《公差配合与测量技术》图文课件第6章.ppt
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1、公差配合与测量技术公差配合与测量技术1第第6 6章章 普通螺纹公差配合与检测普通螺纹公差配合与检测 本章主要内容为本章主要内容为:v普通螺纹公差配合概述普通螺纹公差配合概述v螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响v普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合v普通螺纹公差配合概述普通螺纹公差配合概述2 螺纹联接在机械产品中应用很广,主要用于紧固连接、螺纹联接在机械产品中应用很广,主要用于紧固连接、密封、传递力和运动等场合。目前,螺纹联接的国家标准密封、传递力和运动等场合。目前,螺纹联接的国家标准主要有:主要有:GB/T 1922003 GB/T 1922003 普通螺
2、纹普通螺纹 基本牙型基本牙型 GB/T 1932003 GB/T 1932003 普通螺纹普通螺纹 直径与螺距系列直径与螺距系列 GB/T 1962003 GB/T 1962003 普通螺纹普通螺纹 基本尺寸基本尺寸 GB/T 1972003 GB/T 1972003 普通螺纹普通螺纹 公差公差 GB/T 91442003 GB/T 91442003 普通螺纹普通螺纹 优选系列优选系列 GB/T 25162003 GB/T 25162003 普通螺纹普通螺纹 极限偏差极限偏差 GB/T 91452003 GB/T 91452003 普通螺纹普通螺纹 中等精度、优选系中等精度、优选系列的极限尺寸
3、列的极限尺寸 GB/T 91462003 GB/T 91462003 普通螺纹普通螺纹 粗糙精度、优选系粗糙精度、优选系列的极限尺寸列的极限尺寸31 1)普通螺纹)普通螺纹普通螺纹又称为紧固螺纹,主要用于紧固或连接零件。普通螺纹又称为紧固螺纹,主要用于紧固或连接零件。2 2)传动螺纹)传动螺纹传动螺纹一般用于传递动力和位移。传动螺纹一般用于传递动力和位移。3 3)紧密螺纹)紧密螺纹紧密螺纹又称为密封螺纹,主要用于要求两个零件间紧紧密螺纹又称为密封螺纹,主要用于要求两个零件间紧密配合且无泄漏的场合。密配合且无泄漏的场合。6.1 普通螺纹公差配合概述普通螺纹公差配合概述1.螺纹种类及使用要求螺纹种
4、类及使用要求42.2.普通螺纹的基本牙型和几何参数普通螺纹的基本牙型和几何参数1 1)普通螺纹的基本术语)普通螺纹的基本术语(1 1)螺纹。在圆柱表面上,沿螺旋线形成的具有相)螺纹。在圆柱表面上,沿螺旋线形成的具有相同剖面的连续凸起和沟槽称为螺纹。在圆柱外表面形同剖面的连续凸起和沟槽称为螺纹。在圆柱外表面形成的螺纹为外螺纹,在圆柱内表面形成的螺纹为内螺成的螺纹为外螺纹,在圆柱内表面形成的螺纹为内螺纹。螺纹两侧面间凸起的实体部分称为牙,如图纹。螺纹两侧面间凸起的实体部分称为牙,如图6-16-1所示。沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹,沿两条所示。沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹,沿两条或两条以上螺
5、旋线形成的螺纹为多线螺纹,螺旋线在或两条以上螺旋线形成的螺纹为多线螺纹,螺旋线在轴向等距分布。轴向等距分布。5图6-1 内螺纹和外螺纹外形 6(2 2)牙顶、牙底和牙侧。如图)牙顶、牙底和牙侧。如图6-26-2所示,在螺纹凸起所示,在螺纹凸起部分的顶端连接相邻两个侧面的那部分螺纹表面为牙部分的顶端连接相邻两个侧面的那部分螺纹表面为牙顶。在螺纹沟槽部分的底部连接相邻两个侧面的那部顶。在螺纹沟槽部分的底部连接相邻两个侧面的那部分螺纹表面为牙底。连接牙顶和牙底那部分螺纹的侧分螺纹表面为牙底。连接牙顶和牙底那部分螺纹的侧表面为牙侧,通过轴线剖面上的牙侧为直线。表面为牙侧,通过轴线剖面上的牙侧为直线。图
6、6-2 螺纹牙型结构 72)基本牙型)基本牙型普通螺纹的基本牙型是指通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮普通螺纹的基本牙型是指通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状,它决定了螺纹的几何参数。廓形状,它决定了螺纹的几何参数。普通螺纹牙型是以两个贴合着且其底边平行于螺纹轴线普通螺纹牙型是以两个贴合着且其底边平行于螺纹轴线的等边三角形(即原始三角形)为基础的,如图的等边三角形(即原始三角形)为基础的,如图6-3所所示。它的边长为示。它的边长为P,高为,高为H。将其底部截去。将其底部截去H/4,顶部截,顶部截去去H/8,便形成了普通螺纹的牙型轮廓,如图,便形成了普通螺纹的牙型轮廓,如图6-4所示。所示。在图在图6-4
