互换性与技术测量--第8章_螺纹结合的互换性解析

《互换性与技术测量--第8章_螺纹结合的互换性解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《互换性与技术测量--第8章_螺纹结合的互换性解析（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、螺纹联结的精度设计与检测 第8章 8.1 概 述 8.1.1 8.1.1 螺纹的分类及使用要求螺纹的分类及使用要求 螺纹结合在机电产品中应用十分广泛，它是由相互结合的内、 外螺纹组成。内、外螺纹通过相互旋合及牙侧面的接触作用，实现 零件间的联结、紧固及相对位移等功能。 螺纹按其用途可分为三类螺纹按其用途可分为三类 紧固螺纹紧固螺纹传动螺纹传动螺纹紧密螺纹紧密螺纹 用于紧固或连接零件，如公制普通螺纹等。这是使用最广泛的一种螺 纹结合。对这种螺纹结合的主要要求是可旋合性和连接的可靠性。 用于传递动力或精确的位移，如丝杆等。对这种螺纹结合的主要 要求是传递动力的可靠性，或传动比的稳定性（保持恒定）。

2、这种螺纹 结合要求有一定的保证间隙，以便传动及贮存润滑油。 用于密封的螺纹结合，对这种螺纹结合的主要要求是结合紧密， 不漏水、漏气和漏油，如管螺纹的连接。 8.1.1 8.1.1 螺纹的分类及使用要求螺纹的分类及使用要求 除上述三类螺纹外，还有一些专门用途的螺纹，如石油 螺纹、气瓶螺纹、灯泡螺纹以及轮胎气门芯螺纹等等。 8.1.1 8.1.1 螺纹的分类及其使用要求螺纹的分类及其使用要求 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 普通螺纹的基本牙型如图所示，它是削去原始三角形顶部和 底部所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。它是确定螺纹设计牙 型的基础。 与

3、外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。普通螺纹 大径的基本尺寸为螺纹的公称直径。外螺纹的大径d又称为顶径；内 螺纹的大径D又称为底径。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 (1)大径(D 或 d) 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。外螺纹的 小径d1又称为底径；内螺纹的小径D1又称为顶径。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 (2)小径(D1 或 d1) 一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度 相等的地方。该假想圆柱称为中径圆柱。 在基本牙型上，该圆柱的母线正好通过牙

4、型上沟槽和凸起宽度等 于1/2基本螺距的地方。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 (3)中径(D2 或 d2) (4)单一直径( 或 ) 一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于 1/2基本螺距的地方。由于该直径在槽宽为固定值处测量，因此测量 方便，而且还可以有效地控制中径本身的尺寸，是最实用的中径尺 寸。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 当螺距无误差时，螺纹的中径就是螺纹的单一中径。但螺距有 误差时，单一中径与中径是不相等的，如图所示。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及

5、主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 (5)螺距 P 在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角称为牙型角。普通螺纹 的牙型角 = 60。牙型角的一半称为牙型半角 /2。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 (6)牙型角 在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。1 表示左 牙侧角、2 表示右牙侧角，普通螺纹的基本牙侧角1 = 2 =30。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及其主要参数普通螺纹的基本牙型及其主要参数 (7)牙

6、侧角 1、2 (8)原始三角形高度 H 由原始三角形顶点沿垂直于螺纹轴线方向到其底边的距离。 (9)螺纹旋合长度 两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。 (10)螺纹最大实体牙型 由设计牙型和各直径的基本偏差和公差所决定的最大实体状态下 的螺纹牙型。 (11) 螺纹最小实体牙型 由设计牙型和各直径的基本偏差和公差所决定的最小实体状态下 的牙型。 8.1.2 8.1.2 普通螺纹的基本牙型及主要参数普通螺纹的基本牙型及主要参数 8.2 普通螺纹几何参数误差 对互换性的影响 影响螺纹结合互换性的主要几何参数误差有大径误差、中 径误差、小径误差和螺距误差、牙侧角误差。 8.2.1 8.

