上海第二工業(yè)大學(xué)互換性 第3章 螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)

1、SSPU第第3章章 螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介螺紋結(jié)合的使用要求和幾何參數(shù)螺紋結(jié)合的使用要求和幾何參數(shù)1影響螺紋結(jié)合精度的因素影響螺紋結(jié)合精度的因素2普通螺紋公差普通螺紋公差3普通螺紋精度的檢測(cè)普通螺紋精度的檢測(cè)43.1 螺紋結(jié)合的使用要求和幾何參數(shù)螺紋結(jié)合的使用要求和幾何參數(shù)3.1.1 螺紋種類和使用要求螺紋種類和使用要求 1. 緊密螺紋（如管螺紋）緊密螺紋（如管螺紋）要求封密性和可靠性要求封密性和可靠性 （不漏氣或不漏水等）（不漏氣或不漏水等）2. 緊固螺紋緊固螺紋( (普通螺紋普通螺紋) )要求旋合性和可靠性要求旋合性和可靠性

2、 3. 傳動(dòng)螺紋（如梯形螺紋）傳動(dòng)螺紋（如梯形螺紋）要求準(zhǔn)確性、靈活性要求準(zhǔn)確性、靈活性 （足夠的位移精度）（足夠的位移精度）本章只介紹本章只介紹普通螺紋普通螺紋的精度設(shè)計(jì)的精度設(shè)計(jì)管螺紋管螺紋緊固螺紋緊固螺紋傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋螺紋加工方法螺紋加工方法螺紋的種類：緊固、傳動(dòng)、緊密螺紋的種類：緊固、傳動(dòng)、緊密搓絲機(jī)搓絲機(jī)板牙板牙1. 基本牙型基本牙型3.1.2 普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數(shù)普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數(shù) (1) 基本大徑基本大徑 (公稱公稱 直徑直徑D、d ) 與外螺紋牙頂或與內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱的直徑與外螺紋牙頂或與內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱的直徑圖圖3.13.1(2

3、) 基本小徑基本小徑(D1、d1) D1、d 頂徑頂徑D、d1 底徑底徑2. 主要幾何參數(shù)主要幾何參數(shù)(3) 基本中徑基本中徑 (D2、d2) 中徑是指一個(gè)假想的圓柱的直徑，該圓柱的母線通過(guò)牙中徑是指一個(gè)假想的圓柱的直徑，該圓柱的母線通過(guò)牙型上型上溝槽和凸起寬度相等溝槽和凸起寬度相等的地方的地方(見(jiàn)圖見(jiàn)圖3.2 )。 圖圖3.23.2D2、d2(4) (4) 螺距螺距 ( P )螺距是指相鄰兩牙在螺距是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離 PP中徑中徑線線圖3.1 (5) 單一中徑單一中徑(D2a、d2a) 單一中徑是指牙型上單一中徑是指牙型上溝槽寬度溝槽寬度=

4、P/2。 單一單一中徑中徑 (6) 牙型角牙型角( ()和牙側(cè)角和牙側(cè)角(1 、2)牙型角牙型角是指相鄰兩牙側(cè)間的夾角是指相鄰兩牙側(cè)間的夾角( 60 ) 牙側(cè)角牙側(cè)角是指牙側(cè)與軸線垂線間的夾角是指牙側(cè)與軸線垂線間的夾角牙型半角牙型半角是牙型角的一半是牙型角的一半( 30 )圖3.12（ 右）右）1（左）左）牙型角、牙型半角和牙側(cè)角的含義牙型角、牙型半角和牙側(cè)角的含義 實(shí)際螺紋的牙型角正確并不一定說(shuō)明牙側(cè)角正確實(shí)際螺紋的牙型角正確并不一定說(shuō)明牙側(cè)角正確(7) 螺紋旋合長(zhǎng)度螺紋旋合長(zhǎng)度 (見(jiàn)圖見(jiàn)圖3.4 ) 兩個(gè)配合的螺紋沿軸線方向相互旋合部分的長(zhǎng)度兩個(gè)配合的螺紋沿軸線方向相互旋合部分的長(zhǎng)度圖圖3

