第九章-圆柱螺纹公差与检测1

第九章圆柱螺纹公差与检测联接动联接——被联接的零（部）件间可以有相对运动的联接。静联接：被联接的零（部）件间不允许有相对运动的联接。可拆联接：联接拆开时不破坏联接中的零件，可重新安装使用。不可拆联接：联接拆开时要破坏零件。螺纹联接；键联接；花键联接；销联接；等。铆钉联接；焊接；粘接；等第九章圆柱螺纹公差与检测第九章圆柱螺纹公差与检测第九章圆柱螺纹公差与检测在工业生产中，圆柱螺纹结合的应用很普遍，尤其是普通螺纹结合的应用极为广泛。普通螺纹国家标准：GB/T14791—1993《螺纹术语》GB/T192—2003《普通螺纹基本牙型》GB/T193—2003《普通螺纹直径与螺距系列》GB/T197—2003《普通螺纹公差》GB/T3934—2003《普通螺纹量规技术条件》JB/T2886—1992《机床梯形螺纹丝杠、螺母技术条件》本章主要介绍普通螺纹的公差、配合与检测以及机床梯形螺纹丝杠、螺母的精度和公差。§1概述一、螺纹的种类及使用要求螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。d21.形成:图3-1假想将一直角三角形绕到一圆柱体上，并使三角形的底边与圆柱体底面圆周相重合，则三角形斜边在圆柱体表面上形成一条螺旋线。第九章圆柱螺纹公差与检测§1概述螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。一、螺纹的种类及使用要求1.形成:第九章圆柱螺纹公差与检测§1概述1.紧固螺纹:牙型为三角形，有粗牙和细牙螺纹之分，主要用于联接或紧固各种机械零件(——可拆联接)。主要要求——良好的旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性（不松、不断裂）。一、螺纹的种类及使用要求根据螺纹的用途，可将其分为以下三类：第九章圆柱螺纹公差与检测§1概述2.传动螺纹:传动螺纹有梯形、锯齿形、矩形及三角形等几种牙形，主要用于传递动力、运动或位移。如丝杠和测微螺纹。主要要求——传递动力和运动的可靠性、准确性，螺纹牙侧接触均匀性和耐磨性等。另外，还必须有足够的传动灵活性与效率，有良好的稳定性、较小的空回误差和一定的间隙3.管螺纹：又称密封螺纹，用于密封的螺纹联接，主要用于水、油、气的密封。如联接管道用的螺纹。主要要求——螺纹结合应具有一定的过盈，以保证具有足够的联接强度和密封性——不漏水、不漏气、不漏油、。一、螺纹的种类及使用要求根据螺纹的用途，可将其分为以下三类：第九章圆柱螺纹公差与检测第九章圆柱螺纹公差与检测§1概述二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数普通螺纹的牙型是指在通过螺纹轴线的剖面上螺纹的轮廓形状，由等边原始三角形形成。基本牙型是将原始三角形的顶部和底部削去后所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。是规定螺纹极限偏差的基础。§1概述基本牙型：将原始三角形的顶部截去H/8，底部截去H/4所形成的理想牙型。螺纹轴线1、大径（D、d）与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的圆柱面的直径。国家标准规定大径的基本尺寸作为螺纹的公称直径。2、小径（D1、d1）与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的圆柱面的直径。顶径（D1或d）底径（D或d1）3、中径（D2、d2）中径是一个假想圆柱面的直径，该圆柱面的母线通过牙型上沟槽宽度和凸起宽度相等的地方。作用：用来确定螺纹的配合性质相结合的内、外螺纹中径的基本尺寸相等，即D２=d２。第九章圆柱螺纹公差与检测二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数§1概述基本牙型：螺纹轴线4、螺距（P）和导程（L）螺距——相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程——同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。L=nP5、牙型角(α)与牙侧角(α/2)牙型角——螺纹轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角牙侧角——指牙侧与螺纹轴线的垂线的夹角。