第10章螺纹公差

1、学习要求：学习要求：了解螺纹的分类及作用了解螺纹的分类及作用熟悉螺纹的基本参数熟悉螺纹的基本参数掌握螺纹公差带、基本偏差的选择方法掌握螺纹公差带、基本偏差的选择方法掌握螺纹的标记方法掌握螺纹的标记方法重点：重点：螺纹公差带、基本偏差的选择方法螺纹公差带、基本偏差的选择方法第十章第十章 螺纹公差螺纹公差1. 联结螺纹联结螺纹 联结螺纹又称联结螺纹又称紧固螺纹紧固螺纹。其作用是使零件相互连接或紧。其作用是使零件相互连接或紧固成一体，并可拆卸。固成一体，并可拆卸。 对这类螺纹的要求主要是对这类螺纹的要求主要是可旋合性和联接可靠性可旋合性和联接可靠性，有些，有些还要求还要求有密封性有密封性。 旋合性旋

2、合性是指相同规格的螺纹易于旋入或拧出，以便装配是指相同规格的螺纹易于旋入或拧出，以便装配或拆卸。或拆卸。联接可靠性联接可靠性是指有足够的连接强度是指有足够的连接强度,接触均匀，螺纹不接触均匀，螺纹不易松脱。易松脱。 螺纹的种类繁多，按用途可分为螺纹的种类繁多，按用途可分为联结螺纹联结螺纹(紧固螺纹紧固螺纹) 、传动螺纹传动螺纹和和紧密螺纹（密封螺纹）紧密螺纹（密封螺纹）三类。按三类。按牙型牙型可分为三可分为三角角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 概述概述2. 传动螺纹传动螺纹 传动螺纹有传动螺纹有传力螺杆和传位移丝杠传力螺杆和传位移丝杠两种，它

3、们与螺母结合，两种，它们与螺母结合，通过相对运动传递通过相对运动传递力矩和位移力矩和位移。 传力螺杆传力螺杆如千斤顶的起重螺杆、摩擦压力机的传动螺杆，如千斤顶的起重螺杆、摩擦压力机的传动螺杆，主要用来传递载荷，也使被传物体产生位移，但对所移位置主要用来传递载荷，也使被传物体产生位移，但对所移位置没有严格要求。这类螺纹结合需有足够的强度。没有严格要求。这类螺纹结合需有足够的强度。 传位移丝杠传位移丝杠如机床进给机构中的微调丝杠、计量器具如机床进给机构中的微调丝杠、计量器具中的测微丝杠，主要用来传递位移，故要求传动准确。中的测微丝杠，主要用来传递位移，故要求传动准确。 传动螺纹的传动螺纹的牙型牙型

4、常用常用梯形、锯齿形、矩形和三角形梯形、锯齿形、矩形和三角形。 3.紧密螺纹：紧密螺纹： 紧密螺纹是指用于有密封要求的螺纹联接。紧密螺纹是指用于有密封要求的螺纹联接。 如液压、气动、管道等联接螺纹。要求螺纹具有良如液压、气动、管道等联接螺纹。要求螺纹具有良好的旋合性和密封性，使用过程中不得漏油、漏水、漏好的旋合性和密封性，使用过程中不得漏油、漏水、漏气。气。 按按GB 192-1981GB 192-1981规定，基本牙型定义在规定，基本牙型定义在轴向剖面轴向剖面上。将上。将正三角形正三角形( (原始三角形原始三角形) )截去顶部和底部所形成的螺纹牙型。截去顶部和底部所形成的螺纹牙型。 内、外螺