7、2.1 中径误差对互换性的影响中径误差对互换性的影响 螺纹中径误差是指中径实际尺寸与中径基本尺寸之差。当外螺 纹中径比内螺纹中径大就会影响螺纹的旋合性；反之，则使配合过 松而影响连接的可靠性和紧密性，削弱联接强度，因此对中径误差 必须加以限制。 为了保证普通螺纹的旋合性，必须使内外螺纹在牙底和牙顶联 接处留有一定间隙，当外螺纹大径小于内螺纹大径、且外螺纹小径 大于内螺纹小径时，内外螺纹才能旋合。因此，对内外螺纹的大径 和小径尺寸必须加以限制。 8.2.2 8.2.2 螺纹大、小径误差的影响螺纹大、小径误差的影响 8.2.3 8.2.3 螺距误差的影响螺距误差的影响 对于普通螺纹，螺距误差会影响

8、螺纹的旋合性和联接强度。 为便于分析，假设内螺纹具有理想的牙型，外螺纹的中径及牙侧角 与内螺纹相同，但是螺距有误差，并假设外螺纹的螺距大于内螺纹的螺 距，在几个螺牙长度上，螺距累积误差为 。 L理论=nP L实际=nP1 P Fp/2 内螺纹 外螺纹 为使内、外螺纹能旋合，应把外螺纹的实际中径减小 值或把 内螺纹的实际中径增加 值。 值叫做螺距误差的中径当量。 对于牙型角 的公制普通螺纹 8.2.3 8.2.3 螺距误差的影响螺距误差的影响 8.2.4 8.2.4 牙侧角误差的影响牙侧角误差的影响 牙侧角误差同样会影响螺纹的旋合性和联接强度。 为了便于分析，假设内螺纹具有理想的牙型，外螺纹的中

9、径和螺距 与内螺纹相同，但是牙侧角有误差。当外螺纹的牙侧角小于或大于内螺 纹的牙侧角时，在牙侧处将产生干涉（图中阴影线部分）。为使内、外 螺纹能旋合，应把外螺纹的实际中径减小，或把内螺纹的实际中径增加 。 值叫做牙侧角误差中径当量。 当外螺纹的牙侧角小于内螺纹的牙侧角时 8.2.4 8.2.4 牙侧角误差的影响牙侧角误差的影响 8.2.4 8.2.4 牙侧角误差的影响牙侧角误差的影响 8.2.5 8.2.5 螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的判断原则 实际螺纹往往同时存在中径、螺距和牙侧角误差，而三者对 旋合性均有影响。螺距和牙侧角误差对旋合性的影响，已由前面 分析可知，对于外螺纹，其效

10、果相当于中径增大了；对于内螺纹， 其效果相当于中径减小了。这个增大了或减小了的假想螺纹中径， 称为螺纹的作用中径。 GB/T 14791-1993对作用中径定义如下：在规定的旋合长度内， 恰好包络实际螺纹的一个假想螺纹的中径，这个螺纹具有理想的螺 距、半角以及牙型高度，并另在牙顶和牙底留有间隙，以保证包容 时不与实际螺纹的大、小径发生干涉。 8.2.5 8.2.5 螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的判断原则 螺纹作用中径的值为 外螺纹 内螺纹 8.2.5 8.2.5 螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的判断原则 因此，判断螺纹能否旋合的指标不是单一中径而是作用中径， 也就是说要使螺纹

11、能旋合，必须保证： 8.2.5 8.2.5 螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的判断原则 对于普通螺纹，国家标准没有单独规定螺距及牙型半角的公差， 而只规定了一个中径总公差（TD2，Td2 ），同时用来限制单一中径、 螺距及牙侧角误差。 8.2.5 8.2.5 螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的判断原则 螺纹的作用中径不能超出最大实体牙型的中径，而实际螺纹上 任何部位的单一中径不能超出最小实体牙型的中径。 8.2.5 8.2.5 螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的判断原则 8.3 普通螺纹的公差与配合 8.3.1 8.3.1 普通螺纹公差普通螺纹公差 从互换性的角度来看，螺纹的

