螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)

1、課題三課題三 典型結(jié)合和傳動(dòng)的典型結(jié)合和傳動(dòng)的 精度設(shè)計(jì)精度設(shè)計(jì)螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)一螺紋的種類和使用要求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。根據(jù)其用途可分為三類:普通螺紋、普通螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋普通螺紋：普通螺紋：n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可旋合性(便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性聯(lián)接的可靠性。傳動(dòng)螺紋：傳動(dòng)螺紋：n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)力的可傳遞動(dòng)力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。緊密螺紋：緊密螺

2、紋：n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。二普通螺紋的主要幾何參數(shù)二普通螺紋的主要幾何參數(shù)n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。普通螺紋基本牙型：1大徑大徑(D，d)：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 。n內(nèi)螺紋的大徑D又稱底徑底徑,外螺紋的大徑d又稱頂徑頂徑。普通螺紋大徑的基大徑的基本尺寸為螺紋公稱直徑尺寸本尺寸為螺紋公稱直徑尺寸。小徑小徑(D1

3、，d1)： 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。n內(nèi)螺紋的小徑D1又稱頂徑頂徑,外螺紋的小徑d1又稱底徑底徑。中徑中徑(D，d)： 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(guò)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,相相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋中徑的基本尺寸相結(jié)合的內(nèi)、外螺紋中徑的基本尺寸相等等，即即D=d。4螺距螺距(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。5單一中徑單一中徑(D2s，d2s)：n單一中徑是指一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過(guò)牙型

4、上溝槽寬度等于螺距基本尺寸一半地方的直徑。用用以表示螺紋中徑的實(shí)際尺寸。以表示螺紋中徑的實(shí)際尺寸。牙型半角（牙型半角（/2）：）：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。螺紋旋合長(zhǎng)度：螺紋旋合長(zhǎng)度：n螺紋旋合長(zhǎng)度是指內(nèi)外螺紋旋合時(shí)螺旋面接觸部分的軸向長(zhǎng)度軸向長(zhǎng)度。普通螺紋的公稱直徑系列及各參數(shù)的基本尺寸如教材P176示。三螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：三螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：n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):大大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角。這幾個(gè)參數(shù)

5、在加工過(guò)程中不通可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的加工誤差,不僅會(huì)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。三螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：三螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：n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。三螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：三螺紋幾何參數(shù)偏差對(duì)互換性的影響：n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、螺距和牙型半角。1中徑偏差的

6、影響：中徑偏差的影響：n中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸中徑偏差是指中徑的實(shí)際尺寸(以單一以單一中徑體現(xiàn)中徑體現(xiàn))與基本尺寸之代數(shù)差與基本尺寸之代數(shù)差。n就外螺紋而言，中徑若比內(nèi)螺紋大，必然影響旋合性；若過(guò)小，則會(huì)使牙側(cè)間的間隙增大，聯(lián)接強(qiáng)度降低。n要控制螺紋的中徑偏差。國(guó)標(biāo)中規(guī)定了普通螺紋的中徑公差。參見(jiàn)教材P172表10-52螺距偏差的影響（螺距偏差的影響（1）： n螺距偏差可分為單個(gè)螺距偏差和螺距累積偏差兩種。n單個(gè)螺距偏差：?jiǎn)蝹€(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(zhǎng)度無(wú)關(guān)。n螺距累積偏差：螺距累積偏差：是指在規(guī)定的螺紋長(zhǎng)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

7、其基本值的最大差值，它與旋合長(zhǎng)度有關(guān)。螺距累積偏差對(duì)互換性的影響更為明顯。2螺距偏差的影響（螺距偏差的影響（2）： n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必須使外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值小一個(gè)數(shù)值fp (m)。L理論=nPL實(shí)際=nP1PFp/2螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例（1）：內(nèi)螺紋外螺紋螺距累積偏差對(duì)旋合性的影響示例（2）：2螺距偏差的影響（螺距偏差的影響（3）： n同理，假設(shè)外螺紋具有基本牙型，與僅存在螺距偏差的內(nèi)螺紋與

8、其結(jié)合。設(shè)在N個(gè)螺牙的旋合長(zhǎng)度內(nèi)，內(nèi)螺紋存在P。為保證旋合性，就必須將內(nèi)螺紋中徑增大一個(gè)數(shù)值fp。fp就是為補(bǔ)償螺距累積誤差而折算到中徑上的數(shù)值，稱為螺距誤差的中徑當(dāng)量。兩種情況下的當(dāng)量計(jì)算公式為：PfP732. 13牙型半角偏差的影響（牙型半角偏差的影響（1）：）： n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。牙型半角偏差對(duì)旋合性的影響如圖所示。牙型半角偏差對(duì)旋合性影響示例：牙型半角偏差對(duì)旋合性影響示例：3牙型半角偏差的影響（牙型半角偏差的影響（1）：）： n外螺紋：外螺紋：外螺紋存在牙型半角偏差時(shí)，必須將外螺紋牙

