第互換性與技術(shù)測(cè)量-課件4

第9章普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性

9.1概述

9.2普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響

9.3普通螺紋的公差與配合9.4螺紋公差帶和配合的選用9.5普通螺紋的測(cè)量本章導(dǎo)讀:

(1)了解螺紋的作用、分類及使用要求,熟悉普通螺紋的主要幾何參數(shù)。

(2)了解普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對(duì)螺紋互換性的影響,掌握保證螺紋互換性的條件。

(3)掌握普通螺紋的公差與配合的選用和正確標(biāo)注方法。

(4)了解普通螺紋常用的檢測(cè)方法。

在機(jī)械制造業(yè)中螺紋應(yīng)用很廣泛,其互換程度也很高。螺紋聯(lián)結(jié)是由相互結(jié)合的內(nèi)、外螺紋組成,通過(guò)相互旋合及牙側(cè)面的接觸作用來(lái)實(shí)現(xiàn)零部件間的聯(lián)結(jié)、緊固和相對(duì)位移等功能。螺紋的幾何參數(shù)較多,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)螺紋的牙型、公差與配合等都作了規(guī)定,以保證其幾何精度。螺紋主要用于緊固聯(lián)結(jié)、密封、傳遞力和運(yùn)動(dòng)等。本節(jié)主要介紹普通螺紋及其公差標(biāo)準(zhǔn)。9.1概述9.1.1螺紋的種類和使用要求

螺紋聯(lián)結(jié)按用途可分為三類:

(1)緊固螺紋:常稱普通螺紋,其牙型為三角形。如公制普通螺紋有粗牙和細(xì)牙螺紋之分,主要用于緊固和聯(lián)結(jié)各類零件,并可拆卸,如螺栓與螺母聯(lián)結(jié)、螺釘與機(jī)體聯(lián)結(jié)等。這是使用最廣泛的一種螺紋聯(lián)結(jié),對(duì)它的使用要求是要有良好的可旋入性和聯(lián)結(jié)的可靠性。

(2)傳動(dòng)螺紋:主要用于傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)或精確位移。如車(chē)床傳動(dòng)絲杠和螺旋千分尺上的測(cè)微螺桿,主要用來(lái)傳遞位移,故要求傳動(dòng)準(zhǔn)確;如千斤頂?shù)钠鹬芈輻U和摩擦壓力機(jī)的傳動(dòng)螺桿,主要用來(lái)傳遞載荷,也可使被傳遞物體產(chǎn)生位移,但對(duì)所移位置沒(méi)有嚴(yán)格要求。這類螺紋聯(lián)結(jié)需有足夠的強(qiáng)度。傳動(dòng)螺紋的牙型有梯形、三角形、鋸齒形和矩形等。對(duì)它的使用要求是要有傳遞動(dòng)力的可靠性,傳動(dòng)比要穩(wěn)定,保證螺紋牙側(cè)接觸的均勻性和耐磨性,有一定的保證間隙,以便傳動(dòng)和儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。

(3)緊密螺紋:又稱密封螺紋,用于密封的螺紋聯(lián)結(jié),如聯(lián)結(jié)管道用的螺紋。對(duì)它的使用要求是聯(lián)結(jié)緊密,不漏水、氣或油。這類螺紋結(jié)合應(yīng)具有一定的過(guò)盈,以保證具有足夠的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和密封性。9.1.2普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數(shù)

1.普通螺紋的基本牙型

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,普通螺紋的基本牙型如圖9.1所示,基本牙型是在軸向剖面上由高度為H的原始等邊三角形的頂部截去H/8和底部截去H/4后而形成的。

圖9.1普通螺紋的基本牙型

2.普通螺紋的主要幾何參數(shù)

1)原始三角形高度

原始三角形高度H為原始等邊三角形的頂點(diǎn)到底邊的距離。H與螺紋螺距P的幾何關(guān)系為:

2)大徑

大徑(D或d)是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的圓柱的直徑,如圖9.1所示,即為原始三角形頂部H/8削平處所在的圓柱面的直徑。D表示內(nèi)螺紋的大徑,d表示外螺紋的大徑。外螺紋的大徑d又稱為外螺紋的頂徑,內(nèi)螺紋的大徑D又稱為內(nèi)螺紋的底徑。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,普通螺紋的公稱直徑是指螺紋大徑的基本尺寸。

3)小徑

小徑(D1或d1)是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的圓柱的直徑,如圖9.1所示,即為原始三角形根部H/4削平處所在的圓柱的直徑。D1表示內(nèi)螺紋的小徑,d1表示外螺紋的小徑。外螺紋的小徑d1又稱為外螺紋的底徑,內(nèi)螺紋的小徑D1又稱為內(nèi)螺紋的頂徑。

4)中徑

中徑(D2或d2)是一個(gè)假想圓柱的直徑,該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。螺紋的配合性質(zhì)用中徑來(lái)確定。普通螺紋的中徑不是大徑和小徑的平均值。中徑的大小決定了螺紋牙側(cè)相對(duì)于軸線的徑向位置。因此,中徑是螺紋公差與配合中的主要參數(shù)之一。在同一螺紋配合中,內(nèi)、外螺紋的中徑、大徑和小徑的基本尺寸對(duì)應(yīng)相同。

5)單一中徑

單一中徑(D2s或d2s)是一個(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的一半,即P／2的地方,如圖9.2所示。當(dāng)螺距無(wú)誤差時(shí),中徑就是單一中徑;當(dāng)螺距有誤差時(shí),則兩者不相等。單一中徑可用三針?lè)y(cè)得,通常用單一中徑代表實(shí)際中徑(D2a或d2a)。

圖9.2單一中徑和實(shí)際中徑

6)螺距和導(dǎo)程

螺距(P)是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離,如圖9.1所示。導(dǎo)程(L)是指同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。對(duì)于單線螺紋,導(dǎo)程L等于螺距P;對(duì)于多線螺紋,導(dǎo)程L等于螺紋線數(shù)n與螺距P的乘積,即L＝nP。

普通螺紋的螺距分為粗牙和細(xì)牙兩種,應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列來(lái)選用螺距。普通螺紋的基本尺寸見(jiàn)表9.1。

實(shí)際工作中,如需要求螺紋(已知公稱直徑和螺距)中徑、小徑的尺寸時(shí),可根據(jù)基本牙型按下列公式計(jì)算:

也可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的普通螺紋的基本尺寸直接查取。

7)牙型角和牙型半角

牙型角(α)是指螺紋軸向剖面內(nèi),螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角;牙型半角是指牙側(cè)與螺紋軸線的夾角。米制普通螺紋牙型角為60°,牙型半角為30°,如圖9.1所示。

牙型半角(α/2)的大小和傾斜的方向會(huì)影響螺紋的旋合性和接觸面積,所以,牙型半角α/2也是螺紋公差與配合的主要參數(shù)之一。表9.1普通螺紋的基本尺寸(摘自GB/T196、197－2003)mm8)螺紋接觸高度

螺紋接觸高度是指兩個(gè)互相配合的螺紋牙型重合部分在垂直于螺紋軸線方向的距離,如圖9.3所示。

圖9.3螺紋的接觸高度與旋合長(zhǎng)度

9)螺紋旋合長(zhǎng)度

螺紋旋合長(zhǎng)度是指兩個(gè)相配合的螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長(zhǎng)度，如圖9.3所示。

10)螺紋升角(j)

螺紋升角j是指在中徑圓柱上,螺旋線的切線與螺紋軸線的平面之間的夾角。其計(jì)算公式如下:

普通螺紋幾何參數(shù)誤差會(huì)對(duì)螺紋的互換性產(chǎn)生不同程度的影響。為了實(shí)現(xiàn)螺紋的互換性,就必須保證在裝配過(guò)程中的可旋入性和使用過(guò)程中聯(lián)結(jié)的可靠性。影響螺紋互換性的幾何參數(shù)有螺紋的大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角。在實(shí)際加工中,由于內(nèi)螺紋的大、小徑尺寸分別大于外螺紋的大、小徑尺寸,因此螺紋的大徑和小徑處均留有間隙,這一般不會(huì)影響螺紋的配合性質(zhì),而內(nèi)、外螺紋的聯(lián)結(jié)是依靠螺紋旋合后牙側(cè)面接觸的均勻性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。9.2普通螺紋的幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響因此,影響螺紋互換性的主要因素是螺距誤差、牙型半角誤差和中徑誤差。但是,外螺紋的大徑尺寸過(guò)小和內(nèi)螺紋的小徑尺寸過(guò)大,都會(huì)降低螺紋的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,因此必須規(guī)定螺紋的頂徑公差。9.2.1普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性要求

普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性要求主要包括以下兩點(diǎn)。

(1)可旋入性：指同規(guī)格的內(nèi)、外螺紋在裝配時(shí)不經(jīng)挑選就能在給定的軸向長(zhǎng)度內(nèi)全部旋合。

(2)聯(lián)結(jié)可靠性：指用于聯(lián)結(jié)和緊固時(shí),應(yīng)具有足夠的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和緊固性,以確保機(jī)器或裝置的使用性能。9.2.2螺距誤差對(duì)互換性的影響

螺距誤差包括局部誤差(ΔP)和累積誤差(ΔPΣ)。局部誤差是指單個(gè)螺距的實(shí)際尺寸與基本尺寸的代數(shù)差,與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。累積誤差是指旋合長(zhǎng)度內(nèi)任意個(gè)螺距的實(shí)際尺寸與基本尺寸的代數(shù)差,與旋合長(zhǎng)度有關(guān)。螺距累積誤差將使內(nèi)、外螺紋在旋合時(shí)發(fā)生干涉,不能旋合。因此,影響螺紋可旋入性的主要因素是螺距累積誤差。

螺距誤差主要是由加工機(jī)床運(yùn)動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差引起的。若用成型刀具如板牙、絲錐加工,則刀具本身的螺距誤差會(huì)直接造成零件的螺距誤差。

假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想牙型,無(wú)螺距誤差和半角誤差,外螺紋無(wú)半角誤差但存在螺距累積誤差,此時(shí)內(nèi)、外螺紋旋合時(shí),牙側(cè)面會(huì)產(chǎn)生干涉,并且隨著旋合牙數(shù)的增加,牙側(cè)的干涉量也會(huì)增大,直至最后不能再旋入,從而影響了螺紋的可旋入性。由圖9.4可知,為了讓一個(gè)實(shí)際有螺距累積誤差的外螺紋在所要求的旋合長(zhǎng)度內(nèi)全部旋入內(nèi)螺紋,就需要將外螺紋的中徑d2減小一個(gè)量,該量稱為外螺紋螺距累積誤差的中徑當(dāng)量fP;同理,當(dāng)內(nèi)螺紋存在螺距累積誤差時(shí),為保證可旋入性,應(yīng)將內(nèi)螺紋的中徑D2增大一個(gè)量，該量稱為內(nèi)螺紋螺距累積誤差的中徑當(dāng)量FP。fP(FP)是為補(bǔ)償螺距誤差的影響而折算到中徑上的數(shù)值,也稱為螺距誤差的中徑補(bǔ)償值?？梢?jiàn),螺距誤差是與中徑相關(guān)聯(lián)的,即可把軸向的累積誤差ΔPΣ轉(zhuǎn)換成徑向的中徑誤差。由圖9.4所示關(guān)系可知,螺距累積誤差的中徑當(dāng)量fP的值為