5、纹的大径、中径、小径的基本尺寸都在基本内、外螺纹的大径、中径、小径的基本尺寸都在基本牙型上定义。牙型上定义。一、一、 螺纹部分术语及定义螺纹部分术语及定义第二节第二节 螺纹的几何参数螺纹的几何参数螺距螺距P与导程与导程Ph (L)在螺纹中径线（中径所在圆柱面的母线）上，相邻在螺纹中径线（中径所在圆柱面的母线）上，相邻两牙对应点间的一段轴向距离称为两牙对应点间的一段轴向距离称为螺距螺距。用用P表示。表示。螺距与导程不同，导程是指同螺距与导程不同，导程是指同一条螺旋线一条螺旋线在中径线上在中径线上相邻两牙对应点之间的轴向距离，用相邻两牙对应点之间的轴向距离，用Ph 表示。表示。对单线螺纹对单线螺纹

6、，导程，导程Ph和螺距和螺距P相等。即：相等。即： Ph =P 对多线螺纹对多线螺纹，导程，导程L等于螺距等于螺距P与螺纹线数与螺纹线数n的积，即：的积，即：Ph =nP 原始三角形高度原始三角形高度H 原始三角形高度为原始三角形的顶点原始三角形高度为原始三角形的顶点到底边的距离。到底边的距离。H与螺纹螺距与螺纹螺距P的的几何关系几何关系为：为： 1. 大径大径D（d） 螺纹的大径是指在基本牙型上螺纹的大径是指在基本牙型上,外螺纹的牙顶外螺纹的牙顶（或内螺纹的牙底）所在的假想圆柱的直径。（或内螺纹的牙底）所在的假想圆柱的直径。 内、外螺纹的大径分别用内、外螺纹的大径分别用D、d表示。外螺纹的大

7、径又称外表示。外螺纹的大径又称外螺纹的顶径。螺纹的顶径。国标规定：螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称直国标规定：螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称直径。径。 2. 小径小径D1（d1）螺纹的小径是指在螺纹的基本牙型上，外螺纹的小径是指在螺纹的基本牙型上，外螺纹的牙底（或内螺纹的牙顶）所在的假想圆柱的直径。螺纹的牙底（或内螺纹的牙顶）所在的假想圆柱的直径。内、外螺纹的小径分别用内、外螺纹的小径分别用D1和和d1表示。表示。内螺纹的小径又称内螺纹的小径又称内螺纹的顶径。内螺纹的顶径。 3. 中径中径D2（d2） 螺纹牙型的沟槽和凸起宽度相等（牙厚和牙槽的宽螺纹牙型的沟槽和凸起宽度相等（牙厚和牙槽的宽相等）

8、处假想圆柱的直径称为相等）处假想圆柱的直径称为螺纹中径螺纹中径。 内、外螺纹中径分别用内、外螺纹中径分别用D2和和d2表示。表示。4. 4. 单一中径单一中径D D2 2单一单一或或d d2 2单一单一：螺纹牙槽宽等于：螺纹牙槽宽等于P P一半处一半处所在的假想圆柱体直径。所在的假想圆柱体直径。P/2D2单一（d2单一） 牙型角是指在螺纹牙型上相邻两个牙侧面的夹角。牙型角是指在螺纹牙型上相邻两个牙侧面的夹角。普普通螺纹的牙型角为通螺纹的牙型角为60。牙型半角是指在螺纹牙型上，某。牙型半角是指在螺纹牙型上，某一牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。普通螺纹的牙型半角一牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。普通螺

9、纹的牙型半角为为30。 5. 牙型角牙型角 和牙型半角和牙型半角 /26. 6. 牙型高度牙型高度h h：螺纹牙顶与牙底间的距离。：螺纹牙顶与牙底间的距离。h= H852hH4H8螺纹的旋合长度螺纹的旋合长度 7. 螺纹的旋合长度螺纹的旋合长度螺纹的螺纹的旋合长度旋合长度是是指两个相互旋合的指两个相互旋合的内、外螺纹，沿螺内、外螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋纹轴线方向相互旋合部分的长度。合部分的长度。 影响螺纹互换性的主要参数有：螺纹的大径、中径、影响螺纹互换性的主要参数有：螺纹的大径、中径、小径、螺距和牙型半角。小径、螺距和牙型半角。 影响螺纹互换性的因素是螺距误差、牙型半角误差影响螺纹互换性的

