互換性與技術(shù)測(cè)量第13次課

第13次課任務(wù)一.螺紋種類、基本牙型及參數(shù)。二.螺紋幾何參數(shù)誤差對(duì)螺紋互換性的影響三.普通螺紋的公差與配合四.普通螺紋檢測(cè)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱1GB/T193-2003普通螺紋直徑與螺距系列2GB/T14791-1993螺紋術(shù)語(yǔ)3GB/T192-2003普通螺紋基本牙型4GB/T197－2003普通螺紋公差5GB/T3934－2003普通螺紋量規(guī)技術(shù)條件1.種類：按其結(jié)合性質(zhì)和使用要求⑴緊固螺紋用于聯(lián)接和緊固各種機(jī)械零件。使用要求是可旋合性（便于裝配和拆換）和聯(lián)接的可靠性。⑵傳動(dòng)螺紋用于傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。使用要求是傳遞動(dòng)力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。⑶緊密螺紋用于密封聯(lián)接。使用要求是結(jié)合緊密，結(jié)合具有過(guò)盈，以保證密封性和一定的連接強(qiáng)度，達(dá)到不漏水、不漏氣和不漏油。任務(wù)一：螺紋種類、基本牙型及參數(shù)2.基本牙型:螺紋軸向剖面內(nèi)將原始三角形（兩個(gè)底邊聯(lián)接著且平行于螺紋軸線的等邊三角形，其高用H表示）的頂部截去H/8和底部截去H/4所形成的理論牙型。該牙型具有螺紋的基本尺寸。D1(d1)30°60°P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D(d)螺紋軸線P任務(wù)一：螺紋種類、基本牙型及參數(shù)公稱直徑3.幾何參數(shù)⑴大徑（D、d）與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑，稱為大徑。⑶小徑（D1、d1）與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑，稱為小徑。⑵中徑（D2、d2）一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽寬度和凸起寬度相等的地方，此直徑稱為中徑。D1(d1)30°60°P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D(d)螺紋軸線P任務(wù)一：螺紋種類、基本牙型及參數(shù)⑷單一中徑

一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽寬度等于螺距基本尺寸一半的地方。當(dāng)螺距無(wú)誤差時(shí)，螺紋中徑就是螺紋單一中徑。當(dāng)螺距有誤差時(shí)，單一中徑與中徑不相等。⑸螺距（P）和導(dǎo)程（L=nP）螺距是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程是指同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。任務(wù)一：螺紋種類、基本牙型及參數(shù)⑺牙型角（α）與牙型半角（α/2）

牙型角是指在通過(guò)螺紋軸向剖面內(nèi)，兩相鄰牙側(cè)間的夾角。普通螺紋的理論牙型角為60°。牙型半角是指某一牙側(cè)與螺紋軸線的垂線之間的夾角。普通螺紋的理論牙型半角為30°。D1(d1)30°60°P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D(d)螺紋軸線P⑹原始三角形高度H和牙型高度5H/8

原始三角形頂點(diǎn)到底邊的垂直距離，牙型高度5H/8=牙頂高3H/8+牙底高2H/8任務(wù)一：螺紋種類、基本牙型及參數(shù)⑻螺紋升角ψ螺紋升角是指在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。它與螺距P和中徑d2之間的關(guān)系為：⑼螺紋旋合長(zhǎng)度

兩相配合螺紋，沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長(zhǎng)度。D1(d1)30°60°P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D(d)螺紋軸線P任務(wù)一：螺紋種類、基本牙型及參數(shù)

螺紋聯(lián)接要實(shí)現(xiàn)其互換性,必須保證良好的可旋合性和一定的聯(lián)接強(qiáng)度。

普通螺紋精度不高，主要作用是連接與傳動(dòng)，影響互換性的主要因素有：大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角五個(gè)指標(biāo)。任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響螺距誤差主要影響可旋合性、可連接性、可靠性(緊固)、傳動(dòng)精度(傳動(dòng)螺紋)和螺牙側(cè)面負(fù)荷均勻性等螺紋性能；牙型半角誤差主要影響可旋入性；中徑誤差影響可旋入性，連接緊密性，可靠性。螺紋旋合時(shí)主要表現(xiàn)在中徑d2的配合精度上，故常把螺距誤差Δp和牙型半角誤差Δ(/2)的影響折合在中徑上。螺紋互換性和配合性質(zhì)主要取決中徑。任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角這幾個(gè)參數(shù)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.螺紋的大徑和小徑處均留有空隙，一般不會(huì)影響配合性質(zhì)。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。任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響1.螺距誤差對(duì)互換性的影響

對(duì)緊固螺紋，螺距誤差主要影響螺紋的可旋合性和聯(lián)接的可靠性；對(duì)傳動(dòng)螺紋，螺距誤差直接影響傳動(dòng)精度，影響螺牙上載荷分布的均勻性。