對(duì)于牙型半角α/2＝30°的米制普通螺紋,

fP＝1.732|ΔPΣ|

圖9.4螺距累積誤差對(duì)可旋入性的影響9.2.3牙型半角誤差對(duì)互換性的影響

螺紋牙型半角誤差是指實(shí)際牙型半角與理論牙型半角之差,它是螺紋牙側(cè)相對(duì)于螺紋軸線方向的誤差,用

表示。螺紋牙型半角誤差有兩種,一種是車(chē)削螺紋時(shí),若車(chē)刀未裝正,便會(huì)造成螺紋的左、右牙型半角不對(duì)稱,即

另一種是左、右牙型半角相等,但不等于30°,這是由于加工螺紋的刀具角度不等于60°所致。不論哪一種牙型半角誤差,都會(huì)影響螺紋的旋合性和聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,如圖9.5所示。

圖9.5螺紋的半角誤差對(duì)互換性的影響假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想的牙型,與其相配合的外螺紋無(wú)螺距誤差,若此時(shí)外螺紋的左半角誤差

右半角誤差

并與具有理想牙型的內(nèi)螺紋旋合時(shí),將分別在牙側(cè)的上半部3H/8處和下半部2H/8處發(fā)生干涉(用陰影示出),從而影響內(nèi)、外螺紋的可旋入性,如圖9.6所示。為了讓一個(gè)有半角誤差的外螺紋仍能旋入內(nèi)螺紋,必須將外螺紋的中徑減小一個(gè)量,稱為半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2,其值也稱為中徑補(bǔ)償值。這樣,陰影所示的干涉區(qū)就會(huì)消失,從而保證了螺紋的可旋入性。

圖9.6半角誤差對(duì)螺紋可旋入性的影響由圖9.6中的幾何關(guān)系,可以推導(dǎo)出外螺紋牙型半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2(μm)為

式中:P——螺距(mm);

——左、右半角誤差(′);

K1、K2——修正系數(shù),其值如表9.2所示。

上式是一個(gè)通式,是以外螺紋存在半角誤差時(shí)推導(dǎo)整理出來(lái)的。當(dāng)外螺紋具有理想牙型,而內(nèi)螺紋存在半角誤差時(shí),就需要將內(nèi)螺紋的中徑加大一個(gè)Fα/2,所以上式對(duì)內(nèi)螺紋同樣適用。

表9.2K1、K2值的取法9.2.4中徑誤差對(duì)互換性的影響

中徑誤差是指中徑的實(shí)際尺寸與其基本尺寸之間的差值。由于螺紋在牙側(cè)面接觸,因此中徑的大小會(huì)直接影響螺紋的互換性。當(dāng)外螺紋中徑大于內(nèi)螺紋中徑時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干涉,影響旋合性。但是如果外螺紋中徑過(guò)小,內(nèi)螺紋中徑過(guò)大,則會(huì)削弱聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。因此,必須限制螺紋的中徑誤差。9.2.5保證普通螺紋互換性的條件

1.作用中徑的概念

作用中徑就是內(nèi)、外螺紋旋合時(shí)實(shí)際起作用的中徑。當(dāng)普通螺紋沒(méi)有螺距誤差和牙型半角誤差時(shí),內(nèi)、外螺紋旋合時(shí)起作用的中徑就是螺紋的實(shí)際中徑。但在實(shí)際加工螺紋中,作用中徑是中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差這三種誤差的綜合作用的結(jié)果。

當(dāng)實(shí)際外螺紋存在螺距誤差和牙型半角誤差時(shí),外螺紋將不能旋入具有理想牙型的內(nèi)螺紋,為了保證其可旋入性,外螺紋只能與一個(gè)中徑較大的理想內(nèi)螺紋旋合,這就相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了。這個(gè)增大的假想中徑叫做外螺紋的作用中徑d2m,它等于外螺紋的實(shí)際中徑d2a、螺距誤差的中徑當(dāng)量fP及牙型半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2之和,即

d2m＝d2a＋fP＋fα2

同理,當(dāng)內(nèi)螺紋存在螺距誤差和牙型半角誤差時(shí),只能與一個(gè)中徑較小的理想外螺紋旋合,相當(dāng)于內(nèi)螺紋的中徑減小了。這個(gè)減小的假想中徑叫做內(nèi)螺紋的作用中徑D2m,它等于內(nèi)螺紋的實(shí)際中徑D2a、螺距誤差的中徑當(dāng)量FP及牙型半角誤差的中徑當(dāng)量Fα/2之差,即