10、因素是螺距误差、牙型半角误差和中径偏差。和中径偏差。 其中螺距误差和牙型半角误差是螺牙间的形位误差，其中螺距误差和牙型半角误差是螺牙间的形位误差，中径偏差为螺牙的尺寸偏差。中径偏差为螺牙的尺寸偏差。二、几何参数对互换性的影响二、几何参数对互换性的影响1.螺距误差对螺纹互换性的影响螺距误差对螺纹互换性的影响 普通螺纹的螺距误差有两种：普通螺纹的螺距误差有两种： 一种一种是是单个螺距误差单个螺距误差PP；另一种另一种是是螺距累积误差螺距累积误差 P 。 影响螺纹旋合性的主要是影响螺纹旋合性的主要是螺距累积误差螺距累积误差。 螺距累积误差是指在指定的螺纹长度内，包含若干个螺螺距累积误差是指在指定的螺

11、纹长度内，包含若干个螺距的任意两牙，在中径线上对应的两点之间的实际轴向距离距的任意两牙，在中径线上对应的两点之间的实际轴向距离与其理论值（两牙间所有理论螺距之和）之差，与旋合长度与其理论值（两牙间所有理论螺距之和）之差，与旋合长度有关，用有关，用 P表示。表示。 为使有螺距误差的外螺纹可以旋入具有理想牙型的内为使有螺距误差的外螺纹可以旋入具有理想牙型的内螺纹，把内螺纹的中径增大螺纹，把内螺纹的中径增大fp或把外螺纹的中径减小或把外螺纹的中径减小fp，fp为螺距误差的中径补偿值：为螺距误差的中径补偿值：螺距误差可以累积转换到中径上来。螺距误差可以累积转换到中径上来。Pfp=1.7322.2.牙型

12、半角误差对螺纹互换性的影响牙型半角误差对螺纹互换性的影响当左右牙型半角误差不相等时，中径补偿值：当左右牙型半角误差不相等时，中径补偿值：f =0.36P22当左右牙型半角误差相等当左右牙型半角误差相等时，中径补偿值：时，中径补偿值：3. 3. 中径误差对螺纹互换性的影响中径误差对螺纹互换性的影响 由于螺纹在牙侧面接触由于螺纹在牙侧面接触, ,因此中径的大小直接影响牙因此中径的大小直接影响牙侧相对轴线的径向位置。侧相对轴线的径向位置。外螺纹中径大于内螺纹中径，影外螺纹中径大于内螺纹中径，影响旋合性；外螺纹中径过小，影响联接强度。响旋合性；外螺纹中径过小，影响联接强度。因此必须对因此必须对内、外螺

13、纹中径误差加以控制。内、外螺纹中径误差加以控制。三、螺纹合格性判断三、螺纹合格性判断1.1.作用中径：当内外螺纹旋合时，实际起作用的中径。是指作用中径：当内外螺纹旋合时，实际起作用的中径。是指在规定的旋合长度内恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。在规定的旋合长度内恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。外螺纹螺距和牙型半角有误差时，只能与一个中径较大的内外螺纹螺距和牙型半角有误差时，只能与一个中径较大的内螺纹才能旋合。所以，外螺纹的实际作用中径增大了。螺纹才能旋合。所以，外螺纹的实际作用中径增大了。d2m=d2a+（f p +f）2内螺纹螺距和牙型半角有误差时，只能与一个中径较小的外内螺纹螺距

14、和牙型半角有误差时，只能与一个中径较小的外螺纹才能旋合。所以，外螺纹的实际作用中径变小了。螺纹才能旋合。所以，外螺纹的实际作用中径变小了。D2m=D2a-（f p +f）2中径公差是一项综合公差，通过中径公差可以同时限制实中径公差是一项综合公差，通过中径公差可以同时限制实际中径、螺距及牙型半角三个参数的误差。际中径、螺距及牙型半角三个参数的误差。2.2.中径合格性判断：泰勒原则中径合格性判断：泰勒原则外螺纹外螺纹D2mD2minD2单一D2max内螺纹内螺纹d2m d2maxd2单一 d2min泰勒原则：泰勒原则：实际螺纹的作用中径不能超出其最大实体牙型中径；实际螺纹的作用中径不能超出其最大实

