第8章 螺纹的公差配合及测量

由内（螺母）外（螺杆）螺纹构成螺纹副成对出现，它们在机械中应用广泛，本章主要讲述以下内容:螺纹的种类普通螺纹的公差螺纹精度等级与标注螺纹参数的测量8.3螺纹的公差配合及测量8.3.1概述按功能分类：1.联结螺纹（普通紧固螺纹）：牙型为三角形功能要求：1）具有良好的旋入性2）有一定的紧固连接强度2.传动螺纹(运动、动力和位移)传递动力和位移矩：强度高，牙型为梯型、矩型或锯齿形。传递位移：运动精度高，牙型为三角形或滚珠丝杆。3、*密封螺纹（紧密紧固螺纹）：水（油）密性、气密性能要求高。牙型为管螺纹。)30(60英制1.螺纹的分类及使用要求按牙型分类：1.三角形螺纹：牙型角为60°应用最广，又称普通螺纹。2.管螺纹：牙型角为55°（60°）1.2.主要用于紧固、密封。3.梯形螺纹：牙型角为30°4.矩形螺纹5.锯齿形螺纹：牙型角工作面：3°非工作面：30°3.4.5.主要用于传动（运动、动力和位移）。2.普通螺纹的基本牙型和基本几何参数1、大径(公称直径)外螺纹d(顶径)、内螺纹D(底径)2、小径外螺纹d1(底径)内螺纹D1(顶径)、HDdD85211PH866.0PDdD08253.1113、中径：外螺纹d2，内螺纹D2齿廓与齿槽轴向宽度相等处的圆柱面的直径。PDdD64952.022实际中径(d2a，D2a)：实际螺纹的中径。单一中径(d2单一，D2单一)：实际螺纹中，母线通过牙型沟槽宽度等于基本螺距一半的圆柱直径。它主要反映螺距的误差。一般可用实际中径代替。作用中径：在旋合长度内正好包络实际螺纹的一个具有理想螺距和牙型的螺纹中径。它综合反映了螺距和牙型半角的误差，将影响螺纹副的旋入性。注意：螺纹中径并非是大径与小径的平均值4、螺距P：相邻两牙在中径线上对应两点间的距离。(理论上，内外螺纹的螺距P应相等)5、导程L：相同螺纹线上相邻两牙在中径线上对应两点的轴向间距。单头螺纹：L=P多头螺纹（n头）：L=n·P6、牙型半角普通螺纹a=60°7、螺旋升角2302dnPtg8、旋合长度L、N、S:相配合的一对螺纹，其螺母在轴线方向旋入部分的长度。*螺纹基本参数对互换性的影响一、大径和小径对互换性的影响：要求：外螺纹大径和小径应分别小于内螺纹的大径和小径，虽然大径不影响螺纹结合的精度，但影响旋入性。二、中径偏差对互换性的影响：中径是决定螺纹配合性质的主要参数。从旋合性讲：内螺纹的最小中径应大于外螺纹的最大中径。D2(d2)：D2mind2max螺纹的结合要求：①能够旋入(旋合性好)②连接强度(内、外螺纹旋合后不安过松)三、螺距误差对互换性的影响螺距误差单个螺距的实测值与理论值之差。螺距累积误差n段螺距实测值与理论值之差。螺距累积误差影响到螺纹的旋入性，它与旋入长度有关，一般取n=5-6。当外螺纹存在螺距累积误差时，则在旋入过程中会跟与其相配合的理想内螺纹干涉，要使之能旋入，则必须使内螺纹中径增大，设增大量为fP，即只有当实际外螺纹中径减小fP时，才能与对应的理想内螺纹旋合。PPPaniainPPP1P当时，另一种描述法，当外螺纹存在螺距累积误差时，应使外螺纹的作用中径比实际中径增大fp即：d2m=d2a+fp对内螺纹而言，正好相反D2m=D2a-fp)(||732.1||2mPPctgfP600202内外内外四、牙型半角误差对螺纹互换性的影响2):,:(236.02mfmmPPf2|2||2|2右左对外螺纹，当存在牙型半径误差时，要使其能旋入标准理想内螺纹，实际外螺纹中径必须减小22f2f222fddam222fDDam计算表明：(以分为单位)即其作用中径应有一增加量对内螺纹，其作用中径应有一减小量2f此公式是以下两种情况的综合螺纹无螺距累积误差，存在1）2）):,:(244.02mfmmPPf022右左2022右左):,:(2291.02mfmmPPf)(222ffddPam)(222ffDDPammax22ddmmin22ddamax22DDamin22DDm8.3.2普通螺纹合格性判断原则（或称互换性条件）对外螺纹：对内螺纹：以上原则又称为螺纹合格性的泰勒原则，它为螺纹的合格性检验提供依据。