螺纹公差及检测.ppt

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1、第九章 螺纹公差与检测,主要内容： 1、螺纹的种类和使用要求； 2、普通螺纹的主要几何参数； 3、螺纹几何参数偏差对互换性的影响； 4、普通螺纹公差查表举例。,一、螺纹的种类和使用要求 在机械制造中，螺纹联接和传动的应用有 很多，占有很重要的地位。根据其用途可分 为三类: 1. 普通螺纹(紧固螺纹) 2. 传动螺纹 3. 紧密螺纹,第一节 概述,普通（紧固）螺纹：,通常也称紧固螺纹，主要用于联接和紧固各种机械零件。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。,传动螺纹：,这类螺纹通常用于传递运动或动力。螺纹联接的使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性。,这类螺纹用于

2、密封联接。螺纹的使用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油。,紧密螺纹：,二螺纹部分术语与定义,1. 基本牙型：螺纹轴向剖面内的基本牙型。 其基本牙型是： 将原始三角形(等边三角形)的顶部截去H/8和底部截去H/4所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。,2螺距(P)：,螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。,3大径(D，d)：,大径是指与内螺纹牙底或外螺纹牙顶重合的假想圆柱面的直径。相结合的内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即D =d 。 内螺纹的大径D又称底径,外螺纹的大径d又称顶径。普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹公称直径尺寸。,4小径(D1，d1)：,小径是指与内螺纹牙顶或外螺纹牙底重合的

3、假想圆柱的直径。小径基本尺寸相等,即D=d1。内螺纹的小径D1又称顶径,外螺纹的小径d1又称底径。,5中径(D，d)：,中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等。相结合的内、外螺纹中径的基本尺寸相等，即D=d。,6单一中径(D2s，d2s)：,单一中径是指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地方的直径。用以表示螺纹中径的实际尺寸。,7牙型半角（/2）：,牙型半角是指在螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂直线间的夹角。普通螺纹的牙型半角为30。,8螺纹旋合长度：,螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋面接触部分的轴向长度。,第二节 普通螺纹公

4、差及基本偏差,一、普通螺纹的互换性 1.螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。 影响螺纹互换性的主要几何参数有五个:大径、小径、中径、螺距和牙型半角。 2. 螺纹的互换性和配合主要取决于中径。,二、 螺纹公差,国标在普通螺纹中，对螺距、牙型半角不单独规定公差， 而用中径公差来综合控制中径、螺距、牙型半角等几何要素 的误差。 螺纹中径公差实际包括3部分： 1）中径公差； 2）螺距误差的允许值在中径上的影响量； 3）牙型半角误差的允许值在中径上的影响量。 国标在普通螺纹中，为了满足互换性要求，规定了大径、 中径、小径公差。 对于外螺纹和内螺纹的底径（d1和D）由于在加工中和

5、中 径一起由刀具切出，尺寸由刀具保证，故不规定公差。螺纹 公差只规定：D1、D2、d、d2四项。见P178 表91、P179 表92普通螺纹中径公差。,三、螺纹基本偏差,普通螺纹标准规定： 1）内螺纹规定两种公差带位置： 基本偏差分别为：G、H 2）外螺纹规定四种公差带位置： 基本偏差分别为： e、f、g、h（其值由表96计算见P181）,第三节 标准推荐的公差带及其选用,1.螺纹公差带位置、公差等级及代号 1）公差带位置：G, H，e，f，g，h 2） 公差等级：39级 P179 表93 3）公差带代号：6H，5g 2.内、外螺纹选用公差带 1）内螺纹选用公差带见P183 表99 其中中等精

6、度的6H，为推荐使用的公差带。 2）外螺纹选用公差带见P183 表910 其中中等精度的6g，为推荐使用的公差带。,第四节 螺纹标记,完整的螺纹标记由 1）螺纹代号M 2）螺纹公称直径 3）导程代号Ph（单线螺纹可以省略） 4）螺距值（普通粗牙螺纹可以省略） 5）中径公差带代号 6）顶径公差带代号（当其公差带与中径相同，可以省略） 7）旋入长度代号（为中等旋合长度N时，可以省略） 8）螺纹旋向代号LH（右旋省略）。 按以上次序进行螺纹的标记 在螺距代号后的各代号中间用“”隔开（顶中、径之间除外）。 举例： 外螺纹：M205g6g 内螺纹：M201.56HLH 内外螺纹配合时：M2026H/5g

