第九章螺紋公差及檢測(cè)

第九章螺紋公差及檢測(cè)第1頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．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。該牙型是具有螺紋的基本尺寸。第2頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三DdD1d1D2d2P第3頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1）．大徑(D，d)：

◆大徑是指與內(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?！魞?nèi)螺紋的大徑D又稱"底徑",外螺紋的大徑d又稱"頂徑"。普通螺紋大徑的基本尺寸為螺紋公稱直徑尺寸。２．小徑(D1，d1)：◆小徑是指與內(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D１=d1?！魞?nèi)螺紋的小徑D1又稱"頂徑",外螺紋的小徑d1又稱"底徑"。第4頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

３．中徑(D２，d２)：

中徑是指一個(gè)假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母線通過(guò)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)、外螺紋中徑的基本尺寸相等，即D２=d２。4．螺距(P)：

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。5．單一中徑(D2s，d2s)：?jiǎn)我恢袕绞侵敢粋€(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽寬度等于螺距基本尺寸一半地方的直徑。用以表示螺紋中徑的實(shí)際尺寸。第5頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三６．牙型半角（α/2）：

牙型半角是指在螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂直線間的夾角。普通螺紋的牙型半角為30°。７．螺紋旋合長(zhǎng)度

螺紋旋合長(zhǎng)度是指內(nèi)外螺紋旋合時(shí)螺旋面接觸部分的軸向長(zhǎng)度。第6頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三9.2螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：

◆影響螺紋互換性的主要幾何參數(shù)有五個(gè):大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角?！魧?duì)螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。第7頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．螺距偏差的影響（1）：

螺距偏差可分為單個(gè)螺距偏差和螺距累積偏差兩種。單個(gè)螺距偏差：是指單個(gè)螺距的實(shí)際值與其基本值之代數(shù)差，它與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。螺距累積偏差：是指在規(guī)定的螺紋長(zhǎng)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(zhǎng)度有關(guān)。螺距累積偏差對(duì)互換性的影響更為明顯。第8頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．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)合。外螺紋N個(gè)螺距的累積誤差為ΔPΣ(μm)。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ΔPΣ的外螺紋旋入理想的內(nèi)螺紋,就必須使外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值fp(μm)。第9頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三L理論=nPL實(shí)際=nP1ΔPΣFp/2螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例（1）：內(nèi)螺紋外螺紋第10頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例（2）：第11頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．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(gè)螺牙的旋合長(zhǎng)度內(nèi)，內(nèi)螺紋存在ΔPΣ。為保證旋合性，就必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個(gè)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：第12頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．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(duì)公稱值的代數(shù)差，是螺紋牙側(cè)相對(duì)于螺紋軸線的位置誤差。對(duì)螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng)度均有影響。牙型半角偏差對(duì)旋合性的影響如圖所示。第13頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三fa/22第14頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三外螺紋：外螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，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(gè)數(shù)值fα/2。內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個(gè)數(shù)值fα/2，該值稱為牙型半角偏差的中徑當(dāng)量。牙型半角偏差的計(jì)算公式如下：fα/2=0.073P(K1︱△α/2(左）︱+K2︱△α/2(右）︱)△α/2＝α/2實(shí)際－α/2理論外螺紋：△α/2＞0K＝2；△α/2＜0K＝3內(nèi)螺紋：△α/2＞0K＝3；△α/2＜0K＝2第15頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．中徑偏差的影響：

中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸(以單一中徑體現(xiàn))與基本尺寸之代數(shù)差。就外螺紋而言，中徑若比內(nèi)螺紋大，必然影響旋合性；若過(guò)小，則會(huì)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(guó)標(biāo)中規(guī)定了普通螺紋的中徑公差。參見(jiàn)教材P180表9-4第16頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.作用中徑：

作用中徑：在旋合時(shí)，在旋合長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)際起作用的中徑。作用中徑的定義：在規(guī)定的旋合長(zhǎng)度內(nèi)，恰好包容實(shí)際外（內(nèi)）螺紋的一個(gè)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：第17頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

