差

Td2=170μm，

經(jīng)計(jì)算可得外螺紋中徑極限尺寸

d2max=22.701mm，d2min=22.531mm，

2）計(jì)算螺距累積偏差和牙型半角誤差的中徑當(dāng)量及作用中徑為

fP∑=1.732×35μm=0.061mmfa/2=0.073×2×（3×︱-30︱+2×65）μm=0.032mmd2m=25.5+0.061+0.032=25.593mm3）判斷合格性

d2m=25.593mm＞d2max=22.701mm，d2S=25.5mm＜d2min=22.531mm，

故該螺紋中徑不合格。

第二章

螺紋公差與檢測(cè)第37頁,共42頁，2024年2月25日，星期天四、普通螺紋的精度設(shè)計(jì)

第二章

螺紋公差與檢測(cè)第38頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1、螺紋公差帶:公差帶的大小和公差等級(jí)：公差帶的大小由公差值確定，表示螺紋中徑尺寸的允許變動(dòng)量。內(nèi)外螺紋中徑的公差等級(jí)見教材P178表