7、6g,例：螺纹代号分别为：M105g6g 和M20 x26H，试通过查表分别标注出两螺纹的顶径和中径上下偏差。 1） M105g6g ：为外螺纹，螺距为1.5mm 顶径（大径）为10mm，基本偏差代号为g，公差等级6级。 中径基本偏差代号为g，公差等级5级 确定（顶径）大径的上、下偏差 查表97（P182）：1.5mm螺距，g的基本偏差： 上偏差:es=-0.032 查表95（P181）：6级公差值T=0.3 则其下偏差ei=es-T=-0.032-0.3=-0.332,表94、95、97的应用举例,确定中径的上、下偏差 查表97（P182）： 1.5mm螺距基本偏差g为上偏差 ：es=-0.

8、032 查表94：公称直径 11.2，1.5mm螺距，5级公 差值T0.106 中径的下偏差ei=es-T=-0.032-0.106=-0.138 2) M20 x26H：为内螺纹，螺距为2mm，中径、顶 径的基本偏差均为H，均为6级 确定（顶径）小径的上、下偏差 查表97(P182)：2mm螺距，H的基本偏差为下差: EI0 查表93：6级公差值T=0.375, 则其上偏差ES=T+EI=0.375+0=0.375 确定中径的上、下偏差 H的基本偏差为下偏差EI0 查表94(P181)：公称直径11.222.4，2mm螺距，6级 公差值T0.212 中径的上偏差ES=T+EI=0+0.224

9、=+0.212,第五节 梯形螺纹简述（略）第六节 螺纹检测（略）,本章结束,2螺距偏差的影响（1）：,螺距偏差可分为单个螺距偏差和螺距累积偏差两种。 单个螺距偏差：是指单个螺距的实际值与其基本值之代数差，它与旋合长度无关。 螺距累积偏差：是指在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧与中径线交点间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。螺距累积偏差对互换性的影响更为明显。,2螺距偏差的影响（2）：,如图所示，假设内螺纹具有基本牙型，仅与存在螺距偏差的外螺纹结合。外螺纹N个螺距的累积误差为P(m)。内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合。为防止干涉，为使具有P的外螺纹旋入理想的内螺纹,就必须使外

10、螺纹的中径减小一个数值fp (m)。,L理论=nP,L实际=nP1,P,fp/2,螺距累积偏差对旋合性的影响示例（1）：,内螺纹,外螺纹,螺距累积偏差对旋合性的影响示例（2）：,2螺距偏差的影响（3）：,同理，假设外螺纹具有基本牙型，与仅存在螺距偏差的内螺纹与其结合。设在N个螺牙的旋合长度内，内螺纹存在P。为保证旋合性，就必须将内螺纹中径增大一个数值fp。fp就是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的数值，称为螺距误差的中径当量。两种情况下的当量计算公式为：,返回,3牙型半角偏差的影响（1）：,牙型半角偏差是指牙型半角的实际值对公称值的代数差，是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置误差。对螺纹的旋合性和联

11、接强度均有影响。牙型半角偏差对旋合性的影响如图所示。,牙型半角偏差对旋合性影响示例：,3牙型半角偏差的影响（1）：,外螺纹：外螺纹存在牙型半角偏差时，必须将外螺纹牙型沿垂直螺纹轴线的方向下移，从而使外螺纹的中径减小一个数值f/2。 内螺纹：内螺纹存在牙型半角偏差时，必须将内螺纹中径增大一个数值f/2，该值称为牙型半角偏差的中径当量。 牙型半角偏差的计算公式如教材P178示。,返回,4普通螺纹实现互换性的条件,作用中径：,作用中径：在旋合时，在旋合长度内实际起作用的中径。 作用中径的度量：在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的一个理想内（外）螺纹的中径称为外（内）螺纹作用中径d2m（D2