分局部誤差和累積誤差兩種。前者是與旋合長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，后者與旋合長(zhǎng)度有關(guān)。n個(gè)螺牙長(zhǎng)度上的螺距累積誤差為保證旋合性，外螺紋中徑減去一個(gè)fp，或內(nèi)螺紋中徑加大一個(gè)fp螺距誤差的中徑補(bǔ)償值時(shí)：圖示理想內(nèi)螺紋，外螺紋具有螺距誤差任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響2.牙型半角誤差對(duì)互換性的影響螺紋牙型半角誤差也會(huì)影響螺紋的可旋合性與聯(lián)接強(qiáng)度。⑴外螺紋牙型半角小于內(nèi)螺紋牙型半角為了使有半角誤差的外螺紋能旋入內(nèi)螺紋，必須將外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值。牙型半角誤差的中徑補(bǔ)償值假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想牙型，內(nèi)、外螺紋的中徑及螺距都沒(méi)有誤差，但外螺紋的牙型半角有誤差。對(duì)普通螺紋：任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響⑵外螺紋牙型半角大于內(nèi)螺紋牙型半角為了使有半角誤差的外螺紋能旋入內(nèi)螺紋，必須將外螺紋的中徑減小一個(gè)數(shù)值。牙型半角誤差的中徑補(bǔ)償值的單位為分（’）（1分＝0.291×10－3rad，P的單位為mm，的單位為μm。任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響3.中徑偏差對(duì)互換性的影響

中徑偏差是指中徑實(shí)際尺寸與中徑基本尺寸的代數(shù)差。假設(shè)其他參數(shù)處于理想狀態(tài)，若外螺紋的中徑偏差小于內(nèi)螺紋的中徑偏差，就能保證內(nèi)外螺紋的旋合性；反之，就會(huì)產(chǎn)生干涉而難以旋合。但是，如果外螺紋的中徑過(guò)小，內(nèi)螺紋的中徑過(guò)大，則會(huì)削弱其聯(lián)結(jié)強(qiáng)度?？梢?jiàn)中徑偏差的大小直接影響著螺紋的互換性。任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響4.螺紋中徑合格性判斷原則⑴作用中徑的概念螺紋的作用中徑是在規(guī)定的旋合長(zhǎng)度內(nèi)，恰好包容實(shí)際螺紋的一個(gè)假想螺紋的中徑。該假想螺紋具有基本牙型的螺距、牙型半角和牙型高度，并在牙頂和牙底留有間隙，以保證不與實(shí)際螺紋的大小徑發(fā)生干涉。實(shí)際加工螺紋時(shí)，往往同時(shí)存在螺距誤差、牙型半角誤差和中徑偏差，這三種誤差的綜合結(jié)果可以用作用中徑來(lái)表示。對(duì)有和的外螺紋：對(duì)有和的內(nèi)螺紋：相當(dāng)于中徑增大相當(dāng)于中徑減小任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響對(duì)普通螺紋來(lái)說(shuō)，國(guó)標(biāo)中沒(méi)有單獨(dú)規(guī)定螺距和牙型半角公差，僅用內(nèi)、外螺紋的中徑公差（TD2、Td2）綜合控制實(shí)際中徑、螺距和牙型半角三項(xiàng)誤差，因而中徑公差是衡量螺紋互換性的重要指標(biāo)。任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響⑵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，而實(shí)際螺紋上任何部位的單一中徑不允許超出最小實(shí)體牙型的中徑。據(jù)中徑合格性判斷原則，合格螺紋應(yīng)滿足下列關(guān)系式：

對(duì)于外螺紋：d2作用≤d2maxd2單一≥d2min對(duì)于內(nèi)螺紋：D

2作用≥D

2min

D2單一≤D

2max任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響螺紋中徑合格性判斷示意圖對(duì)于外螺紋：d2作用≤d2maxd2單一≥d2min對(duì)于內(nèi)螺紋：

D

2作用≥D

2min

D2單一≤D

2max任務(wù)二：幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響舉例：在普通螺紋中，用螺紋中徑公差綜合控制中徑、螺距和牙型半角等幾何要素的誤差。在普通螺紋中，只須規(guī)定大徑、中徑和小徑的公差。由于外螺紋和內(nèi)螺紋的底徑（d1和D）是在加工時(shí)和中徑一起由刀具切出，其尺寸由刀具保證，因此不規(guī)定公差。螺紋公差中，只規(guī)定了外螺紋的大徑d（Td）、中徑d2

