经典课件：螺纹的互换性

1、9.19.1概述概述在机械制造中，螺纹联接和传动的应用有很多，占有在机械制造中，螺纹联接和传动的应用有很多，占有很重要的地位。很重要的地位。一、根据其用途分为一、根据其用途分为: :普通螺纹普通螺纹: :主要用于联接和紧固各种机械零件主要用于联接和紧固各种机械零件. . 使用使用要求要求是可旋合性是可旋合性( (便于装配和拆换便于装配和拆换) )和联接的可靠性和联接的可靠性. .传动螺纹传动螺纹: :通常用于传递运动或动力通常用于传递运动或动力. . 使用要求使用要求是传是传递动力的可靠性或传递位移的准确性。递动力的可靠性或传递位移的准确性。 紧密螺纹紧密螺纹: :用于密封联接用于密封联接.

2、. 使用要求使用要求是结合紧密是结合紧密, ,不漏不漏水、不漏气和不漏油水、不漏气和不漏油. . 矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹二、普通螺纹件的基本牙型二、普通螺纹件的基本牙型牙型牙型: :在螺纹轴线的剖面上在螺纹轴线的剖面上, ,螺纹的轮廓形状螺纹的轮廓形状. .三、普通螺纹件的主要几何参数三、普通螺纹件的主要几何参数d1d2dPnPP/2P/2大径大径d:d:与外螺纹牙顶与外螺纹牙顶( (或内螺纹牙底或内螺纹牙底) )相相重合的假想圆柱体的直径。重合的假想圆柱体的直径。小径小径d1d1 : :与外螺纹牙底与外螺纹牙底( (或内螺纹牙顶或内螺纹牙顶)

3、 )相重合的假想圆柱体的直径相重合的假想圆柱体的直径中径中径d2 :d2 :一个假想圆柱的直径一个假想圆柱的直径, ,该圆柱的母该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等线上牙型沟槽和凸起宽度相等螺距螺距P:P:相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程导程S:S:同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P P。普通螺纹件的主要几何参数普通螺纹件的主要几何参数d1d2dPnPP/2P/2牙型角牙型角:轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角牙型半角牙型半角 /2：牙型

4、侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。普通螺纹的牙型半角为普通螺纹的牙型半角为3030。 单一中径单一中径: :一个假想圆柱的直径一个假想圆柱的直径, ,该圆该圆柱的牙型沟槽等于柱的牙型沟槽等于P/2.P/2.用以用以表示螺纹中径的实际尺寸表示螺纹中径的实际尺寸。当螺距无误差时当螺距无误差时, ,螺纹中径螺纹中径就是单一中径就是单一中径; ;螺距有误差螺距有误差时时, ,两者不相等两者不相等. ./2/2螺纹旋合长度螺纹旋合长度L:L:两相配合螺纹两相配合螺纹, ,沿螺纹轴线方向相互旋合部沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度分的长度. .9.2 9.2 螺纹几何参数对互换性

5、的影响螺纹几何参数对互换性的影响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性和一定的联接必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。强度。影响螺纹互换性的主要几何参数有影响螺纹互换性的主要几何参数有: : 螺距误差螺距误差: :影响螺纹的旋合性和连接强度影响螺纹的旋合性和连接强度. .假设内螺纹具有基本牙型假设内螺纹具有基本牙型, ,外螺纹仅螺距有误差外螺纹仅螺距有误差, ,且螺距大于且螺距大于内螺纹的螺距内螺纹的螺距, ,在及格螺牙长度上在及格螺牙长度上, ,螺距有累积误差螺距有累积误差P,P,这这时在牙侧处将产生干涉时在牙侧处将产生干涉. .为保证旋合性为保证旋合性,

6、, 将外螺纹的实际中将外螺纹的实际中径减小径减小fpfp值。值。fpfp就是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的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。数值，称为螺距误差的中径当量。牙型半角误差牙型半角误差: :影响螺纹的旋合性和连接强度影响螺纹的旋合性和连接强度. .假设内螺纹具有理想的牙型假设内螺纹具有理想的牙型, ,外螺纹仅牙型半角有误差外螺纹仅牙型半角有误差. .当外螺纹的牙型半角小于内螺纹的牙型半角时当外螺纹的牙型半角小于内螺纹的牙型半角时, ,在牙侧处将产生在牙侧处将产生干涉干涉. .为避免干涉为避免干涉, ,把外螺纹的实际中径减小把外螺纹的实际中径减小f

7、/2f/2值值; ;当外螺纹的牙型半角大于内螺纹的牙型半角时当外螺纹的牙型半角大于内螺纹的牙型半角时, ,在牙侧处将产生在牙侧处将产生干涉干涉. .为避免干涉为避免干涉, ,把外螺纹的实际中径增加把外螺纹的实际中径增加f/2f/2值值. .f/2值称为牙型半角偏差的中径当量。值称为牙型半角偏差的中径当量。 2aK2aK073. 0f2211a/2P P-螺距螺距mm;mm; - -左右牙型半角误差左右牙型半角误差; ;K K-左右牙型半角误差系数左右牙型半角误差系数. 外螺纹：牙型半角误差为正值时K取2，为负时K取3；内螺纹相反.2a中径误差的影响中径误差的影响: :影响螺纹的旋合性和连接强度