12、m），它可以表达为： 外螺纹： 内螺纹：,中径公差： 对于普通螺纹，影响其互换性的主要参数是中径、螺距和牙型半角。由于螺距偏差和牙型半角偏差对螺纹互换性的影响均可以折算成中径当量，并与中径尺寸偏差形成作用中径。考虑到作用中径的存在，可以不单独规定螺距公差和牙型半角公差，而仅规定一项中径公差，用以控制中径本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差的综合影响。,螺纹中径合格性判断原则：,由于作用中径的存在以及螺纹中径公差的综合性，因此中径合格与否是衡量螺纹互换性的主要依据。判断中径的合格性应遵循泰勒原则: 实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径。

13、用表达式即为： 外螺纹： 内螺纹：,d2min,Td2,d2max,d2m,d2s,fp,F/2,TD2,D2s,D2m,fp,F/2,D2，d2,D2max,D2min,内螺纹,外螺纹,螺纹中径合格性判断示例：,例1、有一螺栓M2426h，中径基本尺寸d2 =22.701 mm，测得其单一中径d2S=25.5mm，螺距误差P=+35m，牙型半角误差/2（左）=-30，/2（右）= +65，试判断其合格性。 解：1）查附表9-29-3， 得： 中径上偏差 es=0 中径公差 Td 2= 170m， 经计算可得外螺纹中径极限尺寸 d2max =22.701 mm， d2 min =22.531

14、mm， 2）计算螺距累积偏差和牙型半角误差的中径当量及作用中径为 f P= 1.73235m= 0.061mm f a/2 =0.0732（3-30+265）m=0.032 mm = 25.5+0.061+0.032=25.593mm 3）判断合格性 d2m=25.593mmd2max =22.701 mm， d2S=25.5mmd2 min =22.531 mm， 故该螺纹中径不合格。,四、普通螺纹的精度设计,1、螺纹公差带 :,公差带的大小和公差等级：公差带的大小由公差值确定，表示螺纹中径尺寸的允许变动量。内外螺纹中径的公差等级见教材P156表9-1。其中6级为基本级。 公差带的位置和基本

15、偏差 :公差带的位置是指公差带相对与基本牙型的距离，该距离由基本偏差决定。规定内螺纹的下偏差（EI）和外螺纹的上偏差（es）为基本偏差。对内螺纹规定代号为H和G的两种基本偏差；对外螺纹规定代号为e、f、g、h四种基本偏差。基本偏差值见教材P157表9-3。,螺纹中径和顶径的基本偏差：,2、螺纹公差等级与旋合长度(1)：,螺纹结合的精度不仅与螺纹公差带大小有关，还与螺纹的旋合长度有关。旋合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较难旋合，且加工长螺纹比短螺纹难以保证精度。因此对不同的旋合长度规定不同大小的公差带，旋合长度是螺纹精度设计中必须考虑的因素。,2、螺纹公差等级与旋合长度(2)：,国标中规定了不同

16、直径和螺距所对应的旋合长度，分为短（S）、中（N）、长（L）三种旋合长度。见教材P158表9-4、9-5。 国标按螺纹公差等级和旋合长度规定了三种类型的公差带，分别是精密级、中等级和粗糙级，代表着不同的加工难度。见教材P158表9-4、9-5。,3、螺纹精度设计(1)：,结合精度的确定： 精密级用于精密联结螺纹。 中等级用于一般用途联结。 粗糙级用于要求不高及制造困难的螺纹。 旋合长度的确定：一般多用N组。根据公称直径和螺距选择。见教材P158表9-4、9-5 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。,3、螺纹精度设计(1)：,配合的选用：理论上，表中的内外螺纹可以构成各种配合，但从保证足够的接触高度出发，最好选用H/g、H/h、G/h的配合。 表面粗糙度：国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。 一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即内螺纹公差带常选6H、外螺纹公差带6h、6g应用较广。,4、普通螺纹的标记：,完整的螺纹标记由螺纹代号（含螺纹公称直径、螺距、）、螺纹公差等级代号（按中径、顶径顺序）和螺纹旋合长度组成，中间用“”隔开。 举例： 外螺纹：M205g6gS 内螺纹：M201.5左6H 内外螺纹配合时：M2026H/5g6gS,