第9章_螺纹公差及检测

1、 1 1概述概述 2 2普通螺纹的公差及基本偏差；普通螺纹的公差及基本偏差； 3. 3. 标准推荐的公差带及其选用；标准推荐的公差带及其选用； 4. 4. 螺纹标记；螺纹标记； 第第9章章 螺纹公差及检测螺纹公差及检测 本章学习目的是了解普通螺纹互换性本章学习目的是了解普通螺纹互换性的特点及其公差标准的应用。学习要求是了的特点及其公差标准的应用。学习要求是了解普通螺纹主要几何误差对互换性的影响；解普通螺纹主要几何误差对互换性的影响；通过对螺纹公差带分布的分析，掌握普通螺通过对螺纹公差带分布的分析，掌握普通螺纹公差与配合的特点及螺纹精度的选择；掌纹公差与配合的特点及螺纹精度的选择；掌握螺纹的标记

2、和标注方法。握螺纹的标记和标注方法。第第9章章 螺纹公差及检测螺纹公差及检测螺纹结合是机械制造和仪器制造中应用很广泛螺纹结合是机械制造和仪器制造中应用很广泛的结合形式。的结合形式。螺纹按其用途可分为三类，其使用要求如下：螺纹按其用途可分为三类，其使用要求如下：1 1、普通普通( (紧固紧固) )螺纹螺纹 通常也称紧固螺纹，如公制普通螺纹等，通常也称紧固螺纹，如公制普通螺纹等，主要用于主要用于联接和紧固联接和紧固各种机械零件（例如用各种机械零件（例如用螺钉将轴承端盖固定在箱体上）。这类螺纹螺钉将轴承端盖固定在箱体上）。这类螺纹联接的使用要求是联接的使用要求是( (便于装配和拆换便于装配和拆换)

3、)和和。 螺纹按其用途可分为三类，其使用要求如下：螺纹按其用途可分为三类，其使用要求如下：2 2传动螺纹传动螺纹 这类螺纹通常用于传递运动或动力（例这类螺纹通常用于传递运动或动力（例如普通车床进给机构中的丝杠螺母副和滚动如普通车床进给机构中的丝杠螺母副和滚动螺旋传动的滚珠丝杠副）。传动螺纹都采用螺旋传动的滚珠丝杠副）。传动螺纹都采用圆柱螺纹结合。如梯型螺纹、丝杆等。螺纹圆柱螺纹结合。如梯型螺纹、丝杆等。螺纹联接的使用要求是联接的使用要求是或或。 螺纹按其用途可分为三类，其使用要求如下：螺纹按其用途可分为三类，其使用要求如下：3 3紧密螺纹紧密螺纹 这类螺纹用于这类螺纹用于密封联接密封联接。主要

4、用于使。主要用于使两个零件紧密连接而无泄漏的结合，如管螺两个零件紧密连接而无泄漏的结合，如管螺纹。对这类螺纹的使用要求是纹。对这类螺纹的使用要求是。达到不漏水、不漏气和不漏油的密封要。达到不漏水、不漏气和不漏油的密封要求。紧密螺纹多为三角形牙型的圆锥螺纹。求。紧密螺纹多为三角形牙型的圆锥螺纹。 基本牙型基本牙型螺距螺距P P原始三角形高度原始三角形高度H H大径大径D D或或d d小径小径D D1 1或或d d1 1中径中径D D2 2或或d d2 2牙型角牙型角和和牙型半角牙型半角/2/2螺纹旋合长度螺纹旋合长度D1(d1)3060P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D (d)螺纹轴

5、线螺纹轴线P基本牙型：基本牙型：螺纹的外观形状。有螺纹的外观形状。有三角形、矩形、梯形等多种形三角形、矩形、梯形等多种形式，以三角型为主。在原始三角形中去掉顶部式，以三角型为主。在原始三角形中去掉顶部H/8H/8，去掉底部去掉底部H/4H/4所形成的内、外螺纹共有的理论牙型，所形成的内、外螺纹共有的理论牙型，也是螺纹设计牙型的基础。也是螺纹设计牙型的基础。螺距螺距P P：相邻螺牙在中径处沿轴向距离。同一螺旋线相邻螺牙在中径处沿轴向距离。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上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程导程P Ph h，对多头螺纹，对多头螺纹P Ph h=nP