15、体牙型中径；而实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出其最小实体而实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出其最小实体牙型中径。牙型中径。 作用中径作用中径外螺纹最大实体牙型中径外螺纹最大实体牙型中径 单一中径单一中径外螺纹最小实体牙型中径外螺纹最小实体牙型中径 作用中径作用中径内螺纹最小实体牙型中径内螺纹最小实体牙型中径 单一中径单一中径内螺纹最大实体牙型中径内螺纹最大实体牙型中径 对于外螺纹对于外螺纹:对于内螺纹对于内螺纹:一、螺纹的公差等级一、螺纹的公差等级 螺纹配合由内外螺纹公差带组合而成，国家标准螺纹配合由内外螺纹公差带组合而成，国家标准普普通螺纹通螺纹 公差公差GB/T1972003将普通螺

16、纹公差带的两个要将普通螺纹公差带的两个要素素 公差带的大小公差带的大小即公差等级和公差带位置即基本偏差即公差等级和公差带位置即基本偏差进行标准化，组成各种螺纹公差带进行标准化，组成各种螺纹公差带。 教材表教材表10-2 螺纹公差等级螺纹公差等级(摘自摘自GB/T1972003) 螺螺 纹纹 直直 径径公公 差差 等等 级级外螺纹中径外螺纹中径d2外螺纹大径外螺纹大径d内螺纹中径内螺纹中径D2内螺纹小径内螺纹小径D13、 4、5、 6、 7、 8、 94、 6、 84、5、 6、 7、 84、5、 6 7、 8第二节第二节 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合二、螺纹的基本偏差二、螺纹的基本

17、偏差0D2D1D基本牙型GEIESTTD2/2TD1/2EI/2ES=TDD2D1基本牙型HTD2/2TD1/2EI=0T图图10-8 内螺纹公差带位置内螺纹公差带位置 基本牙型esdd2es/2d1d1maxTTd2/2Td/2eiefg0h基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2d0ei=Tes=0T图图10-8 10-8 外螺纹公差带位置外螺纹公差带位置 三、三、 螺纹公差带组合及选用原则螺纹公差带组合及选用原则 在生产中，为了减少螺纹刀具和量规的品种、规格，提高经济效益，在生产中，为了减少螺纹刀具和量规的品种、规格，提高经济效益，GB197-81GB197-81规定了内、外螺纹的选

18、用公差带，见书表规定了内、外螺纹的选用公差带，见书表10-510-5。表中所列的内。表中所列的内螺纹螺纹1111种公差带种公差带和和外螺纹外螺纹1414种种公差带可以任意组成各种配合。公差带可以任意组成各种配合。 公差带的确定：公差带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的组合是螺纹公差等级和基本偏差的组合。表示方法是。表示方法是公差等级公差等级后后加上基本偏差代号。如外螺纹：加上基本偏差代号。如外螺纹：6 6f f；内螺纹：；内螺纹：6 6H H。与。与普通尺普通尺寸标注有差别寸标注有差别。 配合的选用：配合的选用：理论上，内外螺纹可以构成各种配合，但从保证理论上，内外螺纹可以构成各种配合，但从保

19、证足够的接触高度出发，最好选用足够的接触高度出发，最好选用H/gH/g、H/hH/h、G/hG/h的配合。的配合。 表面粗糙度：表面粗糙度： 国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。 一般情况下，一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即，即内螺内螺纹公差带常选纹公差带常选6 6H H、外螺纹公差带、外螺纹公差带6 6h h、6 6g g应用较广应用较广。表表10-5 普通螺纹推荐公差带普通螺纹推荐公差带 旋合长度旋合长度短旋合长度短旋合长度 S S中等旋合长度中等旋合长度 N N容易加工和旋合，但联接稳定性差容易加工和旋合

