第9章_普通螺紋結(jié)合互換性及其

1、第9章 普通螺紋結(jié)合的互換性及其檢測第一節(jié) 概述：在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動的應(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、傳動螺紋和緊密螺紋。普通螺紋、傳動螺紋和緊密螺紋。普通螺紋：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可旋合性(便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性聯(lián)接的可靠性。傳動螺紋：傳動螺紋：這類螺紋通常用于傳遞運(yùn)動或動力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性傳遞動力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。緊密螺紋：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。二普通螺紋的主要幾

2、何參數(shù)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。該牙型是所有螺紋的基本尺寸。1大徑大徑(D，d)：是指與內(nèi)螺紋牙底或外螺紋牙頂相切的假想圓柱或圓錐的直徑。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又稱底徑底徑,外螺紋的大徑d又稱頂徑頂徑。普通螺紋大徑的基本尺寸為大徑的基本尺寸為螺紋螺紋公稱直徑尺寸公稱直徑尺寸。小徑小徑(D1，d1)： 是指與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相切的假想圓柱或圓錐的直徑。相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋的小徑基本尺寸相等,即D=d1。

3、內(nèi)螺紋的小徑D1又稱頂徑頂徑,外螺紋的小徑d1又稱底徑底徑。中徑中徑(D，d)： 是指一個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)、外螺紋相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋中徑的基本尺寸相等中徑的基本尺寸相等，即即D=d。4螺距螺距(P)導(dǎo)程導(dǎo)程(Pn)：是指相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程是同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。單線螺紋兩者相等，多線螺紋導(dǎo)程等于螺距與螺紋線數(shù)的乘積。5牙型角（牙型角（）牙型半角（）牙型半角（/2）：）：牙型角是指螺紋軸向剖面內(nèi)

4、，相鄰兩牙側(cè)間的夾角，牙型角是指螺紋軸向剖面內(nèi)，相鄰兩牙側(cè)間的夾角，理論牙型角為理論牙型角為60 。是指牙型角的一半。普通螺紋的牙型半指牙型角的一半。普通螺紋的牙型半角為角為30。6螺紋旋合長度：螺紋旋合長度：螺紋旋合長度是指內(nèi)外螺紋旋合時螺旋面接觸部分的軸向長度軸向長度。第二節(jié)螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響：第二節(jié)螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響：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:大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角。這幾個參數(shù)在加工過程中不通可避免地會產(chǎn)生一定的加工誤差,不僅會影響螺紋的旋合性、接觸高度、配合

5、松緊、還會影響聯(lián)接的可靠性,從而影響螺紋的互換性。二螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響：二螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響：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，就會造成負(fù)荷分布不均，勢必降低螺紋的配合均勻性和聯(lián)接強(qiáng)度。因此對螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距對螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。和牙型半角。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。1中徑偏差的影響：中徑偏差的影響：中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸(以單一以單一中徑體現(xiàn)中徑體現(xiàn))與基本尺寸之代數(shù)差與基本尺寸之代數(shù)差。就外螺紋而言，中徑若

6、比內(nèi)螺紋大，必然影響旋合性；若過小，則會使牙側(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。國標(biāo)中規(guī)定了普通螺紋的中徑公差。P138，表9-32螺距偏差的影響（螺距偏差的影響（1）：）： 螺距偏差可分為單個螺距偏差和螺距累積偏差兩種。單個螺距偏差：單個螺距偏差：是指單個螺距的實(shí)際值與其基本值之代數(shù)差，它與旋合長度無關(guān)。螺距累積偏差：螺距累積偏差：是指在規(guī)定的螺紋長度內(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，它與旋合長度有關(guān)。螺距累積偏差對互換性的影響更為明顯。2螺距偏差的影響（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)

7、合。外螺紋N個螺距的累積誤差為P(m)。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P的外螺紋旋入理想的內(nèi)螺紋,就必必須使外螺紋的中徑減小一個數(shù)值須使外螺紋的中徑減小一個數(shù)值fp (m)。L理論=nPL實(shí)際=nP1PFp/2內(nèi)螺紋外螺紋螺距累積偏差對旋合性的影響示例（2）：2螺距偏差的影響（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個螺牙的旋合長度內(nèi)，內(nèi)螺紋存在P。為保證旋合性，就必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個數(shù)值fp。fp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。兩種情況下的當(dāng)量計(jì)算公式為：PfP732.