（Td2）和內(nèi)螺紋的小徑D1

（TD1）、中徑D2

（TD2）的公差等級(jí)和公差。1.螺紋的公差等級(jí)任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合普通螺紋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197—2003規(guī)定了螺紋的大、中、小徑的公差帶。螺紋的公差等級(jí)：6級(jí)是基本級(jí)；3級(jí)公差值最小，精度最高；9級(jí)精度最低。各級(jí)公差值見(jiàn)表《普通螺紋的基本偏差和頂徑公差》和表《普通螺紋的中徑公差》。由于內(nèi)螺紋的加工比較困難，同一公差等級(jí)內(nèi)螺紋中徑公差比外螺紋中徑公差大32%左右。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合不同公差等級(jí)螺紋公差值計(jì)算公式直徑公差（m）計(jì)算公式TdK(180P2/3-3.15P-1/2)Td2K90P0.4d0.1TD1K(433P-190P1.22)當(dāng)P=0.2～0.8時(shí)

K230P0.7當(dāng)P1時(shí)TD2K×90P0.4d0.11上表中：P和d的單位為mm，d為該螺紋直徑尺寸段的幾何平均值公差等級(jí)3456789K0.50.630.811.251.62任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合

普通螺紋的基本尺寸注：①直徑優(yōu)先選用第1系列，其次第2系列，第3系列盡可能不用；

②括號(hào)內(nèi)的螺距盡量不用；

③用黑體字表示的是粗牙螺紋任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合

普通螺紋的基本尺寸任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合螺紋的公差帶是以基本牙型為零線布置的，其位置如圖所示。螺紋的基本牙型是計(jì)算螺紋偏差的基準(zhǔn)。2.螺紋的基本偏差任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)內(nèi)螺紋只規(guī)定了兩種基本偏差G、H。基本偏差為下偏差EI。如上圖(a)、圖(b)所示。對(duì)外螺紋規(guī)定了四種基本偏差e、f、g、h，基本偏差為上偏差es。如上圖(c)、圖(d)所示。H和h的基本偏差為零，G的基本偏差值為正，e、f、g的基本偏差值為負(fù)，任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合按螺紋的公差等級(jí)（3～9）和基本偏差（G、H、e、f、g、h）可以組成很多公差帶，普通螺紋的公差帶代號(hào)由表示公差等級(jí)的數(shù)字和基本偏差字母組成，如6h、5G等，與一般的尺寸公差帶符號(hào)不同，其公差等級(jí)符號(hào)在前，基本偏差代號(hào)在后。3.螺紋的公差及其選用任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合注：帶“*”的公差帶優(yōu)先選用，不帶“*”的公差帶其次選用，加括號(hào)的公差帶盡量不用，大量生產(chǎn)的精制紫固螺紋推薦采用帶方框的公差帶。在生產(chǎn)中為了減少刀具、量具的規(guī)格和種類，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了既能滿足當(dāng)前需要而數(shù)量又有限的常用公差帶，如表所示。表中規(guī)定了優(yōu)先、其次和盡可能不用的選用順序。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合螺紋的配合精度分精密、中等和粗糙三個(gè)等級(jí)。①精密級(jí)螺紋主要用于要求配合性能穩(wěn)定的螺紋；②中等級(jí)用于一般用途的螺紋；③粗糙級(jí)用于不重要或難以制造的螺紋，如長(zhǎng)盲孔攻螺紋或熱軋棒上的螺紋。一般以中等旋合長(zhǎng)度下的6級(jí)公差等級(jí)為中等精度的基準(zhǔn)。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合由于短件易加工和裝配，長(zhǎng)件難加工和裝配，因此螺紋旋合長(zhǎng)度影響螺紋聯(lián)接件的配合精度和互換性。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)螺紋聯(lián)接規(guī)定了短、中等和長(zhǎng)三種旋合長(zhǎng)度，分別用S、N、L表示(見(jiàn)下表)，一般優(yōu)先選用中等旋合長(zhǎng)度。從表中可以看出，在同一精度中，對(duì)不同的旋合長(zhǎng)度，其中徑所采用的公差等級(jí)也不相同，這是考慮到不同旋合長(zhǎng)度對(duì)螺紋的螺距累積誤差有不同的影響。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合螺紋的旋合長(zhǎng)度與螺紋的精度密切相關(guān)。旋合長(zhǎng)度增加，螺紋半角誤差和螺距誤差就可能增加，以同樣的中徑公差值加工就會(huì)更困難，顯然，衡量螺紋的精度應(yīng)包括旋合長(zhǎng)度。內(nèi)外螺紋配合的公差帶可以任意組合成多種配合，在實(shí)際使用中，主要根據(jù)使用要求選用螺紋的配合。為保證螺母、螺栓旋合后同軸度較好和足夠的聯(lián)接強(qiáng)度，選用最小間隙為零的配合(H/h)；為了拆裝方便和改善螺紋的疲勞強(qiáng)度，可選用小間隙配合(H/g和G/h)。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合4.螺紋在圖樣上的標(biāo)注螺紋完整標(biāo)記由螺紋代號(hào)M、公稱直徑值、導(dǎo)程代號(hào)Ph（單線螺紋可省略）、螺距值、中徑公差帶代號(hào)、頂徑公差帶代號(hào)、旋合長(zhǎng)度代號(hào)和螺紋旋向代號(hào)LH（右旋省略）所組成。M6×0.75–5h6h–S–LH螺紋代號(hào)公稱直徑單線螺紋螺距中徑公差帶代號(hào)頂徑公差帶代號(hào)短旋合長(zhǎng)度左旋螺紋任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合標(biāo)記說(shuō)明：①螺紋代號(hào)：粗牙普通螺紋用“M”及公稱直徑表示，細(xì)牙普通螺紋應(yīng)加注螺距，用“×”連接；②螺紋公差帶代號(hào)：包括中徑公差帶代號(hào)和頂徑公差帶代號(hào)。若兩者代號(hào)相同，只標(biāo)注一個(gè)代號(hào)。若兩者代號(hào)不同，則前者為中徑公差帶代號(hào)，后者為頂徑公差帶代號(hào)；③旋合長(zhǎng)度代號(hào)：可標(biāo)注旋合長(zhǎng)度代號(hào)，也可直接標(biāo)注旋合長(zhǎng)度數(shù)值。當(dāng)采用中等旋合長(zhǎng)度時(shí)，“N”省略不標(biāo)；任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合④在下列情況下，中等精度螺紋不標(biāo)注其公差帶代號(hào)：Ⅰ內(nèi)螺紋：公稱直徑D≤1.4mm，公差帶代號(hào)為5H；公稱直徑D≥1.6mm,公差帶代號(hào)為6H；對(duì)螺距為0.2mm的螺紋，其公差等級(jí)為4級(jí)。Ⅱ外螺紋：公稱直徑d≤1.4mm，公差帶代號(hào)為6h；公稱直徑d≥1.6mm,公差帶代號(hào)為6g。⑤內(nèi)、外螺紋配合標(biāo)記：內(nèi)螺紋公差帶代號(hào)在前，外螺紋公差帶代號(hào)在后，中間用斜線分開。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合例1：M20—5g6g—S