為了使相互結(jié)合的內(nèi)、外螺紋能自由旋合,應(yīng)保證

D2m≥d2m。

2.泰勒原則

保證普通螺紋互換性的條件就是判斷螺紋中徑的合格性。由于中徑當(dāng)量可代表螺距誤差和牙型半角誤差對(duì)螺紋使用性能的影響,因此,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了中徑公差,而沒(méi)有單獨(dú)規(guī)定螺距和牙型半角公差,這是因?yàn)閮?nèi)、外螺紋的中徑公差可綜合控制實(shí)際中徑、螺距和牙型半角三項(xiàng)誤差。因而中徑公差是衡量螺紋互換性的重要指標(biāo)。如圖9.7所示為螺紋中徑合格性判斷示意圖。

圖9.7螺紋中徑合格性判斷示意圖為了保證螺紋的旋合性和聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,螺紋中徑應(yīng)該遵循泰勒原則,即螺紋互換性的條件為:實(shí)際螺紋的作用中徑不允許超過(guò)中徑的最大實(shí)體牙型尺寸;任何部位的單一中徑不允許超過(guò)中徑的最小實(shí)體牙型尺寸。因此,螺紋的合格條件為:

外螺紋:d2m≤d2max,d2a≥d2min

內(nèi)螺紋:D2m≥D2min,D2a≤D2max

所謂最大(最小)實(shí)體牙型,指的是在螺紋中徑的公差范圍內(nèi),螺紋含材料量最多(最少)、且與基本牙型一致的螺紋牙型。

普通螺紋公差與配合的內(nèi)容包括:螺紋公差帶的公差等級(jí),螺紋公差帶的大小、位置和基本偏差,螺紋的旋合長(zhǎng)度,螺紋公差帶和配合的選用以及螺紋的標(biāo)記等內(nèi)容。9.3普通螺紋的公差與配合9.3.1螺紋的公差等級(jí)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197－2003規(guī)定了內(nèi)、外螺紋公差等級(jí),見(jiàn)表9.3。其公差帶的大小由公差值決定,公差值由公差等級(jí)和基本螺距確定?？紤]到內(nèi)、外螺紋加工的工藝等價(jià)性,在公差等級(jí)和螺距的基本值均一樣的情況下,內(nèi)螺紋的公差值比外螺紋的公差值大32％。一般情況下,螺紋的常用公差等級(jí)為6級(jí)。

表9.3內(nèi)、外螺紋的公差等級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋的中徑公差(見(jiàn)表9.4)和螺紋的頂徑公差(見(jiàn)表9.5),并對(duì)內(nèi)螺紋的大徑規(guī)定了最小極限尺寸，對(duì)外螺紋的小徑規(guī)定了最大極限尺寸,這是為了避免螺紋旋合時(shí)在大徑、小徑處發(fā)生干涉,以保證螺紋的互換性。同時(shí)外螺紋牙底輪廓的光滑曲線一般由刀具保證,以提高螺紋的抗疲勞強(qiáng)度能力。

表9.4普通螺紋的中徑公差(摘自GB/T197—2003)μm表9.5普通螺紋的頂徑公差(摘自GB/T197—2003)μm9.3.2螺紋的基本偏差

普通螺紋大徑、中徑、小徑的公差帶都是以基本牙型為零線,由基本偏差確定公差帶的位置,由公差值確定公差帶的大小,并沿牙型的牙頂、牙側(cè)、牙底分布,在垂直于螺紋軸線的方向上計(jì)量,如圖9.8所示。