7、中,中,D、D2和和D1分别为内螺纹的大径、中径和分别为内螺纹的大径、中径和小径,小径,d、d2和和d1分别为外螺纹的大径、中径和小径,分别为外螺纹的大径、中径和小径,P为螺距。为螺距。8图6-3 原始三角形 图6-4 普通螺纹的基本牙型 93)普通螺纹的几何参数)普通螺纹的几何参数(1)大径。与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱)大径。与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径称为大径的直径称为大径D或或d,位于原始三角形的上部,位于原始三角形的上部H/8削平处。削平处。国家标准规定米制普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称国家标准规定米制普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称直径。直径。(2)
8、小径。与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱)小径。与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径称为小径的直径称为小径D1或或d1,位于原始三角形的下部,位于原始三角形的下部H/4削平削平处。处。(3)中径。中径)中径。中径D2或或d2是一个假想圆柱的直径,该圆柱是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。10(4)牙型角和牙型半角。牙型角)牙型角和牙型半角。牙型角是指通过螺纹轴线剖面是指通过螺纹轴线剖面内的螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角,普通米制螺纹的牙内的螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角,普通米制螺纹的牙型角型角=60。牙型半角
9、。牙型半角/2是指通过螺纹轴线剖面内的螺纹是指通过螺纹轴线剖面内的螺纹牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。(5)螺距与导程。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴)螺距与导程。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距向距离称为螺距P。在同一螺旋线上相邻两牙在中径线上。在同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程。若螺纹是有对应两点间的轴向距离称为导程。若螺纹是有n条螺旋线条螺旋线的多线螺纹,则导程为的多线螺纹,则导程为nP。(6)单一中径。单一中径)单一中径。单一中径D2s或或d2s是指一个假想圆柱的直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
10、度等于基本螺距(螺径,该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于基本螺距(螺距的基本尺寸)的一半的地方。距的基本尺寸)的一半的地方。11(7 7)作用中径。在规定的旋合长度内恰好包容实际螺纹)作用中径。在规定的旋合长度内恰好包容实际螺纹线的一个假想螺纹的中径。这个假想的螺纹具有基本牙型线的一个假想螺纹的中径。这个假想的螺纹具有基本牙型的螺距、半角以及牙型高度,并且在牙型顶部和底部留有的螺距、半角以及牙型高度,并且在牙型顶部和底部留有间隙以保证不和实际螺纹的大、小径发生干涉。间隙以保证不和实际螺纹的大、小径发生干涉。(8 8)螺纹升角。在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺)螺纹升角。在中径圆柱上螺旋线的切