對(duì)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。由于螺距偏差和牙型半角偏差對(duì)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。第18頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三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)體牙型的中徑，任何部位的單一中徑不允許超出最小實(shí)體牙型的中徑。外螺紋：內(nèi)螺紋：第19頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三d2minTd2d2maxd2md2sfpFα/2TD2D2sD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min內(nèi)螺紋外螺紋螺紋中徑合格性判斷示例：第20頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9.3普通螺紋公差與配合:

1.螺紋公差帶：公差帶的大小和公差等級(jí)：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(dòng)量。內(nèi)外螺紋中徑的公差等級(jí)見(jiàn)教材P178表9-1。其中6級(jí)為基本級(jí)。公差帶的位置和基本偏差:公差帶的位置是指公差帶相對(duì)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）為基本偏差。對(duì)內(nèi)螺紋規(guī)定代號(hào)為H和G的兩種基本偏差；對(duì)外螺紋規(guī)定代號(hào)為e、f、g、h四種基本偏差?；酒钪狄?jiàn)教材P182表9-7。第21頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三螺紋中徑和頂徑的基本偏差：第22頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、螺紋公差等級(jí)與旋合長(zhǎng)度：

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(zhǎng)度有關(guān)。旋合長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，螺距的累積誤差愈大，較難旋合，且加工長(zhǎng)螺紋比短螺紋難以保證精度。因此對(duì)不同的旋合長(zhǎng)度規(guī)定不同大小的公差帶，旋合長(zhǎng)度是螺紋精度設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。國(guó)標(biāo)中規(guī)定了不同直徑和螺距所對(duì)應(yīng)的旋合長(zhǎng)度，分為短（S）、中（N）、長(zhǎng)（L）三種旋合長(zhǎng)度。國(guó)標(biāo)按螺紋公差等級(jí)和旋合長(zhǎng)度規(guī)定了三種類型的公差帶，分別是精密級(jí)、中等級(jí)和粗糙級(jí)，代表著不同的加工難度。第23頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、螺紋精度設(shè)計(jì)(1)：

結(jié)合精度的確定：精密級(jí)——用于精密聯(lián)結(jié)螺紋。中等級(jí)——用于一般用途聯(lián)結(jié)。粗糙級(jí)——用于要求不高及制造困難的螺紋。旋合長(zhǎng)度的確定：一般多用N組。根據(jù)公稱直徑和螺距選擇。公差帶的確定：是螺紋公差等級(jí)和基本偏差的組合。表示方法是公差等級(jí)后加上基本偏差代號(hào)。如外螺紋：6f；內(nèi)螺紋：6H。與普通尺寸標(biāo)注有差別。第24頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

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：國(guó)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(zhǎng)度的公差帶，即內(nèi)螺紋公差帶常選6H、外螺紋公差帶6h、6g應(yīng)用較廣。第25頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、普通螺紋的標(biāo)記：

完整的螺紋標(biāo)記由螺紋代號(hào)（含螺紋公稱直徑、螺距、）、螺紋公差等級(jí)代號(hào)（按中徑、頂徑順序）和螺紋旋合長(zhǎng)度組成,中間用“—”隔開(kāi)。舉例：

外螺紋：M20—5g6g—S

內(nèi)螺紋：M20×1.5左—6H

內(nèi)外螺紋配合時(shí)：M20×2—6H/5g6g—S第26頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解：由表9－2.9－3知Td2=160um基本偏差es=0d2max=22.051d2min=21.891fp=1.732︱ΔP∑︱=86.6um

fα/2=0.073×3(2×︱60︱+2×︱80︱)=61.1umd2作用＝d2實(shí)際＋（fp＋fα/2）＝22.098d2作用＞d2max不合格d2實(shí)際＞d2min

合格

∴此螺栓不合格例：有一M24×3–5h的螺栓，公稱中徑d2=22.051mm,測(cè)得其實(shí)際中徑d2實(shí)際=21.95mm,螺距累積誤差ΔP∑=-50um,左.右牙型半角誤差分別為Δα/2=60ˊ，Δα/2=+80ˊ，試判斷此螺栓的中徑是否合格？第27頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期三有一M24-6G的螺母，公稱中徑D2=22.701mm,測(cè)得其實(shí)際中徑D2實(shí)際=22.5mm,螺距累積誤差ΔP∑=-50um,左.右牙型半角誤差分別為Δα/2=-52ˊ