6、(n-=nP(n-头数头数) )，单头：，单头：P = PP = Ph h原始三角形高度原始三角形高度H H：原始三角形顶点到底边的垂直距离，原始三角形顶点到底边的垂直距离，H H = = 3 3P P/2/2大径大径d d或或D D：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。国家标准规定：公制普通螺纹大想圆柱面的直径。国家标准规定：公制普通螺纹大径的基本尺寸为径的基本尺寸为。大径是外螺纹的顶。大径是外螺纹的顶径径d d或内螺纹底径或内螺纹底径D D。（螺纹基本大径）。（螺纹基本大径）小径小径d d1 1或或D D1 1：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合

7、的假与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。小径是外螺纹的底径想圆柱面的直径。小径是外螺纹的底径d d1 1或内螺纹或内螺纹顶径顶径D D1 1。 （螺纹基本小径）（螺纹基本小径）中径中径d d2 2或或D D2 2：一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通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。若在基本牙过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。若在基本牙型上该圆柱的母线正好通过牙型上沟槽和凸起宽度型上该圆柱的母线正好通过牙型上沟槽和凸起宽度相等，且等于相等，且等于P/2P/2时，此时的中径称基本中径。时，此时的中径称基本中径。D1(d1)3060P/2P/4P/8H

8、/8HH/4D2(d2)D (d)螺纹轴线螺纹轴线P牙型角牙型角 和和牙型半角牙型半角 /2/2：在螺纹牙型上，两在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角称为牙型角。公制普通螺纹相邻牙侧间的夹角称为牙型角。公制普通螺纹的牙型角的牙型角 =60=60 ，牙型半角，牙型半角 /2=30/2=30 （牙侧与垂牙侧与垂直于螺纹轴线的垂线间夹角直于螺纹轴线的垂线间夹角）。）。螺纹旋合长度：螺纹旋合长度：两相配合螺纹，沿螺纹轴线方两相配合螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。向相互旋合部分的长度。 螺纹联接要实现其互换性螺纹联接要实现其互换性, ,必须保证良好的旋合必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。普通螺纹

9、精度不高，主要作用性和一定的联接强度。普通螺纹精度不高，主要作用是连接与传动，影响互换性的主要因素有是连接与传动，影响互换性的主要因素有、和和五个指标。五个指标。螺距误差主要影响可旋合性、可连接性、可靠性螺距误差主要影响可旋合性、可连接性、可靠性( (紧紧固固) )、传动精度、传动精度( (传动螺纹传动螺纹) )和螺牙侧面负荷均匀性等和螺牙侧面负荷均匀性等螺纹性能；螺纹性能；牙型半角误差主要影响可旋入性；牙型半角误差主要影响可旋入性；中径误差影响可旋入性，连接紧密性，可靠性。中径误差影响可旋入性，连接紧密性，可靠性。螺纹旋合时主要表现在中径螺纹旋合时主要表现在中径d d2 2的配合精度上，故常

10、把的配合精度上，故常把螺距误差螺距误差pp和牙型半角误差和牙型半角误差( /2)/2)的影响折合在中的影响折合在中径上。径上。螺纹互换性和配合性质主要取决螺纹互换性和配合性质主要取决中径中径。 螺纹联接要实现其互换性螺纹联接要实现其互换性, ,必须保证良好的旋合必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。普通螺纹精度不高，主要作用性和一定的联接强度。普通螺纹精度不高，主要作用是连接与传动，影响互换性的主要因素有是连接与传动，影响互换性的主要因素有、和和五个指标。五个指标。螺距误差主要影响可旋合性、可连接性、可靠性螺距误差主要影响可旋合性、可连接性、可靠性( (紧紧固固) )、传动精度、传动精度( (

