螺紋的公差配合及選用.ppt

1、,項目5 螺紋的公差配合及選用,5.1 相關(guān)知識 知識點1：螺紋的種類和主要幾何參數(shù) 知識點2:螺紋幾何參數(shù)誤差對螺紋互換性的影響 知識點3：普通螺紋的公差與配合 知識點4 :螺紋的標注 5.2 項目任務,1）螺紋種類: 1)普通螺紋 主要用于連接和緊固零件，是應用最為廣泛的一種螺紋，分粗牙和細牙兩種，對這類螺紋結(jié)合的主要要求有兩個，一是可旋合性，二是連接的可靠性。 2)傳動螺紋 主要用于傳遞精確的位移、動力和運動，如機床中的絲杠和螺母，千斤頂?shù)钠鹬芈輻U等。對這類螺紋結(jié)合的主要要求是傳動準確、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。,知識點1. 螺紋的種類與幾何參數(shù),5.1 相關(guān)知識,項目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。國家標準規(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際尺寸。當無螺距偏差時，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,項目5 螺紋的公差配合及選用,5) 螺距（P）和導程（Ph

4、） 螺距是相鄰兩牙在中徑線對應兩點間的軸向距離。 導程是指同一螺旋線上的相鄰兩線上對應兩點間的軸向距離。對單線螺紋，導程與螺距同值;對多線螺紋，導程等于螺距P與螺紋線數(shù)n的乘積，即導程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 。對于普通螺紋，在理論上，=60，/2=30，1 =2 =30。,項目5 螺紋的公差配合及選用,7)螺紋旋合長度

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度,項目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。 對螺紋的大、小徑偏差，為了使實際的螺紋結(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，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)生干涉而無法旋合的主要因素。,知識點2. 螺紋的幾何

6、參數(shù)偏差對互換性的影響,項目5 螺紋的公差配合及選用,螺距偏差對旋合性的影響,1.螺距偏差對螺紋互換性的影響 螺距偏差分為單個螺距偏差和螺距累積偏差，前者與旋合長度無關(guān)，后者和旋合長度有關(guān)。螺距偏差對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量fp，即中徑的縮小量或增大量，計算公式如下：,普通螺紋,項目5 螺紋的公差配合及選用,2.螺紋中徑偏

7、差對互換性的影響 螺紋中徑的實際尺寸與中徑基本尺寸存在偏差，當外螺紋中徑比內(nèi)螺紋中徑大就會影響螺紋的旋合性;反之，當外螺紋中徑比內(nèi)螺紋中徑小，就會使內(nèi)外螺紋配合過松而影響連接的可靠性和緊密性，削弱連接強度，可見中徑偏差的大小直接影響螺紋的互換性，因此對中徑偏差必須加以限制。,項目5 螺紋的公差配合及選用,牙型半角偏差對旋合性的影響,3.牙型半角偏差對互換性的影響 螺紋牙型半角偏差是牙側(cè)相對于螺紋軸線的位置偏差。牙型半角偏差對螺紋的旋合性和連接強度均有影響。,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。,項目5 螺紋的公差配合及選用,在上述情況下，外螺紋都無法旋入標準的內(nèi)螺紋，必須把外螺紋的中徑減小一個f/2，這個值叫做牙型半角偏差的中徑當量。同理，當外螺紋具有標準牙型，內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時，就需要將內(nèi)螺紋的中徑加大一個f/2。,項目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實際起作用的中徑。當普通螺紋沒有螺距偏差和牙型半角偏差時，內(nèi)外螺紋旋合時起作用的中徑就是螺紋的實際中徑。當外螺紋有了螺距偏差和牙型半角偏差時，

9、相當于外螺紋的中徑增大了，這個增大了的假想中徑叫做外螺紋的作用中徑，它是與內(nèi)螺紋旋合時實際起作用的中徑，其值等于外螺紋的實際中徑與螺距偏差及牙型半角偏差的中徑當量之和。 對外螺紋， d2m = d2+fp+f/2 對內(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，將會影響螺紋的連接強度。所以從保證螺紋旋合性和連接強度看，螺紋中徑合格性判斷準則應遵循泰勒原則，即螺紋的作用中徑不能超越最大實體牙型的中徑;任意位置的實際中徑不能超越最小實體牙型的中徑。,4. 螺紋作

