建筑工程類幾何量公差及檢測_第9章圓柱螺紋公差及檢測(課堂講義)

1、 種類種類使用要求使用要求緊固螺紋緊固螺紋良好的旋合性，一定的連接強度。良好的旋合性，一定的連接強度。傳動螺紋傳動螺紋傳遞動力的可靠性，傳遞位移的準(zhǔn)確傳遞動力的可靠性，傳遞位移的準(zhǔn)確性，具有一定的間隙。性，具有一定的間隙。管螺紋管螺紋結(jié)合緊密，有一定的過盈。結(jié)合緊密，有一定的過盈。HHH/4H/8大徑大徑小徑小徑軸線軸線軸線軸線軸向剖面的軸向剖面的原始三角形原始三角形(等邊三角形等邊三角形) 軸向剖面軸向剖面基本牙型基本牙型的形成的形成小徑小徑D1、d1大徑大徑 D、d軸線軸線o90H/8H3/8H/4P/2P/2 /2HP 螺紋的幾何參數(shù)螺紋的幾何參數(shù)牙型原始牙型原始三角形高三角形高度度,與

2、螺與螺距值有關(guān)距值有關(guān)牙高（牙型高度）：牙高（牙型高度）：5/8HH=0.866025404P經(jīng)驗計算公式：經(jīng)驗計算公式：中徑中徑=大徑大徑-0.6495P小徑小徑=大徑大徑-1.0825P單線螺紋：單線螺紋： P=L螺距螺距 =導(dǎo)程導(dǎo)程 多線螺紋：多線螺紋： P=L/n螺距螺距導(dǎo)程導(dǎo)程 根據(jù)螺紋的根據(jù)螺紋的基本牙型，可基本牙型，可以定義它的幾以定義它的幾個主要參數(shù)個主要參數(shù)大徑大徑(D、 d） 與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想 圓柱的直徑，圓柱的直徑，是公稱直徑是公稱直徑 。 小徑（小徑（D1、 d 1） 與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋

3、牙頂相切的 假想圓柱的直徑。假想圓柱的直徑。 中徑（中徑（D2、d 2） 螺紋牙型上螺紋牙型上溝槽和凸起溝槽和凸起寬度相等寬度相等的的 地方假想圓柱的直徑。地方假想圓柱的直徑。螺距螺距相鄰兩相鄰兩牙在中徑線上牙在中徑線上對應(yīng)兩點的軸對應(yīng)兩點的軸向距離。向距離。 牙型角（牙型角（ ） 在螺紋牙型上，相鄰兩牙側(cè)間的夾角。在螺紋牙型上，相鄰兩牙側(cè)間的夾角。 牙側(cè)角（牙側(cè)角（ 1和和2） 在螺紋牙型上，牙側(cè)與螺紋軸線在螺紋牙型上，牙側(cè)與螺紋軸線 的垂線間的夾角的垂線間的夾角 。旋合長度旋合長度兩個相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向兩個相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向相相 互旋合部分互旋合部分的長度。的長度。 1

4、 概述 螺紋接觸高螺紋接觸高度度 在兩個相在兩個相互配合螺紋的互配合螺紋的牙型上，它們牙型上，它們的牙側(cè)重合部的牙側(cè)重合部分的徑向距離分的徑向距離 等于等于H/。螺紋旋合長度螺紋旋合長度兩個相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向兩個相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向 相互旋合部分的長度。相互旋合部分的長度。 2 螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響 要實現(xiàn)普通螺紋的互換性，必須保證要實現(xiàn)普通螺紋的互換性，必須保證: 1. 內(nèi)、外螺紋內(nèi)、外螺紋自由旋合自由旋合； 2. 具有足夠的具有足夠的連接強度連接強度。 對互換性有影響的因素是螺紋加工過程對互換性有影響的因素是螺紋加工過程中幾何參數(shù)產(chǎn)生誤差，這些誤差包括：中幾何參

