螺紋的公差配合及選用

1、,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,5.1 相關(guān)知識(shí) 知識(shí)點(diǎn)1：螺紋的種類和主要幾何參數(shù) 知識(shí)點(diǎn)2:螺紋幾何參數(shù)誤差對(duì)螺紋互換性的影響 知識(shí)點(diǎn)3：普通螺紋的公差與配合 知識(shí)點(diǎn)4 :螺紋的標(biāo)注 5.2 項(xiàng)目任務(wù),1）螺紋種類: 1)普通螺紋 主要用于連接和緊固零件，是應(yīng)用最為廣泛的一種螺紋，分粗牙和細(xì)牙兩種，對(duì)這類螺紋結(jié)合的主要要求有兩個(gè)，一是可旋合性，二是連接的可靠性。 2)傳動(dòng)螺紋 主要用于傳遞精確的位移、動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，如機(jī)床中的絲杠和螺母，千斤頂?shù)钠鹬芈輻U等。對(duì)這類螺紋結(jié)合的主要要求是傳動(dòng)準(zhǔn)確、可靠，螺牙接觸良好及耐磨等。 3)密封螺紋 用于密封的螺紋連接，對(duì)這類螺紋結(jié)合的主要要求是具有良好的旋

2、合性及密封性。本章主要討論普通螺紋的公差及檢測(cè)。,知識(shí)點(diǎn)1. 螺紋的種類與幾何參數(shù),5.1 相關(guān)知識(shí),項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,普通螺紋基本牙型,普通螺紋的基本牙型是指在原始的等邊三角形基礎(chǔ)上，削去頂部和底部所形成的螺紋牙型。該牙型具有螺紋的基本尺寸，如圖所示。,2）普通螺紋的基本牙型與幾何參數(shù),項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,普通螺紋的主要幾何參數(shù)如下： 1)基本大徑（d，D） 大徑是與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，普通螺紋大徑的基本尺寸為螺紋的公稱直徑。 2)基本小徑（d1 ，D1 ） 小徑是與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。 為了應(yīng)用方便，與牙頂

3、相切的直徑又被稱為頂徑，外螺紋大徑和內(nèi)螺紋小徑即為頂徑。與牙底相切的直徑又被稱為底徑，外螺紋小徑和內(nèi)螺紋大徑即為底徑。 3)基本中徑（d2 ，D2 ） 中徑是一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,4)單一中徑（da ，Da ） 單一中徑是一個(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基本螺距一半的地方。單一中徑代表螺距中徑的實(shí)際尺寸。當(dāng)無(wú)螺距偏差時(shí)，單一中徑與中徑相等;有螺距偏差的螺紋，其單一中徑與中徑數(shù)值不相等，如圖所示。P為螺距偏差。,螺紋的單一中徑與中徑,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,5) 螺距（P）和導(dǎo)程（Ph

4、） 螺距是相鄰兩牙在中徑線對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。 導(dǎo)程是指同一螺旋線上的相鄰兩線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。對(duì)單線螺紋，導(dǎo)程與螺距同值;對(duì)多線螺紋，導(dǎo)程等于螺距P與螺紋線數(shù)n的乘積，即導(dǎo)程Ph =nP。 6)牙型角（）、牙型半角（/2）和牙側(cè)角 牙型角是螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的夾角。下圖中的。公制普通螺紋的牙型角=60。牙型半角是牙型角的一半。公制普通螺紋的牙型半角=30，圖（a）所示。,螺紋的牙型角和牙側(cè)角,牙側(cè)角（1 、2 ），是牙側(cè)與螺紋軸線的垂線之間的夾角。圖（b）中的1 和2 。對(duì)于普通螺紋，在理論上，=60，/2=30，1 =2 =30。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,7)螺紋旋合長(zhǎng)度

5、 相互配合的螺紋，沿螺紋軸線方向上相互旋合部分的長(zhǎng)度，如圖所示。 8)螺紋接觸高度 相互配合的螺紋,牙側(cè)重合部分在垂直螺紋軸線方向上的距離。見圖。,螺紋的接觸高度和旋合長(zhǎng)度,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,螺紋的主要幾何參數(shù)為基本大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角等，其偏差將影響螺紋的旋合性、接觸高度和連接的可靠性，從而影響螺紋結(jié)合的互換性。 對(duì)螺紋的大、小徑偏差，為了使實(shí)際的螺紋結(jié)合避免在大、小徑處發(fā)生干涉而影響螺紋的可旋合性，在制定螺紋公差時(shí)，保證在大徑、小徑的結(jié)合處具有一定量的間隙。 因此，螺紋中徑偏差、螺距偏差及牙型半角偏差是使螺紋結(jié)合產(chǎn)生干涉而無(wú)法旋合的主要因素。,知識(shí)點(diǎn)2. 螺紋的幾何