12、基本几何要素有五个，即大径、小径、 中径、螺距和牙侧角。但普通螺纹在内、外螺纹配合以后，在大径之间 和小径之间实际上都是有间隙的，对螺距和牙侧角不单独规定公差，而 是用中径公差来综合控制。这样，在普通螺纹中，为了满足互换性的要 求，就只须规定大径、中径和小径公差。但由于外螺纹和内螺纹的底径 （d1和D）是在加工时和中径一起由刀具切出，其尺寸由刀具保证，因 此也不规定公差。 这样在螺纹公差标准中，就只规定了d、d2和D2、D1 的公差。 8.3.2 8.3.2 普通螺纹的基本偏差普通螺纹的基本偏差 内、外螺纹的公差带相对于基本牙型的位置与圆柱体的公差带位 置一样，由基本偏差来确定。对于外螺纹，基

13、本偏差是上偏差(es)； 对于内螺纹，基本偏差是下偏差(EI)。 外螺纹下偏差： eiesT 内螺纹上偏差： ES EI T 式中，T是螺纹公差。 在普通螺纹标准中，对内螺纹规定了两种公差带位置，其基本 偏差分别为G、H； 8.3.2 8.3.2 普通螺纹的基本偏差普通螺纹的基本偏差 对外螺纹规定了四种公差带位置，其基本偏差分别为e、f、g、h。 8.3.2 8.3.2 普通螺纹的基本偏差普通螺纹的基本偏差 8.3.3 8.3.3 普通螺纹的公差带及其配合普通螺纹的公差带及其配合 用标准规定的各种基本偏差、顶径公差和中径公差可以组成 很多种公差带。若不加以限制就会使螺纹公差带种类繁多，给组 织

14、专业化生产带来困难。为此，标准规定了内、外螺纹的选用公 差带 。 标准中将螺纹的旋合长度分为三组，即短旋合长度（S）、 中等旋合长度(N)和长旋合长度(L)。一般采用中等旋合长度。 螺纹的旋合长度与螺纹的精度密切相关。旋合长度增加，螺 纹牙侧角误差和螺距累积误差就可能增加，要求同样的中径公差 值加工就会更困难。所以，衡量螺纹的精度应包括旋合长度。 8.3.3 8.3.3 普通螺纹的公差带及其配合普通螺纹的公差带及其配合 内、外螺纹选用的公差带可以任意组合，为了保证足够的接触 高度，加工好的内、外螺纹最好组成H/g、Hh或Gh的配合。一 般情况采用最小间隙为零的H/h配合；对用于经常拆卸、工作温

15、度高 或需涂镀的螺纹，通常采用H/g或G/h具有保证间隙的配合。 8.3.3 8.3.3 普通螺纹的公差带及其配合普通螺纹的公差带及其配合 8.3.4 8.3.4 普通螺纹的标记普通螺纹的标记 普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合 长度代号所组成 。 8.3.4 8.3.4 普通螺纹的标记普通螺纹的标记 在装配图上，内、外螺纹公差带代号用斜线分开，左边表示 内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号,如:M6-6H/6g。 8.3.4 8.3.4 普通螺纹的标记普通螺纹的标记 8.4 螺纹的检测 螺纹是多参数零件，有综合检验和单项测 量两种检测方法。 8.4.1 8.4.1

16、综合检验综合检验 综合检验是指检验螺纹上各参数误差的综合质量是否 符合螺纹标注要求的测量，也称性能检验，适用于检验大 批量生产的精度不太高的螺纹。 生产中，主要用螺纹极限量规来作综合检验。螺纹极限量规 分为“通规”和“止规”。通规控制被测螺纹的作用中径不超过最大 实体牙型的中径（d2max或D2min），同时控制被测螺纹的外螺 纹小径或内螺纹的大径不超过其最大实体尺寸（d1max或Dmin）。 止规控制被测螺纹的实际中径不超过最小实体牙型的中径（d2min 或D2max）。 8.4.1 8.4.1 综合检验综合检验 8.4.1 8.4.1 综合检验综合检验 8.4.1 8.4.1 综合检验综合检验 量规的设计要根据“泰勒原则”，即通规要具有完整的形状， 以便能同时检查最大实体状态时的全部参数；止规用于分别检 查最小实体状态时螺纹的各个参数。 8.4.1 8.4.1 综合检验综合检验 检验时，若通规能通过（内螺纹）或旋合 （外螺纹）被测螺纹，止规不能通过（内螺纹） 或不能完全旋合（外螺纹