11、线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角为螺纹升角,如图纹轴线的平面的夹角为螺纹升角,如图6-56-5所示。它与所示。它与P P和和d d2 2的关系为的关系为(9 9)旋合长度。螺纹旋合长度是指两个相配合的螺纹沿)旋合长度。螺纹旋合长度是指两个相配合的螺纹沿着螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。着螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。126.2 螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响螺纹加工中由于加工刀具和机床传动链误差等原因,会引螺纹加工中由于加工刀具和机床传动链误差等原因,会引起中径误差、螺距误差和牙型半角误差等,继而影响螺纹起中径误差、螺距误差和牙型半角误差等,继而影响螺纹的
12、使用性能。如即螺纹的旋合性和连接强度等。的使用性能。如即螺纹的旋合性和连接强度等。图6-5 螺纹升角 131.普通螺纹中径偏差对螺纹互换性的影响普通螺纹中径偏差对螺纹互换性的影响中径偏差是指中径实际尺寸(以单一中径体现)与中径基中径偏差是指中径实际尺寸(以单一中径体现)与中径基本尺寸的代数差。本尺寸的代数差。中径偏差直接影响螺纹的使用性能。中径偏差直接影响螺纹的使用性能。2.螺距偏差对螺纹互换性的影响螺距偏差对螺纹互换性的影响螺距偏差分单个螺距偏差和螺距累积偏差两种。螺距偏差分单个螺距偏差和螺距累积偏差两种。前者前者指单指单个螺距的实际尺寸与基本尺寸之差;个螺距的实际尺寸与基本尺寸之差;后者后
13、者指旋合长度内任指旋合长度内任意两个牙之间在中径线上对应点沿轴向距离的实际尺寸与意两个牙之间在中径线上对应点沿轴向距离的实际尺寸与基本尺寸间的差值。后者对螺纹的旋合性影响更明显。如基本尺寸间的差值。后者对螺纹的旋合性影响更明显。如图图6-6所示,假设内螺纹具有理想牙型,与其相配合的外所示,假设内螺纹具有理想牙型,与其相配合的外螺纹只有螺距误差,且螺距螺纹只有螺距误差,且螺距P外稍大于外稍大于P,则在几个螺牙,则在几个螺牙旋合长度内,外螺纹的轴向距离旋合长度内,外螺纹的轴向距离L外外=nP外,而内螺纹的外,而内螺纹的轴向距离轴向距离L内内=nP,因此,外螺纹累积误差为,因此,外螺纹累积误差为P=
14、nP外外-nP 143.3.牙型偏差对螺纹互换性的影响牙型偏差对螺纹互换性的影响牙型半角偏差是指牙型半角的实际值与公称值的代数差,牙型半角偏差是指牙型半角的实际值与公称值的代数差,如图如图6-76-7所示。所示。牙型半角偏差和螺距偏差可以折算成中径当量,通过增大牙型半角偏差和螺距偏差可以折算成中径当量,通过增大或减小中径来弥补,因此,可以不规定螺距公差和牙型半或减小中径来弥补,因此,可以不规定螺距公差和牙型半角偏差,而只规定一项中径公差以控制中径本身的偏差、角偏差,而只规定一项中径公差以控制中径本身的偏差、螺距偏差和牙型半角偏差的综合结果螺距偏差和牙型半角偏差的综合结果。图6-6 螺距累积误差
15、对旋合性的影响 15图6-7 牙型半角误差 164.4.螺纹作用中径及中径合格条件螺纹作用中径及中径合格条件从互换性角度来看,螺纹的基本几何参数有五个,即从互换性角度来看,螺纹的基本几何参数有五个,即大径、大径、小径、中径、螺距和牙型半角小径、中径、螺距和牙型半角。当外螺纹有了螺距误差及牙型半角误差时,在规定的旋合当外螺纹有了螺距误差及牙型半角误差时,在规定的旋合长度内,只能与一个中径较大的理想内螺纹旋合,这个假长度内,只能与一个中径较大的理想内螺纹旋合,这个假想内螺纹的中径称为螺纹的作用中径想内螺纹的中径称为螺纹的作用中径d2d2作用。外螺纹的作作用。外螺纹的作用中径等于外螺纹的实际中径与螺
16、距误差及牙型半角误差用中径等于外螺纹的实际中径与螺距误差及牙型半角误差的中径当量之和,即的中径当量之和,即内螺纹的作用中径等于内螺纹的实际中径与螺距误差及牙内螺纹的作用中径等于内螺纹的实际中径与螺距误差及牙型半角误差的中径当量之差,即型半角误差的中径当量之差,即 17对于普通螺纹来说,没有单独规定螺距及牙型半角的公差对于普通螺纹来说,没有单独规定螺距及牙型半角的公差而规定了一个中径公差。中径公差同时用来限制中径、螺而规定了一个中径公差。中径公差同时用来限制中径、螺距及牙型半角三个要素的综合误差,以保证可旋合性和连距及牙型半角三个要素的综合误差,以保证可旋合性和连接的可靠性,因此,中径公差是衡量
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