6、參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,螺距偏差對(duì)旋合性的影響,1.螺距偏差對(duì)螺紋互換性的影響 螺距偏差分為單個(gè)螺距偏差和螺距累積偏差，前者與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，后者和旋合長(zhǎng)度有關(guān)。螺距偏差對(duì)旋合性的影響如圖所示。 下圖中，假定內(nèi)螺紋具有基本牙型，外螺紋的中徑及牙型半角與內(nèi)螺紋相同，但螺距有偏差，外螺紋的螺距比內(nèi)螺紋的小，結(jié)果，內(nèi)、外螺紋的牙型產(chǎn)生干涉（圖中陰影重疊部分）而無(wú)法自由旋合。同樣如外螺紋螺距比內(nèi)螺紋的大，影響旋合性的性質(zhì)不變，只是發(fā)生干涉的牙側(cè)面不同,將螺距誤差折合成中徑當(dāng)量fp，即中徑的縮小量或增大量，計(jì)算公式如下：,普通螺紋,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,2.螺紋中徑偏

7、差對(duì)互換性的影響 螺紋中徑的實(shí)際尺寸與中徑基本尺寸存在偏差，當(dāng)外螺紋中徑比內(nèi)螺紋中徑大就會(huì)影響螺紋的旋合性;反之，當(dāng)外螺紋中徑比內(nèi)螺紋中徑小，就會(huì)使內(nèi)外螺紋配合過松而影響連接的可靠性和緊密性，削弱連接強(qiáng)度，可見中徑偏差的大小直接影響螺紋的互換性，因此對(duì)中徑偏差必須加以限制。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,牙型半角偏差對(duì)旋合性的影響,3.牙型半角偏差對(duì)互換性的影響 螺紋牙型半角偏差是牙側(cè)相對(duì)于螺紋軸線的位置偏差。牙型半角偏差對(duì)螺紋的旋合性和連接強(qiáng)度均有影響。,在圖（a）中，牙型半角偏差a/2=a/2（外）-a/2（內(nèi)）0，則在其牙根部分的牙側(cè)有干涉現(xiàn)象。 在圖（c）中，外螺紋的左、右牙型半角偏差

8、不相同，兩側(cè)干涉區(qū)的干涉量也不相同。,如圖所示為牙型半角偏差對(duì)旋合性的影響。在圖中，假設(shè)內(nèi)螺紋具有基本牙型，外螺紋中徑及螺距與內(nèi)螺紋相同，僅牙型半角有偏差。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,在上述情況下，外螺紋都無(wú)法旋入標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)螺紋，必須把外螺紋的中徑減小一個(gè)f/2，這個(gè)值叫做牙型半角偏差的中徑當(dāng)量。同理，當(dāng)外螺紋具有標(biāo)準(zhǔn)牙型，內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，就需要將內(nèi)螺紋的中徑加大一個(gè)f/2。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,1）作用中徑 作用中徑是指螺紋配合時(shí)實(shí)際起作用的中徑。當(dāng)普通螺紋沒有螺距偏差和牙型半角偏差時(shí)，內(nèi)外螺紋旋合時(shí)起作用的中徑就是螺紋的實(shí)際中徑。當(dāng)外螺紋有了螺距偏差和牙型半角偏差時(shí)，

9、相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了，這個(gè)增大了的假想中徑叫做外螺紋的作用中徑，它是與內(nèi)螺紋旋合時(shí)實(shí)際起作用的中徑，其值等于外螺紋的實(shí)際中徑與螺距偏差及牙型半角偏差的中徑當(dāng)量之和。 對(duì)外螺紋， d2m = d2+fp+f/2 對(duì)內(nèi)螺紋， D2m = D2-fp-f/2 2）中徑的合格條件 如前面所述如果外螺紋的作用中徑過大，內(nèi)螺紋的作用中徑過小，將使螺紋難以旋合。若外螺紋的單一中徑過小，內(nèi)螺紋的單一中徑過大，將會(huì)影響螺紋的連接強(qiáng)度。所以從保證螺紋旋合性和連接強(qiáng)度看，螺紋中徑合格性判斷準(zhǔn)則應(yīng)遵循泰勒原則，即螺紋的作用中徑不能超越最大實(shí)體牙型的中徑;任意位置的實(shí)際中徑不能超越最小實(shí)體牙型的中徑。,4. 螺紋作