5、數(shù)產(chǎn)生誤差，這些誤差包括：螺螺紋直徑偏差、螺距誤差、牙側(cè)角偏差。紋直徑偏差、螺距誤差、牙側(cè)角偏差。 一、一、螺紋直徑偏差的影響螺紋直徑偏差的影響 直徑偏差直徑偏差螺紋大、中、小徑的實際尺寸螺紋大、中、小徑的實際尺寸 分別與其對應(yīng)基本尺寸之差。分別與其對應(yīng)基本尺寸之差。 若外螺紋若外螺紋直徑比內(nèi)螺紋大，則影響旋合直徑比內(nèi)螺紋大，則影響旋合 性；若外螺紋直徑比內(nèi)螺紋小得過多，性；若外螺紋直徑比內(nèi)螺紋小得過多， 則會使聯(lián)接強度降低。則會使聯(lián)接強度降低。由于螺紋的配合面是牙側(cè)面，故由于螺紋的配合面是牙側(cè)面，故中徑偏差中徑偏差 對螺紋互換性的影響最大。對螺紋互換性的影響最大。螺距誤差分為螺距誤差分為螺距

6、偏差螺距偏差P和和螺距累積誤差螺距累積誤差P。螺距偏差螺距偏差P ：是指是指單個螺距單個螺距的實際值與其基本值的實際值與其基本值之差，之差，它與旋合長度無關(guān)。它與旋合長度無關(guān)。螺距螺距累積累積偏差偏差P ：在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩同名牙側(cè)的實際軸向距離與其基本值的最大差值，同名牙側(cè)的實際軸向距離與其基本值的最大差值，它與旋合長度有關(guān)。它與旋合長度有關(guān)。二、二、螺距誤差的影響螺距誤差的影響 螺距誤差的中徑當(dāng)量：螺距誤差的中徑當(dāng)量：fp（或（或FP）1.732P（P往往以往往以um為單位）為單位）三、三、牙側(cè)角偏差的影響牙側(cè)角偏差的影響 牙側(cè)角偏差牙側(cè)角偏差是指牙側(cè)角的

7、實際值與其基是指牙側(cè)角的實際值與其基 本值（本值（30）之差。）之差。 1 1 30 2 2 30（12 內(nèi)螺紋為理想螺紋內(nèi)螺紋為理想螺紋外螺紋存在外螺紋存在 牙側(cè)角偏差牙側(cè)角偏差左牙側(cè)角偏差左牙側(cè)角偏差10 右右牙側(cè)角偏差牙側(cè)角偏差20 把外螺紋螺牙沿螺紋徑向把外螺紋螺牙沿螺紋徑向移至藍(lán)線處，可避開干涉移至藍(lán)線處，可避開干涉區(qū)，螺紋的中徑減小區(qū)，螺紋的中徑減小f 。牙側(cè)角偏差的中徑當(dāng)量：牙側(cè)角偏差的中徑當(dāng)量：f(或或F) = 0.073P(K1|1|+K2|2| ) 單位：單位：Pmm ； 分（分（ ）； f、 F m 。牙側(cè)角正負(fù)：牙側(cè)角正負(fù)：頂徑干涉為負(fù)，底徑干涉為正頂徑干涉為負(fù)，底徑干

8、涉為正系數(shù)取值：系數(shù)取值：牙側(cè)角偏差可以折算為中徑當(dāng)量，即牙側(cè)角偏差可以折算為中徑當(dāng)量，即f(或或F) = 0.073P(K1| 1|+K2| 2| ) 中徑偏差直接影響螺紋的互換性，既影響旋合性中徑偏差直接影響螺紋的互換性，既影響旋合性 又影響連接強度。又影響連接強度。 螺距累積誤差可以折算為中徑當(dāng)量，即螺距累積誤差可以折算為中徑當(dāng)量，即 fp（或（或FP）1.732P四、四、螺紋的單一中徑和作用中徑螺紋的單一中徑和作用中徑 中徑（中徑（D2、d 2） 螺紋牙型上螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相溝槽和凸起寬度相等等的地方假想圓柱的直徑。的地方假想圓柱的直徑。 單一中徑（單一中徑（D2s、d2s）實