8、13牙型半角偏差的影響：牙型半角偏差的影響： 牙型半角偏差是指牙型半角的實(shí)際值對公稱值的代數(shù)差，是螺紋牙側(cè)相對于螺紋軸線的位置誤差。對螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng)度均有影響。牙型半角偏差對旋合性的影響如圖所示。牙型半角偏差對旋合性影響示例：牙型半角偏差對旋合性影響示例：3牙型半角偏差的影響：牙型半角偏差的影響： 外螺紋：外螺紋：外螺紋存在牙型半角偏差時，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數(shù)值f/2。內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時，必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個數(shù)值f/2，該值稱為牙型半角偏差的中徑當(dāng)量。牙型半角偏差對旋合性影響示例：牙型半角偏差對旋合性影響示例：3

9、牙型半角偏差的影響：牙型半角偏差的影響： 外螺紋：外螺紋：外螺紋存在牙型半角偏差時，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數(shù)值f/2。內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時，必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個數(shù)值f/2，該值稱為牙型半角偏差的中徑當(dāng)量。4、螺紋作用中徑及中徑合格條件： 作用中徑：作用中徑：在旋合時，在旋合長度內(nèi)實(shí)際起作用的中徑。作用中徑的度量：作用中徑的度量：在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實(shí)際外（內(nèi)）螺紋的一個理想內(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：2/22ffddpsm2/22ffDDpsm中徑公差：對

10、于普通螺紋，影響其互換性的主要參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角中徑、螺距和牙型半角。由于螺距偏差和牙型半角偏差對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、螺距偏差和牙型半角偏差的綜合影響。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型的中徑，任何部位的單

11、一中徑不允許超出最小實(shí)體牙型的中徑最小實(shí)體牙型的中徑。用表達(dá)式即為：外螺紋：內(nèi)螺紋：max222dddMMSmmin222dddLMSsmin222DDDMMSmmax222DDDLMSs第三節(jié)、普通螺紋公差與配合及其選用第三節(jié)、普通螺紋公差與配合及其選用公差帶的大小和公差等級：公差帶的大小和公差等級：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量。內(nèi)外螺紋中徑的公差等級見教材P138表9-3。 其中6級為基本級。級為基本級。公差帶的位置和基本偏差公差帶的位置和基本偏差 :公差帶的位置是指公差帶相對與基本牙型的距離，該距離由基本偏差決定。規(guī)定內(nèi)螺紋的下偏差（EI）和外螺紋的上偏差（es

12、）為基本偏差。對內(nèi)螺紋規(guī)定代號為對內(nèi)螺紋規(guī)定代號為H和和G的兩種基本偏差的兩種基本偏差；對外螺紋規(guī)定代號為對外螺紋規(guī)定代號為e、f、g、h四種基本偏差四種基本偏差?；酒钪狄娊滩腜139表9-4。螺紋中徑和頂徑的基本偏差：2、螺紋公差等級與旋合長度、螺紋公差等級與旋合長度(1)：螺紋結(jié)合的精度不僅與螺紋公差帶大小有關(guān)，還與螺紋的旋合長度有關(guān)。旋合長度愈長，螺距的累積誤差愈大，較難旋合，且加工長螺紋比短螺紋難以保證精度。因此對不同的旋合長度規(guī)定不同大小的公差帶，旋合長度是螺紋精度設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。2、螺紋公差等級與旋合長度、螺紋公差等級與旋合長度(2)：國標(biāo)中規(guī)定了不同直徑和螺距所對應(yīng)的旋

13、合長度，分為短（S）、中（N）、長（L）三種旋合長度。國標(biāo)按螺紋公差等級和旋合長度規(guī)定了三種類型的公差帶，分別是精密級、中等級和粗糙級，代表著不同的加工難度。結(jié)合精度的確定：結(jié)合精度的確定：精密級用于精密聯(lián)結(jié)螺紋。中等級用于一般用途聯(lián)結(jié)。粗糙級用于要求不高及制造困難的螺紋。旋合長度的確定：旋合長度的確定：一般多用N組。根據(jù)公稱直徑和螺距選擇。見教材P139表9-5公差帶的確定：公差帶的確定：是螺紋公差等級和基本偏差的組合。表示方法是公差等級后加上基本偏差代號。如外螺紋：6g；內(nèi)螺紋：6H。與普通尺寸標(biāo)注有差別。具體選用見教材P140表9-6。配合的選用：配合的選用：理論上，表中的內(nèi)外螺紋可以構(gòu)成各種配合，但從保證足夠的接觸高度出發(fā)，最好選用H/g、H/h、G/h的配合。表面粗糙度：表面粗糙度：國標(biāo)有普通螺紋的表面粗糙度推薦值。一般情況下，選用中等精度、中等旋合長度選用中等精度、中等旋合長度的公差帶，即內(nèi)螺紋公差帶常選的公差帶，即內(nèi)螺紋公差帶常選6H、外螺紋、外螺紋公差帶公差帶6h、6g應(yīng)用較廣。應(yīng)用較廣。3、普通螺紋的標(biāo)記：、普通螺紋的標(biāo)記：完整的螺紋標(biāo)記由螺紋代號（含螺紋公稱直徑、螺距、）、螺紋公差等級代號（按中徑、頂徑順序）和螺紋旋合長度組成，中間用“”隔開。舉例： 外螺紋：M205g6gS 內(nèi)螺紋：M201.5左6H 內(nèi)外螺紋配合時：M2026H/5g6gS第四節(jié) 螺紋的