10、用中徑及中徑合格條件,項目5 螺紋的公差配合及選用,根據(jù)中徑合格性判斷原則，合格的螺紋應滿足下列關(guān)系式： 對于外螺紋 d2min d2作用= d2實際+fa/2 +fP d2max 對于內(nèi)螺紋 D 2max D2a D 2作用= D 2實際-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，國家標準普通螺紋公差與配合GB.T1972003將螺紋公差帶標準化，螺紋公差帶由構(gòu)成公差帶大小的公差等級和確定公差帶位置的基本偏差組成，結(jié)合內(nèi)外螺紋的旋合長度，一起形成不同的

11、螺紋精度。,知識點3. 普通螺紋的公差配合,項目5 螺紋的公差配合及選用,2.普通螺紋的公差等級 國家標準對內(nèi)、外螺紋規(guī)定了不同的公差等級，各公差等級中，3級最高，9級最低，其中6級為基本級。 外螺紋規(guī)定中徑和大（頂）徑；內(nèi)螺紋規(guī)定中徑和小（頂）徑；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)定牙底任何點不得超出基本偏差所確定的最大實體牙型。,項目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。在普通螺紋標準中，對內(nèi)螺紋規(guī)定了代號為G、H的兩種基本偏差，對外螺紋規(guī)定了代號為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,項目5 螺紋的公差配合及選用,4.螺紋的旋合長度與配合精度 1）旋合長度 國家標準按螺紋的直徑和螺距將旋合長度分為三組，分別稱為短旋合長度組（S）、中旋合長度組（N）和長旋合長度組（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、中等級和粗糙級三個等級 。螺紋精度等級的高低代表著螺紋加工的難易程度。精密級用于精密螺紋，要求配合性質(zhì)變動小時采用;中等級用于一般用途的機械和構(gòu)件;粗糙級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。螺紋的旋合長度與螺紋精度有關(guān)，公差等級相同而旋合長度不同的螺紋精度等級就不相同。一般以中等旋合長度下的6級公差等級作為中等精度，精密與粗糙都與此相比較而言。,項目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)使用要求來確定，為了保證螺母、螺栓旋合后的同軸度及聯(lián)結(jié)強度，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度，可以選用H/g或G/h配合。對單件、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。,項目5 螺紋的公差配合及選用,1.普通螺紋的標注 完整的螺紋標記由螺紋特征代號、尺寸代號、螺紋公差帶代號和其他有必要做進一步說明的個別信息組成。 1）螺紋特征代號 螺紋特征代號用字母“M”表示。 2）螺紋尺寸代號 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)值的單位為毫米，如M20 x2。對粗牙螺紋，可以省略標注其螺距項，如M20。 3）螺紋公差帶代號 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，如M10 x1-5H6H。如果中徑公差帶代號與頂徑公差帶代號相同，則應

15、只標注一個公差帶代號，如M10-6g。 4）標記內(nèi)有必要說明的其他信息 標記內(nèi)有必要說明的其他信息包括螺紋的旋合長度和旋向，如M6-7H/7g6g-L-LH，多線螺紋，M16xPh3P1.5。,知識點4 普通螺紋的標注,項目5 螺紋的公差配合及選用,2. 螺紋配合的標注 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（分子）為內(nèi)螺紋公差帶代號，右邊（分母）為外螺紋公差帶代號。 標記示例： M202-5H/5g6g； M6-7H/7g6g,3.螺紋在圖樣上的標注,項目5 螺紋的公差配合及選用,任務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，并計算中徑、小徑

16、和大徑的極限尺寸。 任務分析 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 項目任務,項目5 螺紋的公差配合及選用,項目5 螺紋的公差配合及選用,任務2 有一內(nèi)螺紋M20-7H，測得其實實際中徑d2a = 18.61mm,螺距累積誤差P = 40 m,實際牙型半角/2(左)=3030,2/2(右) 2910，判斷此內(nèi)螺紋的中徑是否合格？ 任務分析： 對內(nèi)螺紋M20-7H，實測：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) 實測實際中徑：D2a = 18.61mm 螺距累積誤差P = 40 m, fp = 1.732 |