9、際螺紋牙型上實際螺紋牙型上溝槽寬度溝槽寬度 等于螺距基本值一半（等于螺距基本值一半（P P/2/2）的假想圓柱的直徑。的假想圓柱的直徑。 作用中徑（作用中徑（d2m、D2m） 在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實際外（內(nèi)）螺紋的假想內(nèi)（外）螺紋的中恰好包容實際外（內(nèi)）螺紋的假想內(nèi)（外）螺紋的中徑，稱為該外（內(nèi)）螺紋的作用中徑徑，稱為該外（內(nèi)）螺紋的作用中徑 。 單一中徑單一中徑作用中徑作用中徑 螺紋作用中徑的計算公式螺紋作用中徑的計算公式外螺紋：外螺紋：d2m=d2s+(fP+f)內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋：D2m=D2s(FP+F)四、普通四、普通螺紋的合格性判斷螺紋的合格性判斷判斷螺紋的

10、合格性是指判斷大、中、小徑和螺距誤判斷螺紋的合格性是指判斷大、中、小徑和螺距誤差、牙側(cè)角偏差的合格性。差、牙側(cè)角偏差的合格性。由于螺距累積誤差和牙側(cè)角偏差可以折算到中徑由于螺距累積誤差和牙側(cè)角偏差可以折算到中徑上，這樣，中徑偏差和螺距誤差、牙側(cè)角偏差的上，這樣，中徑偏差和螺距誤差、牙側(cè)角偏差的綜合結(jié)果可按綜合結(jié)果可按泰勒原則泰勒原則判斷，判斷螺紋的作用中判斷，判斷螺紋的作用中徑和單一中徑的合格性。徑和單一中徑的合格性。 泰勒原則泰勒原則： 實際螺紋的實際螺紋的作用中徑作用中徑不允許超出不允許超出最大實體牙型的最大實體牙型的中徑中徑( (保證旋合性保證旋合性) )，并且實際螺紋任何部位的，并且實

11、際螺紋任何部位的單一單一中徑中徑不允超出不允超出最小實體牙型的中徑最小實體牙型的中徑（保證連接強（保證連接強度）度）。 對于對于外螺紋外螺紋： d2md2max 且且 d2sd2min對于對于內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋： D2mD2min 且且 D2sD2max基本牙型基本牙型 DD2D1TD1/2TD2/20 0|G內(nèi)螺紋公差帶位置內(nèi)螺紋公差帶位置-G G |H基本牙型基本牙型 Td/2Td2/2DD2D1內(nèi)螺紋公差帶位置內(nèi)螺紋公差帶位置-H H 基本牙型基本牙型esdd2d1d1maxTTd2/2Td/2eiefg外螺紋公差帶位置外螺紋公差帶位置- e、f、g|外螺紋公差帶位置外螺紋公差帶位置 hh基本

12、牙型基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2deies=0T|螺紋直徑螺紋直徑公差等級公差等級內(nèi)螺紋小徑內(nèi)螺紋小徑D4、5、6、7、8內(nèi)螺紋中徑內(nèi)螺紋中徑D24、5、6、7、8外螺紋大徑外螺紋大徑d4、6、8外螺紋中徑外螺紋中徑d23、4、5、6、7、8、9標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三組旋合長度：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三組旋合長度：短旋合長度組短旋合長度組S中等旋合長度組中等旋合長度組N和長旋合長度組和長旋合長度組L 二、二、螺紋螺紋的旋合長度的旋合長度 設(shè)計時設(shè)計時通常采用中等旋合長度通常采用中等旋合長度；強度；強度較低較低而又而又受力較大受力較大的零件螺紋，應(yīng)選擇的零件螺紋，應(yīng)選擇長旋合長度長旋合長度；對空間；對

13、空間位置受限制或受力不大的螺紋，可選擇短旋合長度；位置受限制或受力不大的螺紋，可選擇短旋合長度；對于調(diào)整用的螺紋，可根據(jù)調(diào)整行程的長短選擇旋對于調(diào)整用的螺紋，可根據(jù)調(diào)整行程的長短選擇旋合長度。合長度。螺紋的公差精度及其選用螺紋的公差精度及其選用 三、三、螺紋螺紋的公差精度及公差帶的選用的公差精度及公差帶的選用 螺紋的公差精度分為螺紋的公差精度分為 精密級、中等級精密級、中等級 、粗糙級、粗糙級 。 公差等級僅反映了公差等級僅反映了中中徑徑和和頂徑頂徑尺寸精度的高低尺寸精度的高低，但，但要綜合評價螺紋質(zhì)量，還應(yīng)考慮要綜合評價螺紋質(zhì)量，還應(yīng)考慮旋合長度旋合長度，因為旋合長，因為旋合長度越長的螺紋，