2第九章圆柱螺纹公差与检测二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数§1概述6.单一中径D2sd2s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。中径线P-△PP-△P22P2单一中径外螺纹外螺纹d2m=d2s+（fp+fα/2）内螺纹D2m=D2s-（fp+fα/2）第九章圆柱螺纹公差与检测§1概述基本牙型：螺纹轴线7、螺纹接触高度——相互结合的内、外螺纹的牙型上，它们的牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向的距离，基本值等于5H/8。第九章圆柱螺纹公差与检测二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数8、螺纹旋合长度——两个相配合螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。第九章圆柱螺纹公差与检测§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响主要要求——良好的旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性（不松、不断裂）。对互换性有影响的因素是螺纹加工过程中几何参数产生误差，这些误差包括：螺纹中径偏差、螺距误差、牙型半角偏差一、螺纹直径偏差的影响•直径偏差—螺纹直径的实际尺寸与基本尺寸之差。•包括大径、小径和中径偏差。•对外螺纹，若直径比内螺纹大，必然影响旋合性；若直径过小，则会使牙侧间隙增大。联接强度降低。•由于螺纹的配合面是牙侧面，故中径偏差对螺纹互换性的影响最大。Δd2ΔD2——能保证内外螺纹的旋合性，影响联接的可靠性和紧密性。Δd2ΔD2——有可能产生干涉而难于旋合。第九章圆柱螺纹公差与检测§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响一、螺纹直径偏差的影响对互换性有影响的因素是螺纹加工过程中几何参数产生误差，这些误差包括：螺纹中径偏差、螺距误差、牙型半角偏差二、螺距偏差对互换性的影响螺距误差分为螺距偏差△P和螺距累积误差△P∑螺距偏差△P：是指单个螺距的实际值与其基本值之差，它与旋合长度无关。螺距累积偏差△P∑：在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧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。螺距累积偏差主要影响旋合性。•内螺纹为理想螺纹•外螺纹存在螺距累积误差外螺纹内螺纹△P∑△P∑△P∑＝｜L外－nP｜为使外螺纹能够旋入理想的内螺纹，应把外螺纹牙侧上的B点移至与内螺纹牙侧上的C点,螺纹的中径减小一个数值fpfp（或FP）＝1.732·△P∑第九章常用结合件的公差与检测(二)、普通螺纹几何参数对互换性的影响牙型半角偏差—是指牙型半角的实际值与其公称值（30°）之差。α1/2α2/2△α1/2＝α1/2－30°△α2/2＝α2/2－30°牙型半角偏差是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置误差。它对螺纹的旋合性和联接强度均有影响。3、牙型半角偏差对互换性的影响•内螺纹为理想螺纹•外螺纹存在牙侧角偏差左牙侧角偏差△α1＜0，右牙侧角偏差△α2＞0把外螺纹螺牙沿螺纹径向移至兰线处，可避开干涉区，螺纹的中径减小fαfα(或Fα)=0.073P(K1|△α1|+K2|△α2|)式中单位：P－mm△α1－分fα－μm外螺纹：3－2＋2＋3－内螺纹：2－3＋3＋2－第九章圆柱螺纹公差与检测§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响中径偏差直接影响螺纹的互换性，既影响旋合性又影响连接强度螺距累积误差主要影响旋合性，可将它差折算为中径当量，即fp（或FP）＝1.732·△P∑牙侧角偏差主要影响旋合性，也可将它折算为中径当量，即fα(或Fα)=0.073P(K1|△α1|+K2|△α2|)第九章圆柱螺纹公差与检测§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响四、螺纹作用对旋合性的影响螺纹加工后存在着中径本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差，可以用综合形成的作用中径来表示。