圖9.8普通螺紋的公差帶國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)內(nèi)、外螺紋規(guī)定了基本偏差,用來(lái)確定內(nèi)、外螺紋公差帶相對(duì)于基本牙型的位置。對(duì)于外螺紋,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了h、g、f、e四種基本偏差,并且公差帶均在基本牙型之下,其基本偏差為上偏差,即h、e、f、g的基本偏差為es,如圖9.9所示。對(duì)于內(nèi)螺紋，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了H、G兩種基本偏差,并且公差帶均在基本牙型之上,其基本偏差為下偏差,即H、G的基本偏差為EI,如圖9.10所示。它們的基本偏差數(shù)值可從表9.6中查取。

圖9.9外螺紋的基本偏差

圖9.10內(nèi)螺紋的基本偏差表9.6內(nèi)、外螺紋的基本偏差(摘自GB/T197－2003)μm

9.4.1螺紋旋合長(zhǎng)度和配合精度的選用

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按螺紋公稱直徑和螺距基本尺寸,對(duì)螺紋聯(lián)結(jié)規(guī)定了三組旋合長(zhǎng)度,分別稱為短旋合長(zhǎng)度、中等旋合長(zhǎng)度和長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度,并分別用S、N、L表示。9.4螺紋公差帶和配合的選用螺紋的旋合長(zhǎng)度是螺紋公稱直徑的0.5～1.5倍,并將此范圍內(nèi)的旋合長(zhǎng)度作為中等旋合長(zhǎng)度,小于(或大于)這個(gè)范圍的便是短(或長(zhǎng))旋合長(zhǎng)度。一般情況應(yīng)選用中等旋合長(zhǎng)度,當(dāng)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度上有特殊要求時(shí),可采用短旋合長(zhǎng)度或長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度。螺紋旋合長(zhǎng)度數(shù)值見(jiàn)表9.7。

表9.7螺紋的旋合長(zhǎng)度(摘自GB/T197－2003)mm螺紋的公差等級(jí)是指螺紋的制造精度,而螺紋的配合精度由螺紋的公差等級(jí)和螺紋的旋合長(zhǎng)度構(gòu)成。GB／T197—2003將普通螺紋的配合精度分為精密級(jí)、中等級(jí)和粗糙級(jí)三個(gè)等級(jí)。精密級(jí)用于配合性質(zhì)變動(dòng)較小的精密螺紋;中等級(jí)用于一般螺紋聯(lián)結(jié);粗糙級(jí)用于精度要求不高或制造較困難的螺紋。9.4.2公差帶與配合的選用

螺紋的公差帶與配合的選擇應(yīng)根據(jù)使用要求,將螺紋的公差等級(jí)和基本偏差相組合,以得到各種不同的螺紋公差帶,內(nèi)、外螺紋的各種公差帶可以組合成不同的配合。

首先是確定螺紋公差帶的位置。對(duì)于內(nèi)螺紋的基本偏差,一般選取H,當(dāng)工作溫度較高時(shí)選取G。對(duì)于外螺紋,當(dāng)需要涂鍍時(shí),外螺紋的基本偏差可選取g、f、e,若要求小間隙配合而無(wú)需涂鍍時(shí)則選取h,在大批量生產(chǎn)時(shí)選取g,在中等腐蝕條件下工作時(shí)選取f,當(dāng)工作條件很差且工作溫度較高時(shí)選取e。

其次是確定螺紋的精度等級(jí)。其選擇的一般原則是:通常采用中等級(jí);當(dāng)要求螺紋配合性質(zhì)穩(wěn)定時(shí)采用精密級(jí);當(dāng)精度要求不高或制造比較困難時(shí)采用粗糙級(jí)。選用公差帶時(shí),一般情況下采用中等旋合長(zhǎng)度的6級(jí)公差等級(jí),生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用6H、6h,大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用6H、6g。