9、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。n內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋：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。 牙型半角偏差的計(jì)算公式如教材P169示。4普通螺紋實(shí)現(xiàn)互換性的條件普通螺紋實(shí)現(xiàn)互換性的條件作用中徑： n作用中徑：作用中徑：在旋合時(shí)，在旋合長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)際起作用的中徑。n作用中徑的度量：作用中徑的度量：在規(guī)定的旋合長(zhǎng)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：n外螺紋：n內(nèi)螺紋：2/22ffddpsm2/22ffDDpsm中徑公差：n對(duì)于普通螺紋，影響

10、其互換性的主要參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角中徑、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： n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:n實(shí)際螺紋的作用中徑不允許超出最大實(shí)體牙實(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型的中徑，任何部位的單一中徑不允許

11、超出最小實(shí)體牙型的中徑最小實(shí)體牙型的中徑。用表達(dá)式即為：n外螺紋：n內(nèi)螺紋：max222dddMMSmmin222dddLMSsmin222DDDMMSmmax222DDDLMSsd2minTd2d2maxd2md2sfpF/2TD2D2sD2mfpF/2D2，d2D2maxD2min內(nèi)螺紋外螺紋螺紋中徑合格性判斷示例：四、普通螺紋的精度設(shè)計(jì)四、普通螺紋的精度設(shè)計(jì)1、螺紋公差帶、螺紋公差帶 :n公差帶的大小和公差等級(jí)：公差帶的大小和公差等級(jí)：公差帶的大小由公差值確定，表示螺紋中徑尺寸的允許變動(dòng)量。內(nèi)外螺紋中徑的公差等級(jí)見(jiàn)教材P172表10-5。其中6級(jí)為基本級(jí)。級(jí)為基本級(jí)。n公差帶的位置和基本

12、偏差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)對(duì)內(nèi)螺紋規(guī)定代號(hào)為螺紋規(guī)定代號(hào)為H和和G的兩種基本偏差的兩種基本偏差；對(duì)對(duì)外螺紋規(guī)定代號(hào)為外螺紋規(guī)定代號(hào)為e、f、g、h四種基本偏差四種基本偏差。基本偏差值見(jiàn)教材P174表10-7。螺紋中徑和頂徑的基本偏差：2、螺紋公差等級(jí)與旋合長(zhǎng)度、螺紋公差等級(jí)與旋合長(zhǎng)度(1)：n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(zhǎng)度有關(guān)。旋合長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，螺距的累積誤差愈大，較難旋合，且加工長(zhǎng)螺紋比短螺紋難以保證精度。因此對(duì)不同的旋合長(zhǎng)度規(guī)定不同

13、大小的公差帶，旋合長(zhǎng)度是螺紋精度設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。2、螺紋公差等級(jí)與旋合長(zhǎng)度、螺紋公差等級(jí)與旋合長(zhǎng)度(2)：n國(guó)標(biāo)中規(guī)定了不同直徑和螺距所對(duì)應(yīng)的旋合長(zhǎng)度，分為短（S）、中（N）、長(zhǎng)（L）三種旋合長(zhǎng)度。見(jiàn)教材P175表10-9n國(guó)標(biāo)按螺紋公差等級(jí)和旋合長(zhǎng)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。見(jiàn)教材P174表10-8。3、螺紋精度設(shè)計(jì)、螺紋精度設(shè)計(jì)(1)：n結(jié)合精度的確定：結(jié)合精度的確定：n精密級(jí)用于精密聯(lián)結(jié)螺紋。n中等級(jí)用于一般用途聯(lián)結(jié)。n粗糙級(jí)用于要求不高及制造困難的螺紋。n旋合長(zhǎng)度的確定：旋合長(zhǎng)度的確定：一般多用N組。根據(jù)公稱直徑和螺距選擇。見(jiàn)教材P175表10-9n公差帶的確定：公差帶的確定：是螺紋公差等級(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)。如外螺紋：6f；內(nèi)螺紋：6H。與普通尺寸標(biāo)注有差別。具體選用見(jiàn)教材P174表10-8。3、螺紋精度設(shè)計(jì)、螺紋精度設(shè)計(jì)(1)：n配合的選用：配合的選用：理論上，表中的內(nèi)外螺紋可以構(gòu)成各種配合，但從保證足夠的接觸高度出發(fā)，最好選用H/g、H/h、G/h的配合。n表面粗糙度：表面粗糙度：國(guó)標(biāo)有普通螺紋的表面粗糙度推薦值。n一般情況下，選