5、.43.4軸線軸線3.2 3.2 影響螺紋結(jié)合精度的因素影響螺紋結(jié)合精度的因素 3.2.1 中徑偏差的影響中徑偏差的影響 222DDDa幾何幾何參數(shù)參數(shù)大徑大徑d、D小徑小徑D1、 d1中徑中徑D2、 d2牙型角牙型角、牙側(cè)角牙側(cè)角1、2螺距螺距P旋合長(zhǎng)度旋合長(zhǎng)度影響螺紋影響螺紋結(jié)合精度的結(jié)合精度的 幾何參數(shù)幾何參數(shù) 誤差誤差d2、D2P21 、222 ddda3.2.2 螺距偏差的影響螺距偏差的影響 它與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。它與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。 P的中徑當(dāng)量為的中徑當(dāng)量為 單個(gè)偏差單個(gè)偏差 P=PaP累積偏差累積偏差P ：P = nPanPPPfp732.1)2/cot(干涉干涉3.2.3 牙側(cè)角偏

6、差的影響牙側(cè)角偏差的影響 0.073P( k11+k22) m 1 = 1 30 2 = 2 30 1, 2的中徑當(dāng)量為的中徑當(dāng)量為 f =12900式中式中 k1、k2為：為： 對(duì)外螺紋對(duì)外螺紋 1、 2為正值時(shí)，為正值時(shí)，k1、k2=2 , 對(duì)內(nèi)螺紋對(duì)內(nèi)螺紋 1、 2為正值時(shí)，為正值時(shí)，k1、k2=3 ,為負(fù)值時(shí)為負(fù)值時(shí)k1、k2=2 。 為負(fù)值時(shí)為負(fù)值時(shí)k1、k2=3； 左、右牙側(cè)角偏差的中徑當(dāng)量左、右牙側(cè)角偏差的中徑當(dāng)量f的推導(dǎo)的推導(dǎo) 見(jiàn)圖見(jiàn)圖3.6圖圖3.6 牙側(cè)角偏差對(duì)旋合性的影響牙側(cè)角偏差對(duì)旋合性的影響 f = 0.073P( k11+k22) 。3.2.4 作用中徑和中徑的合格

7、條件作用中徑和中徑的合格條件 （1） 作用中徑作用中徑對(duì)外螺紋對(duì)外螺紋 對(duì)內(nèi)螺紋對(duì)內(nèi)螺紋 1. 作用中徑與中徑（作用中徑與中徑（綜合綜合）公差）公差（2）中徑（）中徑（綜合綜合）公差）公差d2fe= d2a+(fp+ f )D2fe= D2a (fp+ f )對(duì)外螺紋對(duì)外螺紋 對(duì)內(nèi)螺紋對(duì)內(nèi)螺紋 fp 和和 f 為為P和和的中徑當(dāng)量的中徑當(dāng)量是指體外作用中徑（是指體外作用中徑（ D2fe ， d2fe ）22dDTT 、fffTpDD22fffTpdd22D2a D2L= D2max2 .中徑的合格條件中徑的合格條件(相當(dāng)于包容要求相當(dāng)于包容要求）對(duì)內(nèi)螺紋對(duì)內(nèi)螺紋 D2fe = D2a (fp+

8、 f ) D2M= D2min對(duì)外螺紋對(duì)外螺紋 d2a d2L= d2mind2fe= d2a + (fp+ f ) d2M= d2max實(shí)際螺紋的作用中徑應(yīng)不超過(guò)最大實(shí)體中徑實(shí)際螺紋的作用中徑應(yīng)不超過(guò)最大實(shí)體中徑實(shí)際螺紋的單一中徑不超越最小實(shí)體中徑實(shí)際螺紋的單一中徑不超越最小實(shí)體中徑 3.3 3.3 普通螺紋公差普通螺紋公差 3.3.1 3.3.1 普通螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu)普通螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu) 圖圖3.8 普通螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu)普通螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu)只對(duì)中徑和頂徑規(guī)定了公差，對(duì)底徑未給公差要求只對(duì)中徑和頂徑規(guī)定了公差，對(duì)底徑未給公差要求3.3.2 螺紋公差帶螺紋公差帶 公差帶