11、传动螺纹传动螺纹) )和螺牙侧面负荷均匀性等和螺牙侧面负荷均匀性等螺纹性能；螺纹性能；牙型半角误差主要影响可旋入性；牙型半角误差主要影响可旋入性；中径误差影响可旋入性，连接紧密性，可靠性。中径误差影响可旋入性，连接紧密性，可靠性。螺纹旋合时主要表现在中径螺纹旋合时主要表现在中径d d2 2的配合精度上，故常把的配合精度上，故常把螺距误差螺距误差pp和牙型半角误差和牙型半角误差( /2)/2)的影响折合在中的影响折合在中径上。螺纹互换性和配合性质主要取决中径。径上。螺纹互换性和配合性质主要取决中径。螺纹的大径和小径处均留有空隙，一般不会影响配螺纹的大径和小径处均留有空隙，一般不会影响配合性质。合

12、性质。由于螺纹旋合后主要是依靠螺牙侧面工作，如果内、由于螺纹旋合后主要是依靠螺牙侧面工作，如果内、外螺纹的牙侧接触不均匀，就会造成负荷分布不均，外螺纹的牙侧接触不均匀，就会造成负荷分布不均，势必降低螺纹的配合均匀性和联接强度。因此势必降低螺纹的配合均匀性和联接强度。因此。 由上节我们看到，在普通螺纹中，对螺距和牙型由上节我们看到，在普通螺纹中，对螺距和牙型半角误差不单独规定公差，而是将它们折算到中径上半角误差不单独规定公差，而是将它们折算到中径上来控制。即来控制。即。在普通螺纹中，只须规定大径、中径和小径的公差。在普通螺纹中，只须规定大径、中径和小径的公差。由于外螺纹和内螺纹的底径（由于外螺纹

13、和内螺纹的底径（d d1 1和和D D）是在加工时和中）是在加工时和中径一起由刀具切出，其尺寸由刀具保证，因此不规定径一起由刀具切出，其尺寸由刀具保证，因此不规定公差。公差。螺纹公差中，只规定了外螺纹的螺纹公差中，只规定了外螺纹的、和内螺和内螺纹的纹的、的公差等级和公差。的公差等级和公差。螺纹直径螺纹直径公差等级公差等级内螺纹小径内螺纹小径D D1 14 4、5 5、6 6、7 7、8 8内螺纹中径内螺纹中径D D2 24 4、5 5、6 6、7 7、8 8外螺纹大径外螺纹大径d d4 4、6 6、8 8外螺纹中径外螺纹中径d d2 23 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9螺纹

14、公差等级螺纹公差等级( (摘自摘自GB/T 1972003)GB/T 1972003) 由表由表9-49-4可看到，同一公差等级中，内螺纹中径公可看到，同一公差等级中，内螺纹中径公差比外螺纹中径公差大差比外螺纹中径公差大32%32%左右，原因是内螺纹加工比左右，原因是内螺纹加工比外螺纹困难。外螺纹困难。不同公差等级螺纹公差值计算公式不同公差等级螺纹公差值计算公式上表中：上表中：P P和和d d的单位为的单位为mmmm，d d为该螺纹直径尺寸段的几何平均值为该螺纹直径尺寸段的几何平均值直径公差（直径公差（ m m）计算公式计算公式T Td d k k1 1(180P(180P2/32/3-3.1

15、5P-3.15P-1/2-1/2) )T Td d2 2 k k1 190P90P0.40.4d d0.10.1T TD1D1 k k1 1(433P-190P(433P-190P1.221.22) ) 当当P=0.20.8P=0.20.8时时 k k1 1230P230P0.7 0.7 当当P P 1 1时时T TD D2 2 k k2 2T Td d2 2公差等级公差等级3 34 45 56 67 78 89 9系数系数k k1 10.50.50.630.630.80.81 11.251.251.61.62 2系数系数k k2 20.850.851.061.061.321.321.71.7

