1、項(xiàng)目十： 螺紋的公差配合與測(cè)量 知識(shí)目標(biāo)： 1、熟悉螺紋的用途和分類; 2、掌握螺紋的公差配合特點(diǎn)； 3、掌握螺紋的測(cè)量方法技能目標(biāo)： 會(huì)測(cè)量螺紋公差。項(xiàng)目內(nèi)容1、熟悉螺紋的參數(shù)及用途；2、熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響；3、掌握螺紋公差帶的特點(diǎn)；4、學(xué)會(huì)螺紋的測(cè)量； 學(xué)習(xí)導(dǎo)航對(duì)照螺紋實(shí)物 講解螺紋參數(shù) 螺紋用途幾何參數(shù)對(duì)互換性的影響 螺紋公差帶 螺紋的測(cè)量一、螺紋的種類和使用要求 在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接和傳動(dòng)的應(yīng)用有很多，占有很重要的地位。 按其軸向截面幾何形狀主要有四種： 三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。 根據(jù)其用途可分為三類: 普通螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋任務(wù)一 熟悉螺紋

2、的參數(shù)及用途1、普通螺紋：通常也稱緊固螺紋，主要用于聯(lián)接和緊固各種機(jī)械零件。這類螺紋聯(lián)接的使用要求是可旋合性(便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性。如三角形螺紋。2、傳動(dòng)螺紋：這類螺紋通常用于傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動(dòng)力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。如梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋等。3、緊密螺紋：這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的使用要求是結(jié)合緊密，不漏水、不漏氣和不漏油。如管螺紋。二、普通螺紋的主要幾何參數(shù) 螺紋的幾何參數(shù)取決于螺紋軸向剖面內(nèi)的基本牙型。其基本牙型是將原始三角形(等邊三角形)的頂部截去H/8和底部截去H/4所形成的內(nèi)、外螺紋共有的理論牙型。該牙型是具有螺紋的基本尺寸。圖1

3、0-1 螺紋幾何參數(shù)大徑是指與內(nèi)螺紋牙底或外螺紋牙頂相切的假想圓柱或圓錐的直徑。相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋的大徑基本尺寸相等，即D =d 。小徑是指與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相切的假想圓柱或圓錐的直徑。相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋的小徑基本尺寸相等,即D=d1。內(nèi)螺紋的小徑D1又稱頂徑,外螺紋的小徑d1又稱底徑。中徑是指一個(gè)假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母線通過螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，此假想圓柱稱為中徑圓柱。中徑圓柱的母線稱為中徑線，其軸線即為螺紋軸線,相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋中徑的基本尺寸相等，即D=d。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。有細(xì)牙和粗牙之分。導(dǎo)程（S）是指同一螺旋線

4、上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。S=nP 其中n是螺旋線的數(shù)目。 單一中徑是指一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過牙型上溝槽寬度等于螺距基本尺寸一半地方的直徑。用以表示螺紋中徑的實(shí)際尺寸。 螺紋旋合長度是指內(nèi)外螺紋旋合時(shí)螺旋面接觸部分的軸向長度。 圖10-2螺紋的單一中徑與中徑牙型半角是指在螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂直線間的夾角。普通螺紋的牙型半角為30。 圖10-3牙型角、牙型半角和牙側(cè)角螺紋聯(lián)接要實(shí)現(xiàn)其互換性,必須保證良好的旋合性和一定的聯(lián)接強(qiáng)度。影響螺紋互換性的主要幾何參數(shù)有五個(gè):大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角。這幾個(gè)參數(shù)在加工過程中不通可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的加工誤差,不僅會(huì)

5、影響螺紋的旋合性、接觸高度、配合松緊、還會(huì)影響聯(lián)接的可靠性,從而影響螺紋的互換性。任務(wù)二 熟悉螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響一、螺紋大、小徑誤差對(duì)互換性的影響 內(nèi)、外螺紋加工后,外螺紋的大徑和小徑要分別小于內(nèi)螺紋的大徑和小徑，才能保證旋合性。 由于螺紋旋合后主要是依靠螺牙側(cè)面工作，如果內(nèi)、外螺紋的牙側(cè)接觸不均勻，就會(huì)造成負(fù)荷分布不均，勢(shì)必降低螺紋的配合均勻性和聯(lián)接強(qiáng)度。因此對(duì)螺紋互換性影響較大的參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。 中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸(以單一中徑體現(xiàn))與基本尺寸之代數(shù)差。 就外螺紋而言，中徑若比內(nèi)螺紋大，必然影響旋合性；若過小，則會(huì)使牙側(cè)間的間隙增大，聯(lián)接強(qiáng)度降低。要控制螺紋的