10、用中徑及中徑合格條件,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,根據(jù)中徑合格性判斷原則，合格的螺紋應(yīng)滿足下列關(guān)系式： 對(duì)于外螺紋 d2min d2作用= d2實(shí)際+fa/2 +fP d2max 對(duì)于內(nèi)螺紋 D 2max D2a D 2作用= D 2實(shí)際-fa/2 -fP D 2min,中徑合格與否是衡量螺紋互換性的主要依據(jù)。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,普通螺紋公差制結(jié)構(gòu),1.普通螺紋的公差的基本結(jié)構(gòu) 普通螺紋公差制的結(jié)構(gòu)如圖所示，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)普通螺紋公差與配合GB.T1972003將螺紋公差帶標(biāo)準(zhǔn)化，螺紋公差帶由構(gòu)成公差帶大小的公差等級(jí)和確定公差帶位置的基本偏差組成，結(jié)合內(nèi)外螺紋的旋合長(zhǎng)度，一起形成不同的

11、螺紋精度。,知識(shí)點(diǎn)3. 普通螺紋的公差配合,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,2.普通螺紋的公差等級(jí) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)、外螺紋規(guī)定了不同的公差等級(jí)，各公差等級(jí)中，3級(jí)最高，9級(jí)最低，其中6級(jí)為基本級(jí)。 外螺紋規(guī)定中徑和大（頂）徑；內(nèi)螺紋規(guī)定中徑和?。敚?；內(nèi)外螺紋的底徑即大螺紋小徑和內(nèi)螺紋大徑公差值不作規(guī)定，僅規(guī)定牙底任何點(diǎn)不得超出基本偏差所確定的最大實(shí)體牙型。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,3.螺紋的公差帶位置與基本偏差,普通螺紋公差帶是以基本牙型為零線布置的，螺紋公差帶的位置是由基本偏差確定的。在普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)內(nèi)螺紋規(guī)定了代號(hào)為G、H的兩種基本偏差，對(duì)外螺紋規(guī)定了代號(hào)為e、f、g、h的四種基

12、本偏差，如圖所示。,圖6-2-8 內(nèi)、外螺紋公差帶位置,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,4.螺紋的旋合長(zhǎng)度與配合精度 1）旋合長(zhǎng)度 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按螺紋的直徑和螺距將旋合長(zhǎng)度分為三組，分別稱為短旋合長(zhǎng)度組（S）、中旋合長(zhǎng)度組（N）和長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度組（L），以滿足普通螺紋不同使用性能的要求。一般情況采用中等旋合長(zhǎng)度，其值往往取螺紋公稱直徑的0.51.5倍。 2）螺紋的配合精度 GB/T197-2003將普通螺紋的配合精度分為精密級(jí)、中等級(jí)和粗糙級(jí)三個(gè)等級(jí) 。螺紋精度等級(jí)的高低代表著螺紋加工的難易程度。精密級(jí)用于精密螺紋，要求配合性質(zhì)變動(dòng)小時(shí)采用;中等級(jí)用于一般用途的機(jī)械和構(gòu)件;粗糙級(jí)用于精度要求不高或制造比

13、較困難的螺紋，例如在熱軋棒料上和深盲孔內(nèi)加工螺紋。螺紋的旋合長(zhǎng)度與螺紋精度有關(guān)，公差等級(jí)相同而旋合長(zhǎng)度不同的螺紋精度等級(jí)就不相同。一般以中等旋合長(zhǎng)度下的6級(jí)公差等級(jí)作為中等精度，精密與粗糙都與此相比較而言。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,3）螺紋配合的選用 為了減少螺紋刀具和螺紋量規(guī)的規(guī)格和數(shù)量，GB.T1972003推薦了一些常用的公差帶，見表5-7。 螺紋配合的選用主要根據(jù)使用要求來(lái)確定，為了保證螺母、螺栓旋合后的同軸度及聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，一般選用最小間隙為零的H/h配合。為了便于裝拆、提高效率及改善螺紋的疲勞強(qiáng)度，可以選用H/g或G/h配合。對(duì)單件、小批量生產(chǎn)的螺紋，可選用最小間隙為零的H/h配