16、2.122.12 零件的尺寸公差可由公差带表示，公差带有两零件的尺寸公差可由公差带表示，公差带有两个参数：一是公差带的大小（即宽度）；二是公差个参数：一是公差带的大小（即宽度）；二是公差带相对于零线的位置。国标已将它们标准化，形成带相对于零线的位置。国标已将它们标准化，形成标准公差和基本偏差两个系列。标准公差和基本偏差两个系列。国家标准国家标准GB/T 1972003 GB/T 1972003 普通螺纹普通螺纹 公差公差对螺对螺纹大径、中径和小径规定了相同的基本偏差。纹大径、中径和小径规定了相同的基本偏差。螺纹的基本牙型是计算螺纹偏差的基准，螺纹的基本牙型是计算螺纹偏差的基准，内、外螺内、外螺

17、纹公差带相对基本牙型位置由其基本偏差决定（如纹公差带相对基本牙型位置由其基本偏差决定（如同圆柱体尺寸同圆柱体尺寸O O线位置一样）。线位置一样）。对于外螺纹对于外螺纹 基本偏差为上偏差基本偏差为上偏差eses，下偏差，下偏差ei = es-Tei = es-T 在普通螺纹标准中，对外螺纹规定了四种公差带在普通螺纹标准中，对外螺纹规定了四种公差带位置，其基本偏差分别为位置，其基本偏差分别为e e、f f、g g、h h。 h h的基本偏差为零，的基本偏差为零，e e、f f、g g的基本偏差为负值。的基本偏差为负值。（等同基轴制）（等同基轴制）外螺纹公差带位置外螺纹公差带位置e基本牙型基本牙型e

18、sdd2es/2d1d3maxTTd2/2Td/2eifg0h基本牙型基本牙型Td/2Td2/2d3maxd1d2d0ei=Tes=0T对于内螺纹：对于内螺纹： 基本偏差为下偏差基本偏差为下偏差EIEI，上偏差，上偏差ES = EI+TES = EI+T 在普通螺纹标准中，对内螺纹规定了两种公差带在普通螺纹标准中，对内螺纹规定了两种公差带位置，其基本偏差分别为位置，其基本偏差分别为G G、H H。 H H的基本偏差为零，的基本偏差为零，G G的基本偏差为正值。（等同的基本偏差为正值。（等同基孔制）基孔制）内螺纹公差带位置内螺纹公差带位置0D2D1D基本牙型基本牙型GEIESTTD2/2TD1/

19、2EI/2ES=TDD2D1基本牙型基本牙型HTD2/2TD1/2EI=0T零件的公差带由标准公差和基本偏差所决定。按螺零件的公差带由标准公差和基本偏差所决定。按螺纹不同的公差带位置（纹不同的公差带位置（G G、H H、e e、f f、g g、h h）以及不）以及不同的公差等级（同的公差等级（3 3 9 9级）可组成各种不同的公差带。级）可组成各种不同的公差带。根据使用场合，螺纹分成三个精度等级：根据使用场合，螺纹分成三个精度等级： 精密级：用于精密螺纹 中等级：用于一般用途 粗糙级：用于制造螺纹比较困难或对精度要求不高的场合国标对螺纹的旋合长度进行了规定，分为短旋合长国标对螺纹的旋合长度进行

20、了规定，分为短旋合长度度S S、中旋合长度、中旋合长度N N、长旋合长度、长旋合长度L L三组，一般情况下三组，一般情况下应采用中旋合长度应采用中旋合长度N N 。在螺纹生产中，为了减少螺纹刀具和量规的品种及在螺纹生产中，为了减少螺纹刀具和量规的品种及规格，提高经济效益，国标规格，提高经济效益，国标GB/T 197-2003GB/T 197-2003规定了内规定了内、外螺纹的选用公差带，见、外螺纹的选用公差带，见P185P185表表9-99-9、表、表9-109-10。表。表中所列的内、外螺纹公差带中所列的内、外螺纹公差带分成推荐使用、优先选分成推荐使用、优先选用、常用和一般尽可能不用几个级别

21、在实际中选用用、常用和一般尽可能不用几个级别在实际中选用。螺纹公差带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的螺纹公差带的确定：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。组合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代号。如外螺纹：如外螺纹：6 6f f；内螺纹：；内螺纹：6 6H H。与普通尺寸标注有差与普通尺寸标注有差别。别。螺纹完整标记由螺纹代号螺纹完整标记由螺纹代号M M、公称直径值、导程代号、公称直径值、导程代号PhPh（单线螺纹可省略）、螺距值、中径公差带代号、（单线螺纹可省略）、螺距值、中径公差带代号、顶径公差带代号、旋合长度代号和螺纹旋向代号顶径公差带代号、旋合长度

22、代号和螺纹旋向代号LHLH（右旋省略）所组成。（右旋省略）所组成。M60.755h 6hSLH螺纹代号螺纹代号公称直径公称直径单线螺纹螺距单线螺纹螺距中径公差带代号中径公差带代号顶径公差带代号顶径公差带代号短旋合长度短旋合长度左旋螺纹左旋螺纹标记说明：标记说明： 螺纹代号：粗牙普通螺纹用螺纹代号：粗牙普通螺纹用“M”M”及公称直径表示，细牙普及公称直径表示，细牙普通螺纹应加注螺距，用通螺纹应加注螺距，用“”连接；连接； 螺纹公差带代号：包括中径公差带代号和顶径公差带代号。螺纹公差带代号：包括中径公差带代号和顶径公差带代号。若两者代号相同，只标注一个代号。若两者代号不同，则若两者代号相同，只标注

23、一个代号。若两者代号不同，则前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号；前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号； 旋合长度代号：可标注旋合长度代号，也可直接标注旋合旋合长度代号：可标注旋合长度代号，也可直接标注旋合长度数值。当采用中等旋合长度时，长度数值。当采用中等旋合长度时，“N”N”省略不标；省略不标；内、外螺纹配合标记：内螺纹公差带代号在前，外螺内、外螺纹配合标记：内螺纹公差带代号在前，外螺纹公差带代号在后，中间用斜线分开。纹公差带代号在后，中间用斜线分开。标注举例：标注举例： M205g6gSM205g6gS表示普通外螺纹、公称直径表示普通外螺纹、公称直径20mm20mm、粗牙螺纹

24、、中、粗牙螺纹、中径公差带径公差带5g5g、顶径公差带、顶径公差带6g6g、旋合长度为短旋合、旋合长度为短旋合长度长度S S、右旋螺纹、右旋螺纹 M10M101.56HLH1.56HLH 表示普通内螺纹、公称直径表示普通内螺纹、公称直径10mm10mm、细牙螺纹、螺、细牙螺纹、螺纹螺距为纹螺距为1.5mm1.5mm、中径和顶径公差带、中径和顶径公差带6H6H、旋合长度、旋合长度为中等为中等N N、左旋螺纹、左旋螺纹 M20M2026H/5g6gS26H/5g6gS表示公差带为表示公差带为6H6H的内螺纹与公差带为的内螺纹与公差带为5g6g5g6g的外螺的外螺纹组成的配合。普通细牙螺纹，公称直径纹组成的配合。普通细牙螺纹，公称直径20mm20mm、螺纹螺距螺纹螺距2mm2mm、旋合长度为短旋合长度、旋合长度为短旋合长度S S、右旋螺、右旋螺纹纹1 1）普通螺纹的主要术语和几何参数）普通螺纹的主要术语和几何参数基本牙型、大径（基本牙型、大径（D D、d d）、小径（）、小径（D D1 1、d d1 1）、）、中径（中径（D D2 2、d d2 2）、螺距（）、螺距（P P）、牙型角（）、牙型角（）与牙型半角（与牙型半角（/2/2）、螺纹旋合长度等。）、螺纹旋合长度等。2 2）普通螺纹公差等级：）普通螺纹公差等级：螺纹公差标准中，规定了螺纹公差标准中，规定了d d、d d2