6、中徑偏差。國標(biāo)中規(guī)定了普通螺紋的中徑公差。二、螺距誤差對(duì)互換性的影響 螺距偏差可分為單個(gè)螺距偏差和螺距累積偏差兩種。單個(gè)螺距偏差：是指單個(gè)螺距的實(shí)際值與其基本值之代數(shù)差，它與旋合長度無關(guān)。螺距累積偏差：是指在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩同名牙側(cè)與中徑線交點(diǎn)間的實(shí)際軸向距離與其基本值的最大差值，它與旋合長度有關(guān)。螺距累積偏差對(duì)互換性的影響更為明顯。 如圖所示，假設(shè)內(nèi)螺紋具有基本牙型，僅與存在螺距偏差的外螺紋結(jié)合。外螺紋N個(gè)螺距的累積誤差為P (m)。內(nèi)、外螺紋牙側(cè)產(chǎn)生干涉而不能旋合。為防止干涉，為使具有P的外螺紋旋入理想的內(nèi)螺紋,就必須使外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值fp (m)。圖10-4螺距累積偏差對(duì)

7、旋合性的影響示例三、牙型半角誤差對(duì)互換性的影響牙型半角偏差是指牙型半角的實(shí)際值對(duì)公稱值的代數(shù)差，是螺紋牙側(cè)相對(duì)于螺紋軸線的位置誤差。對(duì)螺紋的旋合性和聯(lián)接強(qiáng)度均有影響。外螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，必須將外螺紋牙型沿垂直螺紋軸線的方向下移，從而使外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值f/2。內(nèi)螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個(gè)數(shù)值f/2，該值稱為牙型半角偏差的中徑當(dāng)量。 四 、作用中徑：在旋合時(shí)，在旋合長度內(nèi)實(shí)際起作用的中徑。在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實(shí)際外（內(nèi)）螺紋的一個(gè)理想內(nèi)（外）螺紋的中徑稱為外（內(nèi)）螺紋作用中徑d2m（D2m），它可以表達(dá)為： 外螺紋：d2作用=d2單一+(fp+f) 內(nèi)螺

8、紋：D2作用=D2單一+(fp+f)對(duì)于普通螺紋，影響其互換性的主要參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。由于螺距偏差和牙型半角偏差對(duì)螺紋互換性的影響均可以折算成中徑當(dāng)量，并與中徑尺寸偏差形成作用中徑?？紤]到作用中徑的存在，可以不單獨(dú)規(guī)定螺距公差和牙型半角公差，而僅規(guī)定一項(xiàng)中徑公差，用以控制中徑本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差的綜合影響。螺紋中徑合格性判斷原則： 由于作用中徑的存在以及螺紋中徑公差的綜合性，因此中徑合格與否是衡量螺紋互換性的主要依據(jù)。判斷中徑的合格性應(yīng)遵循泰勒原則:實(shí)際螺紋的作用中徑不允許超出最大實(shí)體牙型的中徑，任何部位的單一中徑不允許超出最小實(shí)體牙型的中徑。用表達(dá)式即為：外螺紋：

9、d2max d2作用 d2單一d2min內(nèi)螺紋：D2minD2作用 D2單一D2max一、角度和錐度的相對(duì)量法 角度和錐度的相對(duì)量法是指用角度或錐度的置具(如角度塊規(guī)角尺，圓錐量規(guī)等)與被測(cè)的角度或錐度相比較，按涂色法或光隙法估計(jì)被測(cè)角度或錐度的偏差任務(wù)三 掌握螺紋公差帶的特點(diǎn) 公差帶的大小和公差等級(jí)：公差帶的大小由公差值確定，表示螺紋直徑尺寸的允許變動(dòng)量。內(nèi)外螺紋直徑的公差等級(jí)見下表。其中6級(jí)為基本級(jí)。公差帶的位置和基本偏差 :公差帶的位置是指公差帶相對(duì)與基本牙型的距離，該距離由基本偏差決定。規(guī)定內(nèi)螺紋的下偏差（EI）和外螺紋的上偏差（es）為基本偏差。對(duì)內(nèi)螺紋規(guī)定代號(hào)為H和G的兩種基本偏差

10、；對(duì)外螺紋規(guī)定代號(hào)為e、f、g、h四種 圖10-6 螺紋公差帶螺紋結(jié)合的精度不僅與螺紋公差帶大小有關(guān)，還與螺紋的旋合長度有關(guān)。旋合長度愈長，螺距的累積誤差愈大，較難旋合，且加工長螺紋比短螺紋難以保證精度。因此對(duì)不同的旋合長度規(guī)定不同大小的公差帶，旋合長度是螺紋精度設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。國標(biāo)中規(guī)定了不同直徑和螺距所對(duì)應(yīng)的旋合長度，分為短（S）、中（N）、長（L）三種旋合長度。國標(biāo)按螺紋公差等級(jí)和旋合長度規(guī)定了三種類型的公差帶，分別是精密級(jí)、中等級(jí)和粗糙級(jí)，代表著不同的加工難度。結(jié)合精度的確定：精密級(jí)用于精密聯(lián)結(jié)螺紋。中等級(jí)用于一般用途聯(lián)結(jié)。粗糙級(jí)用于要求不高及制造困難的螺紋。公差帶的確定：是螺紋

