第9章-螺纹公差及检测099

互换性与技术测量四川大学制造学院第九章—螺纹公差及检测主要内容第九章螺纹公差及检测1．螺纹的分类、使用要求及主要几何参数；2．螺纹几何参数对互换性的影响；3．普通螺纹的公差及基本偏差；4.标准推荐的公差带及其选用；5.螺纹标记；6．梯形螺纹的公差及其应用。7．螺纹检测。第9章螺纹公差及检测互换性与技术测量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；掌握螺纹的标记和标注方法。了解梯形螺纹的公差与配合；了解螺纹测量方式和方法。第9章螺纹公差及检测互换性与技术测量9.1概述螺纹结合是机械制造和仪器制造中应用很广泛的结合形式。螺纹按其用途可分为三类1、普通(紧固)螺纹2．传动螺纹3．紧密螺纹互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.1.1螺纹分类及使用要求1、普通(紧固)螺纹通常也称紧固螺纹，如公制普通螺纹等，主要用于联接和紧固各种机械零件（例如用螺钉将轴承端盖固定在箱体上）。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。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测2．传动螺纹这类螺纹通常用于传递运动或动力（例如普通车床进给机构中的丝杠螺母副和滚动螺旋传动的滚珠丝杠副）。传动螺纹都采用圆柱螺纹结合,如梯型螺纹。丝杆等传动螺纹的使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测3．紧密螺纹这类螺纹用于密封联接。主要用于使两个零件紧密连接而无泄漏的结合，如管螺纹。对这类螺纹的使用要求是结合紧密，结合具有过盈，以保证密封性和一定的连接强度。达到不漏水、不漏气和不漏油的密封要求。紧密螺纹多为三角形牙型的圆锥螺纹。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.1概述基本牙型螺距P原始三角形高度H大径D或d小径D1或d1中径D2或d2单一中径牙型角α和牙型半角α/2螺纹旋合长度互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.1.2螺纹部分术语及定义互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测30°60°P/2P/4P/8D(d)螺纹轴线P基本牙型：螺纹的外观形状有三角形、矩形、梯形等多种形式，以三角型为主。在原始三角形中去掉顶部H/8，去掉底部H/4所形成的内、外螺纹共有的理论牙型，也是螺纹设计牙型的基础。螺距P：相邻螺牙在中径处沿轴向距离。同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程Ph，对多头螺纹Ph=nP(n-头数)，单头：P=Ph原始三角形高度H：原始三角形顶点到底边的垂直距离，H=牙型高度5H/8=牙顶高3H/8+牙底高2H/8互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测2/3P大径d或D：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。国家标准规定：公制普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹公称直径。大径是外螺纹的顶径D或内螺纹底径d。（螺纹基本大径）小径d1或D1：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。小径是外螺纹的底径D1或内螺纹顶径d1。（螺纹基本小径）中径d2或D2：一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。若在基本牙型上该圆柱的母线正好通过牙型上沟槽和凸起宽度相等，且等于P/2时，此时的中径称基本中径。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测单一中径：一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺寸一半的地方。当螺距无误差时，螺纹中径就是螺纹单一中径。当螺距有误差时，单一中径与中径不相等。牙型角和牙型半角/2：在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角称为牙型角。公制普通螺纹的牙型角=60，牙型半角/2=30（牙侧与垂直于螺纹轴线的垂线间夹角）。螺纹旋合长度：两相配合螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测螺纹最大实体牙型：由设计牙型和各直径的基本偏差和公差所决定的最大实体状态下的螺纹牙型(材料最多状态下)。对于普通外螺纹，它是基本牙型的三个基本直径分别减去基本偏差(上偏差es)后所形成的牙型。对于普通内螺纹，它是基本牙型的三个基本直径分别加上基本偏差(下偏差EI)后所形成的牙型。螺纹最小实体牙型：由设计牙型和各直径的基本偏差和公差所决定的最小实体状态下的螺纹牙型(材料最少状态下)。对于普通外螺纹，它是在最大实体牙型的顶径和中径分别减去它们的顶径公差和中径公差后所形成的牙型。对于普通内螺纹，它是在最大实体牙型的顶径和中径分别加上它们的顶径公差和中径公差后所形成的牙型。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测螺距误差直径当量：将螺距误差换算成中径的数值。在普通螺纹结合中，未单独规定螺距公差来限制螺距误差，而是将螺距误差换算成在中径上的影响量，即螺距误差中径当量，用规定中径公差来间接地限制螺距误差。对牙型角=60的普通螺纹，螺距累积误差的中径当量为：fp=1.732P（m）式中：P-----螺距累积误差，单位为m互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测螺纹几何参数偏差对互换性的影响L理论=nPL实际=nP1ΔPΣfp/2内螺纹外螺纹d2d2’牙侧角误差中径当量：将牙侧角误差换算成中径的数值。在普通螺纹中，未单独规定牙侧角公差（即牙型半角的公差）来限制牙侧角的误差，而是将牙侧角误差换算成在中径上的影响量，即牙侧角误差中径当量，用规定中径公差来间接地限制牙侧角误差。对牙型半角为30的普通外螺纹：当牙型半角误差/2为负时，牙侧角误差中径当量：fα/2=0.44P/2（m）当牙型半角误差/2为正时，牙侧角误差中径当量：fα/2=0.291P/2（m）互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测牙型半角偏差对互换性的影响互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测左、右牙型半角偏差不同图示1—内螺纹，2--外螺纹，3—中径减小后的外螺纹作用中径：在规定旋合长度上，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。这个假想螺纹具有理想的螺距、半角以及牙型高度。并在牙顶处和牙底处留有间隙，以保证包容时与实际螺纹的大、小径不发生干涉。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.2普通螺纹公差及基本偏差影响互换性的主要因素有大径、小径、中径、螺距和牙型半角五个指标。普通螺纹中，对螺距和牙型半角误差不单独规定公差，而是将它们折算到中径上来控制。即用螺纹中径公差综合控制中径、螺距和牙型半角等几何要素的误差。在普通螺纹中，只规定了外螺纹的大径d、中径d2和内螺纹的小径D1、中径D2的公差等级和公差。由于外螺纹和内螺纹的底径（d1和D）是在加工时和中径一起由刀具切出，其尺寸由刀具保证，因此不规定公差。螺纹互换性和配合性质主要取决中径。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.2普通螺纹公差及基本偏差互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.2.1螺纹公差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、9螺纹公差等级(摘自GB/T197—2003)互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测不同公差等级螺纹公差值计算公式直径公差（m）计算公式Tdk1(180P2/3-3.15P-1/2)Td2k190P0.4d0.1TD1k1(433P-190P1.22)当P=0.2—0.8时k1230P0.7当P1时TD2k2Td2公差等级3456789系数k10.50.630.811.251.62系数k20.851.061.321.72.129.2普通螺纹公差及基本偏差零件的尺寸公差可由公差带表示，公差带有两个参数：一是公差带的大小（即宽度）；二是公差带相对于零线的位置。国标已将它们标准化，形成标准公差和基本偏差两个系列。国家标准GB/T197—2003《普通螺纹公差》对螺纹大径、中径和小径规定了相同的基本偏差。螺纹的基本牙型是计算螺纹偏差的基准，内、外螺纹公差带相对基本牙型位置由其基本偏差决定（如同圆柱体尺寸O线位置一样）。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.2.2螺纹的基本偏差9.2普通螺纹公差及基本偏差对于外螺纹基本偏差为上偏差es，下偏差ei=es-T在普通螺纹标准中，对外螺纹规定了四种公差带位置，其基本偏差分别为e、f、g、h。h的基本偏差为零，e、f、g的基本偏差为负值。（等同基轴制）互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.2.2螺纹的基本偏差普通外螺纹公差带位置示意图互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测外螺纹公差带位置e基本牙型dd2es/2d1d3maxTd2/2Td/2fg0h基本牙型Td/2Td2/2d3maxd1d2d0T外螺纹最大小径d3max：小于螺纹环规通端的最小小径。以保证通端螺纹环规能通过。9.2普通螺纹公差及基本偏差对于内螺纹：基本偏差为下偏差EI，上偏差ES=EI+T在普通螺纹标准中，对内螺纹规定了两种公差带位置，其基本偏差分别为G、H。H的基本偏差为零，G的基本偏差为正值。（等同基孔制）互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.2.2螺纹的基本偏差普通内螺纹公差带位置示意图互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测内螺纹公差带位置0基本牙型G基本牙型HEI=0普通螺纹基本偏差和顶径公差互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测•由表9-4、9-5可看到，同一公差等级中，内螺纹中径公差比外螺纹中径公差大32%左右，原因是内螺纹加工比外螺纹困难。9.3标准推荐的公差带及其选用零件的公差带由标准公差和基本偏差所决定。按螺纹不同的公差带位置（G、H、e、f、g、h）以及不同的公差等级（39级）可组成各种不同的公差带。根据使用场合，螺纹分成三个精度等级：精密级：用于精密螺纹中等级：用于一般用途粗糙级：用于制造螺纹比较困难或对精度要求不高的场合国标对螺纹的旋合长度进行了规定，分为短旋合长度S、中旋合长度N、长旋合长度L三组，一般情况下应采用中旋合长度N。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测标准推荐的公差带及其选用在螺纹生产中，为了减少螺纹刀具和量规的品种及规格，提高经济效益，国标GB/T197-2003规定了内、外螺纹的选用公差带，表9-9、表9-10。表中所列的内、外螺纹公差带分成推荐使用、优先选用、常用和一般尽可能不用几个级别。螺纹公差带的确定：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。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测9.4螺纹标记螺纹完整标记由螺纹代号M、公称直径值、导程代号Ph（单线螺纹可省略）、螺距值、中径公差带代号、顶径公差带代号、旋合长度代号和螺纹旋向代号LH（右旋省略）所组成。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测M6×0.75–5h6h–S–LH螺纹代号公称直径单线螺纹螺距中径公差带代号顶径公差带代号短旋合长度左旋螺纹9.4螺纹标记标记说明：螺纹代号：粗牙普通螺纹用“M”及公称直径表示，细牙普通螺纹应加注螺距，用“×”连接；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；在下列情况下，中等精度螺纹不标注其公差带代号：内螺纹：公称直径D≤1.4mm，公差带代号为5H；公称直径D≥1.6mm,公差带代号为6H；对螺距为0.2mm的螺纹，其公差等级为4级。外螺纹：公称直径d≤1.4mm，公差带代号为6h；公称直径d≥1.6mm,公差带代号为6g。内、外螺纹配合标记：内螺纹公差带代号在前，外螺纹公差带代号在后，中间用斜线分开。互换性与技术测量第9章螺纹公差及检测标注举例：M20—5g6g—S表示普通外螺纹、公称