8、影响螺纹的旋合性和连接强度. .若外螺纹的中径小于内螺纹的中径若外螺纹的中径小于内螺纹的中径, ,能保证内、外螺纹的旋合性能保证内、外螺纹的旋合性; ;反之反之, ,就会产生干涉而难以旋合就会产生干涉而难以旋合. .但是但是, ,若外螺纹的中径过小若外螺纹的中径过小, ,则则会削弱其连接强度会削弱其连接强度. .螺纹中径合格性的判断原则螺纹中径合格性的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。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判断中径的合格性应遵循泰勒原则:

9、 : 即实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，而即实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，而实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出最小实体牙型的中实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出最小实体牙型的中径。径。合格的螺纹应满足：合格的螺纹应满足： 外螺纹：外螺纹： 内螺纹：内螺纹：max22dd作用min22DD作用max22DD单一min22dd单一d2作用作用=d2单一单一+（f/2+f+）2作用作用=2单一单一-（f/2+f+） 测量中径处螺距偏差的中径当量。测量中径处螺距偏差的中径当量。9.3 9.3 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合普通螺纹配合时普通螺纹配合时,大

10、径之间和小径之间都有间隙大径之间和小径之间都有间隙.而螺距而螺距和牙型半角没有规定公差和牙型半角没有规定公差,所以螺纹的互换性和配合性所以螺纹的互换性和配合性质主要取决于中径质主要取决于中径.公差等级公差等级: :内螺纹内螺纹中径中径D2D2和顶径和顶径D1D1的公差等级为的公差等级为4 4、5 5、6 6、7 7、8 8级级；外螺纹外螺纹中径中径d2d2分为分为3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9级级, ,顶径顶径d d分为分为4 4、6 6、8 8级级. .螺纹底径没有规定公差螺纹底径没有规定公差, ,仅规定仅规定: :内螺纹底径的最小极限尺寸内螺纹底径的最小极限尺寸Dm

11、inDmin外螺纹大径的最大极限尺寸外螺纹大径的最大极限尺寸; ;外螺纹底径的最大极限尺寸外螺纹底径的最大极限尺寸d1maxd1max内螺纹小径的最小极限尺寸内螺纹小径的最小极限尺寸. .基本偏差基本偏差螺纹公差带相对于基本牙型的位置由基本偏差确定螺纹公差带相对于基本牙型的位置由基本偏差确定. .国家标准中规定了两种基本偏差国家标准中规定了两种基本偏差G G、H H；外螺纹规定了四种基本外螺纹规定了四种基本偏差偏差e e、f f、g g、h h。旋合长度旋合长度国家标准规定，螺纹的旋合长度分三组，国家标准规定，螺纹的旋合长度分三组，短旋合长度短旋合长度S S、中旋合、中旋合长度长度N N和长旋

12、合长度和长旋合长度L L。 普通螺纹公差与配合选用普通螺纹公差与配合选用在实际生产中为减少刀具及量具的规格和数量，便于组织生产在实际生产中为减少刀具及量具的规格和数量，便于组织生产，对公差带的种类予以了限制。，对公差带的种类予以了限制。螺纹精度等级与旋合长度的选用螺纹精度等级与旋合长度的选用精度等级的选用：精度等级的选用： 精密级：精密级：用于精密联结螺纹。用于精密联结螺纹。 中等级中等级：用于一般用途联结。：用于一般用途联结。 粗糙级粗糙级：用于要求不高及制造困难的螺纹。：用于要求不高及制造困难的螺纹。 旋合长度的确定：旋合长度的确定：一般多用中等旋合尺度，仅当结构和强度上一般多用中等旋合尺

13、度，仅当结构和强度上有特殊要求时可采用短旋合和长旋合长度。有特殊要求时可采用短旋合和长旋合长度。配合的选用配合的选用为保证螺母、螺栓旋合后的同轴度及强度，一般选用间隙为零为保证螺母、螺栓旋合后的同轴度及强度，一般选用间隙为零的配合（的配合（H/hH/h）。）。为装拆方便及改善螺纹的疲劳强度，选用小间隙配合（为装拆方便及改善螺纹的疲劳强度，选用小间隙配合（H/gH/g和和G/hG/h）。）。需要涂镀保护层的螺纹，其间隙大小决定于镀层的厚度。厚度需要涂镀保护层的螺纹，其间隙大小决定于镀层的厚度。厚度5 5m m，选，选6H/6g6H/6g；厚度；厚度10 10 m m，选，选6H/6e6H/6e；若内外螺纹均涂镀，；若内外螺纹均涂镀，选选6G/6e6G/6e。9.4 9.4 螺纹标记螺纹标记完整的螺纹标记由螺纹代号完整的螺纹标记由螺纹代号( (含螺纹公称直径、螺距含螺纹公称直径、螺距) )、螺纹公差等级代号、螺纹公差等级代号( (按中径、顶径顺序按中径、顶径顺序) )和螺纹旋合和螺纹旋合长度组成，中间用长度组成，中间用“”隔开。隔开。 举例：举例：外螺纹：外螺纹：M205g6gM205g6gMM公制螺纹代号公制螺纹代号;5g;5g中径公差带代号中径公差带代号;6g;6g顶径公差顶径公差带代号带代号内螺纹：内