14、合。對(duì)需要涂鍍或在高溫下工作的螺紋，通常選用H/g、H/e等較大間隙的配合。,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,1.普通螺紋的標(biāo)注 完整的螺紋標(biāo)記由螺紋特征代號(hào)、尺寸代號(hào)、螺紋公差帶代號(hào)和其他有必要做進(jìn)一步說(shuō)明的個(gè)別信息組成。 1）螺紋特征代號(hào) 螺紋特征代號(hào)用字母“M”表示。 2）螺紋尺寸代號(hào) 單線螺紋的尺寸代號(hào)為“公稱直徑螺距”，公稱直徑和螺距數(shù)值的單位為毫米，如M20 x2。對(duì)粗牙螺紋，可以省略標(biāo)注其螺距項(xiàng)，如M20。 3）螺紋公差帶代號(hào) 公差帶代號(hào)包含中徑公差帶代號(hào)和頂徑公差帶代號(hào)。中徑公差帶代號(hào)在前，頂徑公差帶代號(hào)在后，如M10 x1-5H6H。如果中徑公差帶代號(hào)與頂徑公差帶代號(hào)相同，則應(yīng)

15、只標(biāo)注一個(gè)公差帶代號(hào)，如M10-6g。 4）標(biāo)記內(nèi)有必要說(shuō)明的其他信息 標(biāo)記內(nèi)有必要說(shuō)明的其他信息包括螺紋的旋合長(zhǎng)度和旋向，如M6-7H/7g6g-L-LH，多線螺紋，M16xPh3P1.5。,知識(shí)點(diǎn)4 普通螺紋的標(biāo)注,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,2. 螺紋配合的標(biāo)注 標(biāo)注螺紋配合時(shí)，內(nèi)、外螺紋的公差帶代號(hào)用斜線分開，左邊（分子）為內(nèi)螺紋公差帶代號(hào)，右邊（分母）為外螺紋公差帶代號(hào)。 標(biāo)記示例： M202-5H/5g6g； M6-7H/7g6g,3.螺紋在圖樣上的標(biāo)注,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,任務(wù)1 有一M201-6g的外螺紋，試查表求出螺紋的中徑、小徑和大徑的極限偏差，并計(jì)算中徑、小徑

16、和大徑的極限尺寸。 任務(wù)分析 由表5-1得知小徑d118.917 mm，中徑d19.350 mm，由表5-5得知大徑和中徑的基本偏差es-26m，大徑的公差Td180m，由表5-4得知中徑的公差Td2118m，由以上數(shù)據(jù)經(jīng)過偏差與公差的關(guān)系、極限尺寸與極限偏差的關(guān)系等相關(guān)公式計(jì)算得螺紋的中徑、小徑和大徑的極限偏差和極限尺寸，將結(jié)果列入下表。,5.2 項(xiàng)目任務(wù),項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,任務(wù)2 有一內(nèi)螺紋M20-7H，測(cè)得其實(shí)實(shí)際中徑d2a = 18.61mm,螺距累積誤差P = 40 m,實(shí)際牙型半角/2(左)=3030,2/2(右) 2910，判斷此內(nèi)螺紋的

17、中徑是否合格？ 任務(wù)分析： 對(duì)內(nèi)螺紋M20-7H，實(shí)測(cè)：d2a = 18.61mm，P = 40 m, /2(左)=3030, /2(右) 2910 查表5-1得，M207H的螺距P = 2.5mm，中徑D2 18.376mm； 查表54得，中徑公差TD2 = 0.280mm； 查表55，中徑下偏差EI = 0 中徑的極限尺寸 D2max = 18.656mm； D2min = 18.376mm,項(xiàng)目5 螺紋的公差配合及選用,內(nèi)螺紋的作用中徑： D2m = D2a ( fp + f/2) 實(shí)測(cè)實(shí)際中徑：D2a = 18.61mm 螺距累積誤差P = 40 m, fp = 1.732 |P| = 1.732 40 = 69.28 m