第九章-圆柱螺纹的公差与

几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合第九章圆柱螺纹的公差与检测§1概述螺纹的种类及使用要求普通螺纹的基本牙型和主要参数§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响§3普通螺纹的公差与配合几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§1概述一、螺纹的种类及使用要求根据螺纹的螺牙形状，常用螺纹有以下两种。梯形螺纹三角形螺纹几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合根据螺纹的用途，可将其分为以下三类：§1概述1．紧固螺纹2．传动螺纹3．管螺纹用于连接和紧固各种机械零件使用要求：保证旋合性和连接强度用于传递动力和位移使用要求：传递动力可靠，传递位移准确用于管道系统中的管件连接使用要求：保证连接强度和密封性几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§1概述二、普通螺纹的基本牙型和主要参数普通螺纹的牙型是指在通过螺纹轴线的剖面上螺纹的轮廓形状，由等边原始三角形形成。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§1概述基本牙型是将原始三角形的顶部和底部削去后所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。它是规定螺纹极限偏差的基础。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合根据螺纹的基本牙型，可以定义它的几个主要参数大径(D、d）—与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。是公称直径。小径（D1、d1）—与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。中径（D2、d2）—螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方假想圆柱的直径。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合螺距—相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离。螺距基本值P。牙型角（α）—在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。牙侧角（α1和α2）—在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。旋合长度—两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§1概述螺纹接触高度—在两个相互配合螺纹的牙型上，它们的牙侧重合部分的径向距离等于５H/８。螺纹旋合长度—两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2螺纹几何参数误差对互换性的影响要实现普通螺纹的互换性，必须保证:1.内、外螺纹自由旋合；2.具有足够的连接强度。对互换性有影响的因素是螺纹加工过程中几何参数产生误差，这些误差包括：螺纹直径偏差、螺距误差、牙侧角偏差。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2螺纹几何参数误差对互换性的影响一、螺纹直径偏差的影响•直径偏差—螺纹大、中、小径的实际尺寸分别与其对应基本尺寸之差。•若外螺纹直径比内螺纹大，则影响旋合性；若外螺纹直径比内螺纹小得过多，则会使联接强度降低。•由于螺纹的配合面是牙侧面，故中径偏差对螺纹互换性的影响最大。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合•螺距误差分为螺距偏差ΔP和螺距累积误差ΔP∑。•螺距偏差ΔP：是指单个螺距的实际值与其基本值之差，它与旋合长度无关。•螺距累积偏差ΔP∑：在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧的实际轴向距离与其基本值的最大差值，它与旋合长度有关。§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响二、螺距误差的影响几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响fp（或FP）＝1.732·ΔP∑几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响三、牙侧角偏差的影响•牙侧角偏差—是指牙侧角的实际值与其基本值（30°）之差。Δα1＝α1－30°Δα2＝α2－30°α1α2几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响•内螺纹为理想螺纹•外螺纹存在牙侧角偏差左牙侧角偏差Δα1＜0右牙侧角偏差Δα2＞0把外螺纹螺牙沿螺纹径向移至蓝线处，可避开干涉区，螺纹的中径减小fα。fα(或Fα)=0.073P(K1|Δα1|+K2|Δα2|)单位：P－mm；Δα－（′）；fα、Fα－μm。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响牙侧角偏差可以折算为中径当量，即fα(或Fα)=0.073P(K1|Δα1|+K2|Δα2|)中径偏差直接影响螺纹的互换性，既影响旋合性又影响连接强度。螺距累积误差可以折算为中径当量，即fp（或FP）＝1.732·ΔP∑几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合•K1、K2的取值：•外螺纹：正2负3；•内螺纹：正3负2几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响四、螺纹的单一中径和作用中径中径（D2、d2）——螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方假想圆柱的直径。单一中径（D2s、d2s）——实际螺纹牙型上沟槽宽度等于螺距基本值一半（P/2）的假想圆柱的直径。作用中径（d2m、D2m）——在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的假想内（外）螺纹的中径，称为该外（内）螺纹的作用中径。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合•螺纹作用中径的计算公式外螺纹：d2m=d2s+(fP+fα)内螺纹：D2m=D2s－(FP+Fα)§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合四、普通螺纹的合格性判断§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响•判断螺纹的合格性是指判断大、中、小径和螺距误差、牙侧角偏差的合格性。