9、代號(hào)是由公差帶代號(hào)是由公差等級(jí)公差等級(jí)和和基本偏差代號(hào)基本偏差代號(hào)組成組成,1. 公差帶代號(hào)公差帶代號(hào)它與尺寸公差帶代號(hào)（如它與尺寸公差帶代號(hào)（如H6、g6）不同不同的是：的是：公差等級(jí)在公差等級(jí)在前前，基本偏差代號(hào)在，基本偏差代號(hào)在后后。例如例如 6H、 6g螺紋公差等級(jí)螺紋公差等級(jí)種種 別別螺螺 紋紋 直直 徑徑公公 差差 等等 級(jí)級(jí)內(nèi)內(nèi) 螺螺 紋紋中中 徑徑D24、5、6、7、8小徑（頂徑）小徑（頂徑）D1外外 螺螺 紋紋中中 徑徑d23、4、5、6、7、8、9大徑（頂徑）大徑（頂徑）d4、6、82 螺紋的基本偏差螺紋的基本偏差v 普通螺紋公差帶的位置由其基本偏差確定普通螺紋公差帶的位置

10、由其基本偏差確定v 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)螺紋只規(guī)定有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)螺紋只規(guī)定有H、G兩種基本偏差兩種基本偏差v 對(duì)外螺紋規(guī)定有對(duì)外螺紋規(guī)定有h、g、f 和和e四種基本偏差四種基本偏差普通螺紋公差帶普通螺紋公差帶 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)螺紋中徑和頂徑規(guī)定了公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)螺紋中徑和頂徑規(guī)定了公差1 、公差等級(jí)、公差等級(jí)內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋: TD2中徑公差中徑公差(4,5,6,7,8) 外螺紋外螺紋: Td2中徑公差中徑公差(3-9) TD1頂徑公差頂徑公差 (4,5,6,7,8) Td1頂徑公差頂徑公差(4,6,8)2、基本偏差、基本偏差中徑和頂徑一樣中徑和頂徑一樣內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋: EI中徑頂徑中徑頂徑:G,H （GB/T197-

11、2003）外螺紋外螺紋: es中徑頂徑中徑頂徑: e,f,g,h括號(hào)內(nèi)字體括號(hào)內(nèi)字體公差帶選用順序公差帶選用順序 ： 帶方框的粗字體為大量生產(chǎn)的緊固螺紋帶方框的粗字體為大量生產(chǎn)的緊固螺紋3. 旋合長(zhǎng)度與公差精度等級(jí)旋合長(zhǎng)度與公差精度等級(jí)不符合不符合粗字體粗字體一般字體一般字體不符合不符合螺紋旋合長(zhǎng)度螺紋旋合長(zhǎng)度3.3.3 普通螺紋的標(biāo)注普通螺紋的標(biāo)注 (見(jiàn)下例圖見(jiàn)下例圖)標(biāo)注內(nèi)容為：標(biāo)注內(nèi)容為： 1.特征代號(hào)：特征代號(hào)：M M 2.尺寸代號(hào)：尺寸代號(hào)： （1）公稱值（）公稱值（d、D） （2）導(dǎo)程（）導(dǎo)程（Ph）螺距（螺距（P） 粗牙不標(biāo)：粗牙不標(biāo)： 如如M16細(xì)牙：細(xì)牙：多線：多線：如如M1

12、61.5如如16Ph3P1.5(3)公差帶代號(hào)：公差帶代號(hào)：中徑和中徑和 頂徑頂徑 相同標(biāo)相同標(biāo)1個(gè)，如個(gè)，如M1016g常用的中等精度不標(biāo)，如常用的中等精度不標(biāo)，如M162配合代號(hào)配合代號(hào): 內(nèi)、外螺紋公差帶間用內(nèi)、外螺紋公差帶間用斜線斜線分開(kāi)分開(kāi),例如例如M202 7H/7g6g3(4) (4) 旋合長(zhǎng)度代號(hào)：旋合長(zhǎng)度代號(hào)：( (5) )旋向代號(hào)：旋向代號(hào)：N不標(biāo)，只標(biāo)不標(biāo)，只標(biāo) S 或或 L。右旋不標(biāo)，左旋標(biāo)右旋不標(biāo)，左旋標(biāo) LH。54S,N,LS,N,L例例1 M60.755h6h S LH例例2 M14Ph6P2 7H L 例例3 M8 解釋下例中螺紋代號(hào)標(biāo)注的含義。解釋下例中螺紋代