為了減少螺紋加工的刀具、量具的規(guī)格數(shù)量,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197－2003規(guī)定了內(nèi)、外螺紋的公差帶,見(jiàn)表9.8。從表9.8中可看出:螺紋精度與公差等級(jí)有關(guān),隨著公差等級(jí)的提高精度也相應(yīng)提高。由于相同公差等級(jí)的螺紋隨著旋合長(zhǎng)度的增加,螺距累積誤差逐漸增大,而對(duì)配合性質(zhì)產(chǎn)生影響,因此,要滿足相同的配合性質(zhì),隨著螺紋旋合長(zhǎng)度的增加,公差等級(jí)須相應(yīng)降低。由此可見(jiàn),螺紋精度不僅與公差等級(jí)有關(guān),而且與旋合長(zhǎng)度有關(guān)。表9.8普通螺紋的公差帶選用(摘自GB/T197－2003)實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)螺紋的使用要求來(lái)選擇螺紋配合,一般選用最小間隙為零的H／h配合來(lái)保證螺母、螺栓旋合后的同軸度及聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。選用H／g或G／h配合,是為了拆裝方便及改善螺紋的疲勞強(qiáng)度。對(duì)單件、小批量生產(chǎn)的螺紋,為適應(yīng)手工旋緊和裝配速度不高等使用性能,可選用最小間隙為零的H／h配合。對(duì)需要涂鍍或在高溫下工作的螺紋,通常選用H／g、H／e等較大間隙的配合。9.4.3螺紋標(biāo)注

普通螺紋的標(biāo)注由螺紋代號(hào)、螺紋公差帶代號(hào)和旋合長(zhǎng)度代號(hào)組成,這三者之間用“－”分開(kāi)。標(biāo)注中,細(xì)牙螺紋需要標(biāo)注螺距,粗牙螺紋不標(biāo)注螺距;左旋螺紋需在螺紋代號(hào)后加注“LH”,右旋螺紋不標(biāo)注;中徑和頂徑公差帶代號(hào)兩者相同時(shí),可只標(biāo)一個(gè)代號(hào);兩者代號(hào)不同時(shí),前者為中徑公差帶代號(hào),后者為頂徑公差帶代號(hào);中等旋合長(zhǎng)度N可省略不標(biāo)注。

螺紋標(biāo)注：

外螺紋標(biāo)注示例:M20×2LH－6g7g－L

內(nèi)螺紋標(biāo)注示例:M10×1LH－7H－L

內(nèi)、外螺紋裝配圖上的標(biāo)注:M20×2－6H/5g6g9.4.4螺紋的表面粗糙度要求

實(shí)際工作中，可根據(jù)中徑公差等級(jí)來(lái)確定螺紋牙型表面粗糙度。表9.9列出了螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra的推薦值,供設(shè)計(jì)時(shí)選用。

表9.9螺紋牙側(cè)表面粗糙度參數(shù)Ra的取值μm

例7.3解釋螺紋標(biāo)記M20×2LH－7g6g－L的含義。

解:M——普通螺紋代號(hào);

20——螺紋公稱直徑;

2——細(xì)牙螺紋螺距(粗牙螺距不用標(biāo)注);

LH——左旋(右旋不標(biāo)注);

7g——外螺紋中徑公差代號(hào);

6g——外螺紋頂徑公差代號(hào);

L——長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度(中等旋合長(zhǎng)度N不用標(biāo)注)。

例7.4一螺紋配合為M20×2－6H/5g6g,試查表求出內(nèi)、外螺紋的中徑、小徑和大徑的極限偏差,并計(jì)算內(nèi)、外螺紋的中徑、小徑和大徑的極限尺寸。