表示普通外螺紋、公稱直徑20mm、粗牙螺紋、中徑公差帶5g、頂徑公差帶6g、旋合長(zhǎng)度為短旋合長(zhǎng)度S、右旋螺紋。例2：M10×1.5—6H—LH

表示普通內(nèi)螺紋、公稱直徑10mm、細(xì)牙螺紋、螺紋螺距為1.5mm、中徑和頂徑公差帶6H、旋合長(zhǎng)度為中等N、左旋螺紋。舉例：例3：M20×2—6H/5g6g—S

表示公差帶為6H的內(nèi)螺紋與公差帶為5g6g的外螺紋組成的配合。普通細(xì)牙螺紋，公稱直徑20mm、螺紋螺距2mm、旋合長(zhǎng)度為短旋合長(zhǎng)度S、右旋螺紋。舉例：在裝配圖上，內(nèi)外螺紋公差帶代號(hào)用斜線分開，左內(nèi)右外。如：M10×2—6H/5g6g。必要時(shí)，在螺紋公差帶代號(hào)之后加注旋合長(zhǎng)度代號(hào)S或L(中等旋合長(zhǎng)度代號(hào)N不標(biāo)注)，如：M10—5g6g—S。特殊需要時(shí)，可以標(biāo)注旋合長(zhǎng)度的數(shù)值，如：M10—5g6g—25螺紋的旋合長(zhǎng)度為25mm。任務(wù)三：普通螺紋的公差與配合舉例：1.綜合檢驗(yàn)指用量規(guī)對(duì)影響螺紋互換性的幾何參數(shù)偏差的綜合結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。

包括：使用普通螺紋量規(guī)通規(guī)和止規(guī)分別對(duì)被測(cè)螺紋的作用中徑（含底徑）和單一中徑進(jìn)行檢驗(yàn)；使用光滑極限量規(guī)對(duì)被測(cè)螺紋的實(shí)際頂徑進(jìn)行檢驗(yàn)。

檢驗(yàn)內(nèi)螺紋用：螺紋塞規(guī)檢驗(yàn)外螺紋用：螺紋環(huán)規(guī)任務(wù)四：普通螺紋檢測(cè)螺紋量規(guī)通規(guī)模擬被測(cè)螺紋的最大實(shí)體牙型，檢驗(yàn)被測(cè)螺紋的作用中徑是否超出其最大實(shí)體牙型的中徑，并同時(shí)檢驗(yàn)底徑實(shí)際