11、公差等級(jí)和基本偏差的組合。表示方法是公差等級(jí)后加上基本偏差代號(hào)。1、 螺紋的公差帶及選用GB.T1972003推薦了一些常用的公差帶。螺紋公差帶代號(hào)包括中徑和頂徑的公差等級(jí)和基本偏差代號(hào)，當(dāng)中徑和頂徑公差帶不同時(shí)，應(yīng)分別注出，前者為中徑，后者為頂徑，如5g6g。當(dāng)中徑、頂徑的公差帶相同時(shí)，合并標(biāo)注一個(gè)即可，如6H、6g。螺紋的公差帶選用：內(nèi)、外螺紋的選用公差帶可以任意組合，為了保證足夠的接觸高度，加工好的內(nèi)、外螺紋最好組成、或的配合。一般情況采用最小間隙為零的配合對(duì)用于經(jīng)常拆卸或工作溫度高的螺紋，通常采用或的配合對(duì)公稱直徑小于和等于的螺紋，應(yīng)選用、或更精密的配合。2、 普通螺紋的標(biāo)記完整的螺紋

12、標(biāo)記由螺紋特征代號(hào)、尺寸代號(hào)、螺紋公差帶代號(hào)和其他有必要做進(jìn)一步說明的個(gè)別信息組成。 1）.螺紋特征代號(hào)螺紋特征代號(hào)用字母“M”表示。 2）.螺紋尺寸代號(hào)單線螺紋的尺寸代號(hào)為“公稱直徑螺距”，公稱直徑和螺距數(shù)值的單位為毫米。對(duì)粗牙螺紋，可以省略標(biāo)注其螺距項(xiàng)。示例:公稱直徑為16mm、螺距為、導(dǎo)程為3mm的雙線螺紋或（two starts） 3）.螺紋公差帶代號(hào)示例:1.中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g的外螺紋:M101-5g6g中徑公差帶和頂徑公差帶為6g的粗牙外螺紋:M10-6g2.中徑公差帶為5H、頂徑公差帶為6H的內(nèi)螺紋:M101-5H6H中徑公差帶和頂徑公差帶為6H的粗牙內(nèi)螺紋:M1

13、0-6H在下列情況下，中等公差精度螺紋不標(biāo)注其公差帶代號(hào)。3.內(nèi)螺紋:5H 公稱直徑小于和等于時(shí);6H 公稱直徑大于和等于時(shí)。 注:對(duì)螺距為的螺紋，其公差等級(jí)為4級(jí)。螺紋的測(cè)量方法有兩種：綜合測(cè)量法和分項(xiàng)測(cè)量法一、綜合檢驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用螺紋量規(guī)和光滑極限量規(guī)聯(lián)合檢驗(yàn)螺紋的合格性。螺紋環(huán)規(guī)通端用來檢驗(yàn)外螺紋作用中徑和小徑的最大極限尺寸，應(yīng)有完整的牙型，其螺紋長度要與被測(cè)螺紋旋合長度相當(dāng)（至少等于被測(cè)工件旋合長度的80%）。螺紋環(huán)規(guī)通端旋過被測(cè)螺紋為合格。螺紋環(huán)規(guī)止端只用來檢驗(yàn)外螺紋實(shí)際中徑是否超過外螺紋中徑的最小極限尺寸，螺紋環(huán)規(guī)止端不應(yīng)旋過合格的螺紋，但可以旋入不超過兩個(gè)螺距的旋合量。任務(wù)四 學(xué)會(huì)螺紋的測(cè)量 圖10-7 螺紋量規(guī)二、單項(xiàng)測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量，一般是分別測(cè)量螺紋的每個(gè)參數(shù)，主要測(cè)中徑、螺距、牙型半角和頂徑。1.用螺紋千分尺測(cè)量外螺紋中徑螺紋千分尺的結(jié)構(gòu)和一般外徑千分尺相似，只是兩個(gè)測(cè)量面可以根據(jù)不同螺紋牙型和螺距選用不同的測(cè)量頭。 圖10-8 螺紋千分尺2.三針量法 三針量法是一種間接測(cè)量方法，主要用于測(cè)量精密螺紋（如絲杠、螺紋塞規(guī)）的中徑d 2 圖10-9 三針量法測(cè)中徑 3.用螺紋牙規(guī)測(cè)量螺紋各要素用螺紋牙規(guī)測(cè)量屬于影像法測(cè)量，能測(cè)量螺紋的各種參數(shù)，如螺紋的大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角等。想一想