解:用列表法將各計(jì)算值列出。

(1)確定內(nèi)、外螺紋中徑、小徑和大徑的基本尺寸。已知公稱直徑為螺紋大徑的基本尺寸,即D＝d＝20mm。

從普通螺紋各參數(shù)的關(guān)系知

D1(d1)＝D(d)－1.0825P

D2(d2)＝D(d)－0.6495P

實(shí)際工作中,可直接查有關(guān)表格求得。

(2)確定內(nèi)、外螺紋的極限偏差。內(nèi)、外螺紋的極限偏差可以根據(jù)螺紋的公稱直徑和內(nèi)、外螺紋的公差帶代號(hào),由表9.4、表9.5、表9.6中查算出。螺紋的極限尺寸見(jiàn)表9.10。

(3)計(jì)算內(nèi)、外螺紋的極限尺寸。由內(nèi)、外螺紋的各基本尺寸及各極限偏差算出的極限尺寸見(jiàn)表9.10。

表9.10螺紋的極限尺寸mm例7.5測(cè)得外螺紋M24×2－6g的實(shí)際中徑d2a＝21.940,螺距累積誤差ΔPΣ＝＋50μm,牙型半角誤差

試計(jì)算螺紋的作用中徑d2m,并判斷中徑的合格性。

解:1)確定螺紋中徑的極限尺寸

由表9.1、表9.4和表9.6查得:螺紋中徑d2＝22.701mm,基本偏差es＝－38μm,中徑公差Td2＝170μm。計(jì)算得

ei＝es－Td2＝－38－170＝－208μm

d2max＝d2＋es＝22.701＋(－0.038)＝22.663mm

d2min＝d2＋ei＝22.701＋(－0.208)＝22.493mm

2)計(jì)算螺距誤差和牙型半角誤差的中徑當(dāng)量及作用中徑

螺紋的螺距誤差

fP＝1.732|ΔPΣ|＝1.732×50＝86.6μm

螺紋的牙型半角誤差

故

3)判斷中徑的合格性

由d2m＝22.047＜d2max＝22.663可知,能保證螺紋的旋合性,但是d2a＝21.940＜d2min＝22.493違反了泰勒原則,不能保證螺紋的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,所以此外螺紋不合格。

螺紋的檢測(cè)方法分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量?jī)深悺?/p>

9.5.1單項(xiàng)測(cè)量

螺紋的單項(xiàng)測(cè)量是指分別測(cè)量螺紋的中徑、螺距和牙型半角等各項(xiàng)幾何參數(shù)，它主要用于高精度的螺紋、螺紋量規(guī)、螺紋刀具以及絲杠螺紋的測(cè)量,普通螺紋的工藝分析也常采用單項(xiàng)測(cè)量法。9.5普通螺紋的測(cè)量

下面介紹單項(xiàng)測(cè)量常用的三針?lè)ê陀跋穹ā?/p>

1.三針?lè)?/p>

三針?lè)ǖ奶攸c(diǎn)是精度高和測(cè)量簡(jiǎn)便,是一種間接測(cè)量法,可用來(lái)測(cè)量精密螺紋和螺紋量規(guī)的實(shí)際中徑。其方法是用三根直徑相等的量針和外徑千分尺進(jìn)行測(cè)量,量針是由量具廠專門(mén)生產(chǎn)的,如圖9.11所示。測(cè)量時(shí),可根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距選擇合適的量針直徑(即量針與牙槽接觸點(diǎn)的軸間距離正好在基本螺距的一半處),直接將三根量針?lè)謩e放在螺紋直徑兩邊的溝槽中,然后用外徑千分尺測(cè)出針距M,如圖9.12所示。根據(jù)已知的螺距P、牙型半角α/2和量針直徑d0的數(shù)值,按其幾何關(guān)系可計(jì)算出單一中徑d2s。

對(duì)于米制普通三角形螺紋,其牙型半角

代入上式得

圖9.11三針測(cè)量法所用量針

圖9.12三針?lè)y(cè)量螺紋中徑若螺紋存在牙型半角誤差,則量針與牙槽接觸位置的軸向距離便不在P/2處,這樣就會(huì)造成測(cè)量誤差。為了減小牙型半角誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,應(yīng)選取最佳量針直徑d0(最佳),由圖9.12可知: