螺纹公差及检测

第九章螺纹结合的公差与检测学习指导本章学习目的是了解普通螺纹互换性的特点及其公差标准的应用。学习要求是了解普通螺纹主要几何误差对互换性的影响；建立螺纹作用中径的概念；通过对螺纹公差带分布的分析掌握普通螺纹公差与配合的特点及螺纹精度的选择；了解影响机床丝杠位移精度的因素；掌握丝杠与螺母的公差与配合及丝杠公差在图样上的标注方法。一．螺纹的种类和使用要求1、普通螺纹通常也称紧固螺纹，主要用于联接和紧固各种机械零件。这类螺纹联接的使用要求是可旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性。2．传动螺纹这类螺纹通常用于传递运动或动力。螺纹联接的使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性。3．紧密螺纹这类螺纹用于密封联接。螺纹的使用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油。二．普通螺纹的基本牙型和主要几何参数1．基本牙型2．大径D或d3．螺距P4．小径D1或d15．中径D2或d26．单一中径D2a或d2a7．牙型角α和牙型半角α/28．螺纹旋合长度图9-1普通螺纹的基本牙型30°60°P/2P/4P/8D(d)螺纹轴线P三、螺纹中径合格性的判断原则1．作用中径的概念螺纹的作用中径是在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。该假想螺纹具有基本牙型的螺距、牙型半角和牙型高度，并在牙顶和牙底留有间隙，以保证不与实际螺纹的大小径发生干涉。根据中径合格性判断原则，合格的螺纹应满足下列关系式：对于外螺纹d2m≤d2maxd2a≥d2min对于内螺纹D2m≥D2maxD2a≤D2min由于作用中径的存在以及螺纹中径公差的综合性，因此中径合格与否是衡量螺纹互换性的主要依据。判断中径的合格性应遵循泰勒原则:实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径。2.螺纹中径合格性判断原则：四、普通螺纹的公差与配合1.螺纹的公差等级螺纹配合由内外螺纹公差带组合而成，国家标准《普通螺纹公差》GB/T197－2003将普通螺纹公差带的两个要素————公差带的大小即公差等级和公差带位置即基本偏差进行标准化，组成各种螺纹公差带。教材表9-1螺纹公差等级(摘自GB/T197—2003)螺纹直径公差等级内螺纹小径D14、5、6、7、8内螺纹中径D24、5、6、7、8外螺纹大径d4、6、8外螺纹中径d23、4、5、6、7、8、92.螺纹的基本偏差0基本牙型G基本牙型HEI=0图9-3内螺纹公差带位置基本牙型dd2es/2d1d1maxTd2/2Td/2efg0h基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2d0T图9-4外螺纹公差带位置在生产中，为了减少螺纹刀具和量规的品种、规格，提高经济效益，GB197-81规定了内、外螺纹的选用公差带，见书表9-4。表中所列的内螺纹11种公差带和外螺纹14种公差带可以任意组成各种配合。公差带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的组合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代号。如外螺纹：6f；内螺纹：6H。与普通尺寸标注有差别。配合的选用：理论上，表中的内外螺纹可以构成各种配合，但从保证足够的接触高度出发，最好选用H/g、H/h、G/h的配合。表面粗糙度：国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即内螺纹公差带常选6H、外螺纹公差带6h、6g应用较广。3.螺纹公差带组合及选用原则表9-4普通螺纹推荐公差带•普通螺纹的标记由螺纹代号、公差带代号和旋合长度代号三部分组成，三个代号之间用短横线“—”分开。•螺纹代号：粗牙普通螺纹用“M”及公称直径表示，细牙普通螺纹还应加注螺距，用“×”连接。左旋螺纹应在螺纹代号后加注“左”，右旋螺纹则不标注。•螺纹公差带代号：包括中径公差带代号和顶径公差带代号。若两者代号相同，只标注一个代号。若两者代号不同，则前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号。•旋合长度代号：可标注旋合长度代号，也可直接标注旋合长度数值。当采用中等旋合长度时，“N”省略不标。•举例：外螺纹：M20—5g6g—S内螺纹：M20×1.5左—6H内外螺纹配合时：M20×2—6H/5g6g—S4.普通螺纹的标记五、螺纹测量1、综合测量用螺纹量规检验螺纹属于综合测量。在成批生产中，普通螺纹均采用综合量法。综合测量是根据前面介绍的螺纹中径合格性的准则（泰勒原则），使用螺纹量规（综合极限量规）进行测量。螺纹量规分为“通规”和“止规”，检验时，“通规”能顺利与工件旋合，“止规”不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，“通规”不能旋合，则说明螺母过小，螺栓过大，螺纹应返修。当“止规”能通过工件，则表示螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。通端螺纹环规止端螺纹环规d2maxd2mind1maxdmaxdmin通端光滑卡规图9-5环规检验外螺纹图9-6塞规检验内螺纹止端螺纹塞规通端螺纹塞规通端光滑塞规止端光滑塞规对大尺寸普通螺纹、精密螺纹和传动螺纹，除了可旋合性和联接可靠以外，还有其它精度和功能要求，生产中一般都采用单项测量。单项测量螺纹的方法很多，最典型的是用万能工具显微镜测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。用工具显微镜将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像，测量其螺距、牙型半角和中径，因此该法又称为影像法。在实际生产中，测量外螺纹中径多用三针量法该方法简单，测量精度高，应用广泛2.单项测量小结1.普通螺纹（1）普通螺纹的主要术语和几何参数有：基本牙型、大径（D、d）、小径（D1、d1）、中径（D2、d2）、作用中径、单一中径（D2a、d2a）、实际中径、螺距（P）、牙型角（α）与牙型半角（α/2）、螺纹旋合长度。（2）作用中径的概念及中径合格条件作用中径的大小影响可旋合性，实际中径的大小影响联接可靠性。中径合格与否应遵循泰勒原则，将实际中径和作用中径均控制在中径公差带内。（3）普通螺纹公差等级螺纹公差标准中，规定了d、d2和D1、D2的公差。它们各自的公差等级见表9-1。螺距和牙型不规定公差（由中径公差带控制），外螺纹的小径d1和内螺纹的大径D也不规定公差。（4）基本偏差对于外螺纹，基本偏差是上偏差（es），有e、f、g、h四种；对于内螺纹，基本偏差是下偏差（EI），有G、H两种。公差等级和基本偏差组成了螺纹公差带。国标规定了常用公差带，见表9-4所示。一般情况下，应尽可能选用表中规定的优先选用的公差带。公差带的选用见本章有关内容。（5）螺纹的旋合长度和精度等级螺纹的旋合长度分为短、中、长三种，分别用代号S、N和L表示，其数值见表9-5当螺纹的公差等级一定时，旋合长度越长，加工时产生螺距累积偏差和牙型半角偏差可能越大。因此，螺纹按公差等级和旋合长度规定了三种精度等级：精密级、中等级、粗糙级。各精度等级的应用见本章有关内容。同一精度等级，随旋合长度的增加应降低螺纹的公差等级（见表9-4）。（6）螺纹在图样上的标注见本章有关内容。（7）螺纹的检测分为综合检测和单项检测。