2fPf2fPfHh应测量的参数：和ad22P已知的情况下，在现场指导生产时d2a的控制区：2ffP和2fPf8.3.3普通螺纹的公差与配合一、公差等级：P190表8-5中径公差公差带：表8-6顶径公差：外螺纹—大径；内螺纹—小径底径公差：外螺纹—小径；内螺纹—大径不能超出按基本偏差所确定的最大实体牙型二、基本偏差：P189表8-4内螺纹：G、H基本偏差：下偏差，为正值外螺纹：e、f、g、h基本偏差：上偏差，为负值1Dd1dDDmind1max普通螺纹的公差带D2,d2D1,dGgfehgfeGHO外螺纹最大实体牙型外螺纹内螺纹最大实体牙型内螺纹O注意:图中公差带的大小仅是公差值的一半d1maxDminHGhG内外螺纹副配合的选用：内、外螺纹可以各种基本偏差组成任意配合。螺纹副的配合设计应根据具体情况而定。最常用的配合：H/h最小间隙（配合）为0，H/g或G/h也常用，最小间隙不为0。H/g或G/h应用以下四种场合易装折的场合、高温条件下工作、要涂镀保护层、改善螺纹的度劳强度。三、底径公差：四、配合公差带及其选用:p190表8-6五、螺纹的精度等级：精密、中等、粗糙由：公差等级、基本偏差、旋合长度确定。旋合长度分为：N（中）、S（短）、L（长）max11ddaminminDDa六、螺纹及螺纹副的标注标注在大径位置上，公称直径以大径表示。当未标螺距时为粗牙*螺纹，未标旋向时指右旋。1.外螺纹：M10-5g6g-40M：螺纹代号10：螺纹公称直径5g：中径公差代号6g：大径公差代号40：旋入长度2.内螺纹：M10×1.75-6H-SM:螺纹代号10：公称直径1.75：螺距6H：中、小径公差代号S：旋入长度短3.配合（螺纹副）)/(65/6220NLSggHLHM左旋*同一公称直径，螺距最大称为粗牙。例7-1hM620'802'60250右，左、mP,376.182,5.2dP解：查表7-2218.182admTdes1702,0查表7-4、7-5mmd376.18max2mmd206.18min2mmdm367.182mfP6.86mf632按螺纹合格性的泰勒原则判断螺纹是否合格max22ddmmin22dda合格8.3.4螺纹的检测1.普通螺纹的综合检验：螺距量规和光滑极限量规(P192)外螺纹综合检验螺纹环规螺纹环规内螺纹综合检验2.单项测量：三针法测量中径2cos2:0pd最佳量针直径adM2测PdMda866.03302020，PdMda866.18637.4152020，轴剖面法剖面三针法原理用牙型量头法测量中径圆锥测头V形测头千分尺光学比较仪测微仪螺纹参数测量实验：测量中径、螺距、牙型半角用工具显微镜测量螺纹参数，判断螺纹是否合格？测量参数：计算按螺纹合格性的泰勒原则判断螺纹是否合格。ad2左2nPmd22P右2Pf2f*用工具显微镜测量瞄准视场中央显微镜立柱定位d影像法就是用工具显微镜目镜中的米字线直接瞄准螺纹牙廓的影像进行测量的。用影像法测量时，尽管显微镜立柱按螺旋升角方向倾斜，但由于螺纹是个螺旋面，使工件阴影的边界仍不够清晰，且得到的是法向影像，与螺纹标准定义(在轴截面上)不符，因此测量误差较大。中径测量2/)(22212ddda4)(''2''1'2'1PPPPP纵向移动螺距测量用影像法测量的是法向牙型角，应按下式换算成轴向牙型角，再判断其合格性。牙型半角测量2/22211）（右2/22222）（左cos2tan2tan