13、號(hào)標(biāo)注的含義。M0.755hSLH66hM10 5H6H L螺紋的標(biāo)注螺紋的標(biāo)注（GB/T197-81GB/T197-81）普通螺紋普通螺紋內(nèi)螺紋中內(nèi)螺紋中徑徑TD2公公差帶差帶內(nèi)螺紋頂徑內(nèi)螺紋頂徑TD1（小徑）小徑）公差帶公差帶長(zhǎng)旋合長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度長(zhǎng)度由表由表3.1、3.2得：得： P=1.5mm, D2=9.026 mm，D1=8.376 由表由表3.4、3.6得：得： TD2=140m , 基本偏差基本偏差EI=0由表由表3.5、3.6得：得： TD1=300m, 基本偏差基本偏差EI=0中徑：中徑：內(nèi)螺紋頂徑：內(nèi)螺紋頂徑：（小徑）（小徑）9.0260.1408.3760.30公稱直徑公稱直

14、徑10粗牙螺紋粗牙螺紋螺紋的標(biāo)注螺紋的標(biāo)注（GB/T197-81GB/T197-81）M101（左）左） 6g 10 LH普通螺紋普通螺紋外螺紋中徑外螺紋中徑Td2和和頂徑頂徑Td1（ 大徑）大徑）公差帶公差帶旋合長(zhǎng)度旋合長(zhǎng)度10mm由表由表3.1、3.2得：得： P=1mm, d2=9.35 mm，d1=8.917mm 中徑：中徑：9.350.0260.138-外螺紋頂徑：外螺紋頂徑：（大徑）（大徑）100.0260.206-由表由表3.5、3.6得：得： Td1=180m, 基本偏差基本偏差es=-26m由表由表3.4 、3.6得：得： Td2=112m , 基本偏差基本偏差es=-26m

15、公稱直徑公稱直徑10細(xì)牙螺紋細(xì)牙螺紋左螺左螺紋紋螺紋的標(biāo)注螺紋的標(biāo)注（GB/T197-81GB/T197-81）M202 6H/5g6g外螺紋中徑外螺紋中徑Td2公差帶公差帶中等旋合長(zhǎng)度中等旋合長(zhǎng)度由表由表3.1、3.2得：得：P=2mm, d2=D2=18.701 mm，內(nèi)螺紋中徑：內(nèi)螺紋中徑： 18. 7010.2120外螺紋中徑：外螺紋中徑：18.7010.0380.163-內(nèi)螺紋中徑內(nèi)螺紋中徑TD2和頂徑和頂徑TD1（ 小徑）公差帶小徑）公差帶普通細(xì)牙普通細(xì)牙右螺紋右螺紋外螺紋頂徑外螺紋頂徑Td1（ 大徑）公差帶大徑）公差帶由表由表3.4得：得： TD2 =212m，Td2=125m由

16、表由表3.6得：得： 基本偏差基本偏差EI=0，es=-38m解：解： （1）查表確定該螺紋的極限偏差）查表確定該螺紋的極限偏差例例按按M2426g加工，得實(shí)際大徑加工，得實(shí)際大徑da=23.850, 實(shí)際中徑實(shí)際中徑d2a=22.521，螺距累積偏差螺距累積偏差P=+0.05，牙側(cè)角偏差牙側(cè)角偏差 1=+20 ， 2 = 25 。由表由表3.2得中徑的基本尺寸得中徑的基本尺寸d2 = 22.701試判斷頂徑、中徑是否合格，并查出旋合長(zhǎng)度的變化范圍。試判斷頂徑、中徑是否合格，并查出旋合長(zhǎng)度的變化范圍。 由表由表 3.5得頂徑公差為得頂徑公差為得得 Td = 0.28由下表得中徑公差為由下表得中

17、徑公差為Td2= 0.17由下表得中徑、頂徑的基本偏差為由下表得中徑、頂徑的基本偏差為es = 0.038中徑下偏差為中徑下偏差為17. 0038. 0esei22ddT208. 0頂徑下偏差為頂徑下偏差為28. 0038. 0eseiddT318. 028. 0,17. 0 2ddTT由上查得+0-22.701mm22.701mm 6 6g g-38-208中徑公差帶圖中徑公差帶圖頂徑公差帶圖頂徑公差帶圖（2）畫(huà)出尺寸公差帶圖）畫(huà)出尺寸公差帶圖 es = 0.038由上查得：由上查得：208.0ei2d318.0eid24mm24mm+0- 6 6g g-38-318(3) 判斷中徑的合格性