14、產(chǎn)生的螺距累積誤差就越大。度越長的螺紋，產(chǎn)生的螺距累積誤差就越大。 公差等級公差等級旋合長度旋合長度螺紋質(zhì)量螺紋質(zhì)量一般用途的螺紋一般用途的螺紋多采用中等級多采用中等級 (8h)(8h)8g8g8H8H(8G)(8G)7H7H(7G)(7G)粗糙級粗糙級(7h6h)(7h6h)(7g6g)(7g6g)6e6e6f6f* *6g6g6h6h(5h6h)(5h6h)(5g6g)(5g6g)7H7H(7G)(7G)* *6H6H6G6G5H5H(5G)(5G)中等級中等級(5h4h)(5h4h)4h4h(3h4h)(3h4h)5H6H5H6H4H5H4H5H4H4H精密級精密級L LN NS SL

15、LN NS S外螺紋公差帶外螺紋公差帶內(nèi)螺紋公差帶內(nèi)螺紋公差帶精度等精度等級級普通螺紋的選用公差帶（普通螺紋的選用公差帶（GB197-81 ）外螺紋外螺紋記?。河涀。郝菁y公差帶代號螺紋公差帶代號與尺與尺寸寸公差帶代號相反公差帶代號相反！ 公差帶代號公差帶代號5g ?左旋左旋大徑大徑d40mm 螺距螺距P=7mm,導(dǎo)程導(dǎo)程=14 線數(shù)線數(shù)=2頂徑公差帶代號頂徑公差帶代號 M 40 7(14/2) - 5g 6g - s - LH 普通螺紋普通螺紋中徑公差帶代號中徑公差帶代號短旋合長度短旋合長度簡化標(biāo)記：簡化標(biāo)記：1. 1. 粗牙螺紋的螺距可省略不標(biāo)注，粗牙螺紋的螺距可省略不標(biāo)注， 2.2.（ 螺

16、紋）公差帶螺紋）公差帶H H和和g g不標(biāo)注，不標(biāo)注， 3. 3. 中等旋合長度組代號中等旋合長度組代號N N不標(biāo)注；不標(biāo)注； 4. 4. 右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號。右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號。1.6mm螺紋標(biāo)注螺紋標(biāo)注：M 2027hL 中，中，“7h”表示（表示（ ）A. 中徑和大徑公差帶中徑和大徑公差帶 B. 中徑公差帶中徑公差帶 C. 小徑公差帶小徑公差帶 D. 中徑和小徑公差帶中徑和小徑公差帶思考：思考：四、四、應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 有一普通外螺紋有一普通外螺紋M12M121 1 ，加工后測得單一中徑，加工后測得單一中徑d d2s2s=11.275mm =11.275mm ，螺距累積誤差，螺距

17、累積誤差P P3 3mm，左、，左、右牙側(cè)角偏差右牙側(cè)角偏差1 1+40+40， 2 23030。試計。試計算該螺紋的作用中徑算該螺紋的作用中徑d d2m2m，并按泰勒原則判別該螺紋，并按泰勒原則判別該螺紋中徑的合格性。中徑的合格性。 解：解： 1. 1. 確定中徑的極限尺寸確定中徑的極限尺寸 該螺紋公差帶為該螺紋公差帶為6g6g（省略標(biāo)注）。（省略標(biāo)注）。由附表由附表9-1,9-1,d d2 211.350mm11.350mm；由附表由附表9-3 9-3 、附表附表9-29-2，T Td d2 2118m118m，eses26m26m。d2max d2es11.3500.02611.324d2mind2maxTd211.3240.11811.206 2. 2. 計算作用中徑計算作用中徑 fp1.732|P|1.7320.030.052mm f0.073P(K1| 1|+K2| 2)12.3m d2md2s+(fp+f) 11.339 3.3.判斷中徑合格性判斷中徑合格性d2s=11.275mm