作用中径——在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的假想螺纹的中径称为螺纹的作用中径。此假想螺纹具有基本牙型的螺距、半角及牙型高度，并在牙顶处和牙底处留有间隙，以保证不与实际螺纹的大、小径发生干涉。内螺纹D2m=D2a-(fp+fa/2)外螺纹d2m=d2a+(fp+fa/2)D2a、d2a——实际中径fp——螺距偏差的中径当量值fα/2——牙型半角的中径当量值第九章圆柱螺纹公差与检测§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响五、普通螺纹合格性的判断对于普通螺纹，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。国家标准中没有单独规定螺距和牙型半角公差，仅用内、外螺纹的中径公差综合控制实际中径、螺距和牙型半角三项偏差，因而中径公差是衡量螺纹互换性的重要指标，是一项综合公差。判断螺纹的合格性的方法主要取决于检测螺纹的手段，螺纹的检测手段有许多种，应根据螺纹的不同使用场合及螺纹加工条件，由产品设计者自己决定采用何种检验手段。由于螺距累积误差和牙侧角偏差可以折算到中径上，这样，可按泰勒原则判断螺纹的作用中径和单一中径的合格性。第九章圆柱螺纹公差与检测§2普通螺纹几何参数误差对互换性的影响五、普通螺纹合格性的判断泰勒原则：实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，并且实际螺纹任何部位的实际中径不允超出最小实体牙型的中径。对于外螺纹d2fe≤d2max且d2a≥d2min对于内螺纹D2fe≥D2min且D2a≤D2max泰勒原则与包容要求实质相同第九章圆柱螺纹公差与检测§3普通螺纹的公差与配合GB/T197—2003《普通螺纹公差》对基本大径为1~355、螺距基本值为0.2~8的普通螺纹规定了配合最小间隙为零以及具有保证间隙的螺纹公差带、旋合长度和公差精度。基本偏差（确定公差带位置）螺纹公差（确定公差带大小）螺纹公差带螺纹旋合长度（S、N、L）公差精度（精密、中等、粗糙）§3普通螺纹的公差与配合一、普通螺纹公差带螺纹公差带由其大小（公差等级）和相对于基本牙型的位置（基本偏差）所组成。国家标准GB/T197—2003对其作了有关规定。基本牙型－0线内螺纹——基本牙型的上方外螺纹——基本牙型的下方0内螺纹外螺纹公差带是沿基本牙型的牙侧、牙顶和牙底分布。第九章圆柱螺纹公差与检测一、普通螺纹公差带1.螺纹的基本偏差普通螺纹公差带是以基本牙型为零线布置的。其位置是指公差带相对于基本牙型的距离，由基本偏差来决定。内螺纹｝D2D1｛DGEI0HEI=0基本偏差是下偏差EITESEIG螺纹的基本偏差用来确定公差带相对于基本牙型的位置。与一般轴孔类似第九章圆柱螺纹公差与检测一、普通螺纹公差带｝D2D1｛DGEI0HEI=0基本偏差是下偏差EITESEIG基本牙型内螺纹EI=0ES=TH基本牙型第九章圆柱螺纹公差与检测1.螺纹的基本偏差一、普通螺纹公差带外螺纹d1d2｛defges0基本偏差是上偏差esTgfeesd2Td2/2es=0heiThTd/2Td2/21.螺纹的基本偏差第九章圆柱螺纹公差与检测基本牙形基本牙形GH内螺纹公差带外螺纹公差带efgh第九章圆柱螺纹公差与检测一、普通螺纹公差带2.螺纹的公差1.螺纹的基本偏差螺纹公差用来确定公差带的大小，它表示允许螺纹直径的尺寸变动范围。GB/T197—2003《普通螺纹公差》对螺纹中径和顶径规定的公差等级如下：内螺纹中径D24、5、6、7、8内螺纹小径D14、5、6、7、8外螺纹中径d23、4、5、6、7、8、9外螺纹大径d4、6、8各级公差值见附表9-2（顶径公差值与基本偏差值）和附表9-3（中径公差值）。国家标准中没有单独规定螺距和牙型半角公差，仅用内、外螺纹的中径公差综合控制实际中径、螺距和牙型半角三项偏差，因而中径公差是衡量螺纹互换性的重要指标，是一项综合公差。第九章圆柱螺纹公差与检测一、普通螺纹公差带将螺纹公差等级代号和基本偏差代号组合，就构成了螺纹公差带代号。例如：5H6H——表示内螺纹中径公差带代号为5H、顶径（小径）公差带代号为6H。6f——表示外螺纹中径与顶径（大径）公差带代号相同，均为6f。切记中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后。与一般轴孔相反。螺纹公差带的特点：1）螺纹公差带是以基本牙型为零线，沿牙侧、牙顶和牙底分布的公差带。2）大、中、小径的极限偏差和公差值一律