20、，但联接稳定性差长旋合长度长旋合长度 L L内外螺纹旋合后，稳定性好，内外螺纹旋合后，稳定性好，有足够的联接强度，但加工困难有足够的联接强度，但加工困难螺纹公差带配合精度螺纹公差带配合精度精度等级精度等级精密级精密级中等级中等级粗糙级粗糙级螺纹配合选择原则：满足使用要求，保证足够的联接强度螺纹配合选择原则：满足使用要求，保证足够的联接强度H/gH/g、H/hH/h、G/hG/h6 6级精度、中等旋合长度级精度、中等旋合长度四、四、 螺纹的标记螺纹的标记1.普通螺纹的标记普通螺纹的标记 螺纹的完整标记由螺纹螺纹的完整标记由螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号特征代号、尺寸代号、公差带代号及其他有必

21、要说明的个别信息等组成。及其他有必要说明的个别信息等组成。国家标准规定，下列中等精度螺纹不标注公差带代号国家标准规定，下列中等精度螺纹不标注公差带代号(省略省略)。内螺纹：内螺纹：5H，公称直径，公称直径1.4mm；6H，公称直径，公称直径1.6mm；外螺纹：外螺纹：6h，公称直径，公称直径1.4mm； 6g，公称直径，公称直径1.6mm。普通螺纹标记示例：普通螺纹标记示例：外螺纹：外螺纹：内螺纹：内螺纹：注意：注意：右旋不注右旋不注内、外螺纹内、外螺纹装配装配标记示例：标记示例：第三节第三节 螺纹检测螺纹检测一、综合测量一、综合测量 用螺纹量规检验螺纹属于综合测量。在成批生产中，用螺纹量规检

22、验螺纹属于综合测量。在成批生产中，普通螺纹均采用综合量法。普通螺纹均采用综合量法。 综合测量是根据前面介绍的螺纹中径合格性的准则综合测量是根据前面介绍的螺纹中径合格性的准则（泰勒原则），使用螺纹量规（综合极限量规）进行测量。（泰勒原则），使用螺纹量规（综合极限量规）进行测量。 螺纹量规分为螺纹量规分为“通规通规”和和“止规止规”，检验时，检验时，“通规通规”能顺利与工件旋合，能顺利与工件旋合，“止规止规”不能旋合或不完全旋合，则不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，螺纹为合格。反之，“通规通规”不能旋合，则说明螺母过小，不能旋合，则说明螺母过小，螺栓过大，螺纹应返修。当螺栓过大，螺纹应返修

23、。当“止规止规”能通过工件，则表示能通过工件，则表示螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。图图10-9 环规检验外螺纹环规检验外螺纹图图10-10 环规检验内螺纹环规检验内螺纹二二.单项测量单项测量 对大尺寸普通螺纹、精密螺纹和传动螺纹，除了对大尺寸普通螺纹、精密螺纹和传动螺纹，除了可可旋合性和联接可靠旋合性和联接可靠以外，还有其它精度和功能要求，生产以外，还有其它精度和功能要求，生产中一般都采用单项测量。中一般都采用单项测量。 单项测量螺纹的方法很多，最典型的是用单项测量螺纹的方法很多，最典型的是用万能工具万能工具显微镜测量螺纹的中径、螺距和牙型半角显微镜测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。用工具显微镜。用工具显微镜将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像，测将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像，测量其螺距、牙型半角和中径，因此该法又称为影像法。量其螺距、牙型半角和中径，因此该法又称为影像法。 在实际生产中，测量外螺纹中径多用在实际生产中，测量外螺纹中径多用三针量法三针量法该该方法简单，测量精度高，应用广泛（见方法简单，测量精度高，应用广泛（见P199P199）。）。1）工具显微镜测量螺