•由于螺距累积误差和牙侧角偏差可以折算到中径上，这样，中径偏差和螺距误差、牙侧角偏差的综合结果可按泰勒原则判断，判断螺纹的作用中径和单一中径的合格性。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合泰勒原则：实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，并且实际螺纹任何部位的单一中径不允超出最小实体牙型的中径。§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响对于外螺纹：d2m≤d2max且d2s≥d2min对于内螺纹：D2m≥D2min且D2s≤D2max几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合•对普通螺纹的公差与配合要求主要是确定螺纹的公差带和公差精度。•螺纹公差带与孔、轴公差带类似，由螺纹基本偏差和螺纹公差等级所决定。•螺纹的公差精度取决于螺纹公差等级和旋合长度，分为精密、中等和粗糙三种。§3普通螺纹的公差与配合几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合基本偏差（确定公差带位置）螺纹公差（确定公差带大小）螺纹公差带公差精度（精密、中等、粗糙）螺纹旋合长度（S、N、L）几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合一、螺纹公差带1.螺纹的基本偏差螺纹的基本偏差用来确定螺纹公差带相对于基本牙型的位置。基本偏差的种数和代号如下。螺纹公差带由基本偏差和公差两个要素构成。内螺纹：G、H两种外螺纹：e、f、g、h四种几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合2.螺纹的公差螺纹公差用来确定螺纹公差带的大小，它表示允许螺纹直径的尺寸变动范围。标准对螺纹中径和顶径规定的公差等级如下：内螺纹中径D24、5、6、7、8内螺纹小径D14、5、6、7、8外螺纹中径d23、4、5、6、7、8、9外螺纹大径d4、6、8几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合将螺纹公差等级代号和基本偏差代号组合，就构成了螺纹公差带代号，例如：5H6H——表示内螺纹中径公差带代号为5H、顶径（小径）公差带代号为6H。6f——表示外螺纹中径与顶径（大径）公差带代号相同，均为6f。标注时，中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后。§3普通螺纹的公差与配合几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合基本牙型基本牙型GH内螺纹公差带外螺纹公差带efgh几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合•螺纹公差带是以基本牙型为零线，沿牙侧、牙顶和牙底分布的公差带。•大、中、小径的极限偏差和公差值一律沿直径方向度量。§3普通螺纹的公差与配合螺纹公差带的特点:•螺纹公差带只对中径和顶径规定公差等级。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合标准规定了三组旋合长度：•短旋合长度组——S•中等旋合长度组——N•和长旋合长度组——L§3普通螺纹的公差与配合二、螺纹的旋合长度设计时通常采用中等旋合长度；强度较低零件上的螺纹，应选择长旋合长度；对空间位置受限制或受力不大的螺纹，可选择短旋合长度；对于调整用的螺纹，可根据调整行程的长短选择旋合长度。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合１．螺纹的公差精度及其选用§3普通螺纹的公差与配合三、螺纹的公差精度及公差带的选用螺纹的公差精度分为精密级、中等级、粗糙级。公差精度和公差等级有何关系呢？公差等级仅反映了中经和顶径尺寸精度的高低，但要综合评价螺纹质量，还应考虑旋合长度，因为旋合长度越长的螺纹，产生的螺距累积误差就越大。公差等级旋合长度公差精度一般用途的螺纹多采用中等级几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合２．螺纹公差带与配合的选用9e8e(g8g)(8e)8g8H(8G)7H(7G)粗糙(7e6e)(7g6g)(7h6h)6e6f6h(5h6h)(5g6g)7H(7G)6G5H(5G)中等(5h4h)(5g4g)4h(4g)(3h4h)6H5H4H精密LNSLNS外螺纹公差带内螺纹公差带公差精度6H6g几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合四、螺纹标记简化标记：1.粗牙螺纹的螺距可省略不标注，2.公差带６H和６g不标注，3.中等旋合长度组代号N不标注；4.右旋螺纹不标注旋向代号。M12×1－5h6h－L－LH螺纹特征代号旋向代号（左旋）旋合长度为L组（数值不标注）外螺纹公差带（中径5h，顶径6h）尺寸代号（公称直径为12mm，单线细牙螺纹，螺距为1mm）几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合四、应用举例有一普通外螺纹M12×1，加工后测得单一中径d2s=11.275mm，螺距累积误差ΔP∑＝－3０μm，左、右牙侧角偏差Δα1＝+40′，Δα2＝－30′。试计算该螺纹的作用中径d2m，并按泰勒原则判别该螺纹中径的合格性。解：1.确定中径的极限尺寸该螺纹公差带为6g（省略标注）。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合§3普通螺纹的公差与配合由附表9-1,d2＝11.350mm；由附表9-3、附表9-2，Td2＝118μm，es＝－26μm。d2max＝d2＋es＝11.350－0.026＝11.324d2min＝d2max－Td2＝11.324－0.118＝11.2062.计算作用中径fp＝1．732|ΔP∑|＝1.732×0.03＝0.052mmfα＝0.073P(K1|Δα1|+K2|Δα2)＝12.3μmd2m＝d2s+(fp+fα)＝11.3393.判断中径合格性d2s=11.275mm＞d2min=11.206mm，但d2m=11.339mm＞d2max=11.324mm，所以不合格。几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合2003几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合2003几何量公差与检测第九章圆柱螺纹的公差与配合2003