18、判斷中徑的合格性d2a= 22.521 d2L=22.493fp = 1.732 P =1.732 0.05=0.087= 0.0732(220+325)=0.017d2fe=d2a+( fp+ f )= 22.521+(0.087+0.017) =22.625d2M=22.663f= 0.073P( k11+k22)對(duì)外對(duì)外螺紋螺紋 d2a d2L= d2mind2fe = d2a+( fp+ f ) d2M= d2max故中徑合格故中徑合格 022.701mm22.701mm-6 6g g-38-208中徑公差帶中徑公差帶 22.66322.49322.62522.521(3) 判斷頂徑的

19、合格性判斷頂徑的合格性 dmin da dmax dmin= dmax Td =23.682dmax= d+es=24+（-0.038）=23.962da= 23.850 頂徑合格頂徑合格 24mm24mm-318-386 6g g頂徑公差帶頂徑公差帶 23.68223.96223.850(4) 旋合長(zhǎng)度變化范圍旋合長(zhǎng)度變化范圍8.5N25 根據(jù)根據(jù)M242查表查表9.8 得得課堂作業(yè)課堂作業(yè) 有一螺紋件尺寸要求為：有一螺紋件尺寸要求為：M1216h，經(jīng)，經(jīng)測(cè)得實(shí)際中徑測(cè)得實(shí)際中徑d2a=11.304, 實(shí)際頂徑實(shí)際頂徑da=11.815，螺距累積偏差螺距累積偏差P=-0.02，牙側(cè)角偏差牙側(cè)

20、角偏差 1=+25 ， 2 = 20 ，試判斷該螺紋零，試判斷該螺紋零件是否合格？為什么？，查表確定所需旋合件是否合格？為什么？，查表確定所需旋合長(zhǎng)度的范圍。長(zhǎng)度的范圍。3.4 普通螺紋的精度檢測(cè)普通螺紋的精度檢測(cè)v 對(duì)普通螺紋精度可以采用單項(xiàng)測(cè)量或綜合測(cè)量?jī)纱箢惙椒▽?duì)普通螺紋精度可以采用單項(xiàng)測(cè)量或綜合測(cè)量?jī)纱箢惙椒?v 3.4.1單項(xiàng)測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量PdMdma866. 032三針?lè)y(cè)量外螺紋單一中徑三針?lè)y(cè)量外螺紋單一中徑 3.4.2綜合檢驗(yàn)綜合檢驗(yàn)圖圖3.11 用螺紋塞規(guī)和光滑極限塞規(guī)檢驗(yàn)內(nèi)螺紋用螺紋塞規(guī)和光滑極限塞規(guī)檢驗(yàn)內(nèi)螺紋圖圖3.12 用螺紋環(huán)規(guī)和光滑極限卡規(guī)檢驗(yàn)外螺紋用螺紋環(huán)規(guī)和光滑

21、極限卡規(guī)檢驗(yàn)外螺紋本章重點(diǎn)本章重點(diǎn):1. 螺紋的主要幾何參數(shù)及其對(duì)螺紋結(jié)合互換性螺紋的主要幾何參數(shù)及其對(duì)螺紋結(jié)合互換性 的影響；的影響；2. 螺紋公差螺紋公差(公差帶的構(gòu)成公差帶的構(gòu)成)和螺紋精度的概念；和螺紋精度的概念；3. 螺紋在螺紋在圖樣上的標(biāo)注圖樣上的標(biāo)注。 2. 實(shí)測(cè)實(shí)測(cè) M207H 的螺紋零件得：螺距累偏差為的螺紋零件得：螺距累偏差為 P 0.034，牙側(cè)角偏差分別為牙側(cè)角偏差分別為1+30， 240，試求實(shí)際中徑牙和作用中徑所允許的變化范圍。試求實(shí)際中徑牙和作用中徑所允許的變化范圍。作作 業(yè)業(yè) 說(shuō)明下式的含義：說(shuō)明下式的含義： 1. M10 6h ； 2. M20 6H5h6h 。 1.已知已知M1216h，d2a = 11.304mm，da = 11.815mm，P = - 0.02 ，1= +2