螺纹结合互换性

螺纹结合互换性1第1页，共37页，2023年，2月20日，星期二2第10章螺纹结合的互换性

10.1概述

10.2螺纹几何参数误差对互换性的影响

10.3普通螺纹的公差与配合

10.4普通螺纹的检测第2页，共37页，2023年，2月20日，星期二3第10章螺纹结合的互换性⑴了解圆柱螺纹主要几何参数值对互换性的影响了解圆柱螺纹的公差与配合标准系与结构。⑵掌握螺纹公差配合在图样上的表达法。掌握圆柱螺纹结合公差与配合的选用原则和方法。⑶掌握圆柱螺纹的中径合格性判断条件。重点：螺纹的几何参数对互换性的影响。中径合格性判断判断条件及标准。普通螺纹的公差与配合及螺纹标记。第3页，共37页，2023年，2月20日，星期二4本章所涉及到的国家标准GB/T14793—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/T196—2003《普通螺纹基本尺寸》GB/T197—2003《普通螺纹公差》GB/T2516—2003《普通螺纹极限偏差》GB/T9144~9146—2003《普通螺纹优选系列》GB/T3934—2003《普通螺纹量规技术条件》第4页，共37页，2023年，2月20日，星期二5概述：一.螺纹的种类及使用要求：1.按功能：紧固螺纹（连接螺纹）用于联接和紧固零件所用。使用要求：可旋合性(便于装配和拆换)、联接的可靠性传动螺纹用以传递力和运动及位移。使用要求：传递动力的可靠性，传递位移的准确性紧密螺纹用于密封的螺纹连接及气密不拆的螺纹。使用要求：足够的紧密性，连接可靠第5页，共37页，2023年，2月20日，星期二6概述：2.按牙型三角形螺纹：粗牙螺纹：用于紧固件细牙螺纹：同样公称直径下，螺距较小，自锁性好，适于薄壁和细小零件。矩形、梯形、锯齿形螺纹三角螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹第6页，共37页，2023年，2月20日，星期二7概述：3.按位置内螺纹外螺纹：右旋螺纹左旋螺纹4.根据螺旋线绕行方向左旋逆时针方向旋转拧紧右旋

常用顺时针方向旋转拧紧第7页，共37页，2023年，2月20日，星期二8概述：5.根据螺旋线头数：单头螺纹（Singlethread）用于连接双头螺纹（n=2）多线螺纹（multiplethread,n≥2）用于传动从与螺纹轴线相垂直的截面观察，螺旋线起头的数目就是螺纹的线数。在其它条件不变时，单线螺纹螺纹升角较小，自锁性能好；多线螺纹螺纹升角大，传动效率较高。故连接螺纹常用单线，传动螺纹常用多线。第8页，共37页，2023年，2月20日，星期二9螺纹及其主要参数螺纹的几何参数取决于螺纹轴向剖面内的基本牙型。螺纹牙型：指通过螺纹轴线的剖面上的螺纹轮廓形状。基本牙型是将原始三角形(等边三角形)，截去顶部H/8和底部H/4所形成的螺纹牙型。H是原始三角形的高度,H=0.866P。第9页，共37页，2023年，2月20日，星期二10普通螺纹的基本牙型和主要几何参数1.大径（D,d）：螺纹的最大直径，为螺纹的公称直径；内螺纹的大径D又称“底径”,外螺纹的大径d又称“顶径”。2.小径(D1，d1):螺纹的最小直径，用作强度计算的直径。内螺纹的小径D1又称"顶径",外螺纹的小径d1又称"底径"。3.中径（D2，d2）:螺纹的轴向剖面内，牙厚等于牙间宽的假想圆柱称中径圆柱，其直径称中径，是确定螺纹几何参数和配合性质的直径；相结合的内、外螺纹的大径\小径\中径的基本尺寸相等。第10页，共37页，2023年，2月20日，星期二11普通螺纹的基本牙型和主要几何参数螺距（P）：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程（L）：同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。L＝nP螺纹升角（φ）：中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。第11页，共37页，2023年，2月20日，星期二12普通螺纹的基本牙型和主要几何参数7.单一中径(D2s，d2s)：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。当螺距无误差时，单一中径和实际中径相等。8.牙型角（α）

牙型半角（α/2）：牙型角α：相邻两牙侧间的夹角牙型半角α/2：牙侧与螺纹垂线间的夹角9.螺纹旋合长度：指内外螺纹旋合时螺旋面接触部分的轴向长度。分长、中等、短，分别用L、N、S表示。第12页，共37页，2023年，2月20日，星期二13圆柱螺纹的牙型及主要几何参数HD(d)1/4HD1(d1)D2(d2)Pα2α11/8H第13页，共37页，2023年，2月20日，星期二14圆柱螺纹的牙型及主要几何参数第14页，共37页，2023年，2月20日，星期二1510.2螺纹几何参数误差对互换性的影响螺纹联接要实现互换性,必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。影响螺纹互换性的主要几何参数有:大径、小径、中径、螺距和牙型半角。内、外螺纹加工后,外螺纹的大径和小径要分别小于内螺纹的大径和小径，才能保证旋合性。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，势必降低螺纹的配合均匀性和联接强度。因此对螺纹互换性影响较大的参数是中径、螺距和牙型半角。第15页，共37页，2023年，2月20日，星期二1610.2螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响一、螺距误差的影响：可旋转性联接的可靠性误差分为:单个螺距的局部误差ΔP

旋合长度内螺距积累误差ΔPΣ第16页，共37页，2023年，2月20日，星期二17fp/2ΔPΣ存在螺距误差时，为保证旋合性，可把螺纹中径增减一个螺距误差的中径补偿值（fp）（fp是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的数值）米制普通螺纹：螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响设内螺纹具有理想的基本牙型，外螺纹存在螺距偏差，螺距累积误差为ΔPΣ(μm)。为防止干涉，要使外螺纹的中径减小一个数值fp。设外螺纹具有理想的基本牙型，内螺纹存在螺距偏差。螺距累积误差为ΔPΣ。为保证旋合性，要将内螺纹中径增大一个数值

fp

。第17页，共37页，2023年，2月20日，星期二18二.牙型半角误差的影响影响螺纹的旋合性与联接强度。设内螺纹具有理想牙型，当外螺纹的牙型半角存在误差时，在牙侧处产生干涉。为避免干涉，可把外螺纹的实际中径减小fα/2

。同理，内螺纹存在牙型半角偏差时，必须将内螺纹中径增大一个数值fα/2。螺纹几何参数误差对互换性的影响第18页，共37页，2023年，2月20日，星期二19牙型半角误差的影响：外螺纹牙型半角小于内螺纹牙型半角：

外螺纹牙型半角大于内螺纹牙型半角：螺纹几何参数误差对互换性的影响第19页，共37页，2023年，2月20日，星期二20三、螺纹中径偏差的影响

中径偏差是指中径的实际尺寸(无螺距偏差时以单一中径体现)与基本尺寸之代数差。影响螺纹的旋合性与联接强度就外螺纹而言，中径若比内螺纹大，影响旋合性；若小，则会使牙侧间的间隙增大，联接强度降低。国标规定了普通螺纹的中径公差。螺纹几何参数误差对互换性的影响第20页，共37页，2023年，2月20日，星期二21四、作用中径和螺纹中径合格性的判断1．螺纹作用中径（d2m

、D2m）旋合时，在旋合长度内实际起作用的中径。作用中径的度量：在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的一个理想内（外）螺纹的中径称为外（内）螺纹作用中径d2m（D2m）螺纹几何参数误差对互换性的影响第21页，共37页，2023年，2月20日，星期二22保证普通螺纹互换性的条件作用中径：外螺纹：

内螺纹：中径公差螺距偏差和牙型半角偏差对螺纹互换性的影响均可折算成中径当量，并与中径尺寸偏差形成作用中径。故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，可同时限制实际中径、螺距及牙型半角的误差。螺纹几何参数误差对互换性的影响第22页，共37页，2023年，2月20日，星期二23螺纹中径合格型性判断原则：仍遵守泰勒原则

螺纹的作用中径不超过最大实体中径。螺纹的实际中径（单一中径）不超过最小实体中径。

合格的螺纹应满足下列不等式：外螺纹：内螺纹：螺纹几何参数误差对互换性的影响第23页，共37页，2023年，2月20日，星期二24螺纹几何参数误差对互换性的影响d2minTd2d2maxd2md2afpFα/2TD2D2aD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min内螺纹外螺纹第24页，共37页，2023年，2月20日，星期二2510.3普通螺纹的公差与配合一.螺纹公差等级二.螺纹的基本偏差三.螺纹的公差带及其选用四.螺纹的标记第25页，共37页，2023年，2月20日，星期二26普通螺纹精度等级螺纹的互换性和配合性质主要取决于中径螺纹公差带和旋合长度构成螺纹的精度等级。（1）公差等级螺纹公差带的大小由标准公差确定。内螺纹中径D2和顶径D1的公差等级分为4~8级；外螺纹中径d2分为3~9级，顶径d分为4、6、8级。螺纹底径没有规定公差，仅规定内螺纹底径的下极限尺寸Dmin应大于外螺纹大径的上极限尺寸；外螺纹底径的上极限尺寸d1max应小于内螺纹小径的下极限尺寸。（2）基本偏差确定螺纹公差带相对于基本牙型的位置。对内螺纹规定了两种基本偏差：G、H；对外螺纹规定了四种基本偏差：e、f、g、h（3）旋合长度国标规定螺纹的旋合长度为短、中等和长旋合长度，分别用S、N、L表示。第26页，共37页，2023年，2月20日，星期二27普通螺纹精度等级螺纹公差带是公差等级和基本偏差的组合。表示方法：公差等级后加上基本偏差代号（与普通尺寸标注不同），如外螺纹：6f；内螺纹：6H。GB/T197-2003将普通螺纹精度分为精密级、中等级和粗糙级公差带标准公差基本偏差内螺纹：G，H外螺纹：e，f，g，h内螺纹：中、顶径（小径）4~8外螺纹：中径3~9顶径（大径）：4.6.8旋合长度长、短、中第27页，共37页，2023年，2月20日，星期二28内螺纹的基本偏差与公差带螺纹的基本偏差第28页，共37页，2023年，2月20日，星期二29外螺纹的基本偏差与公差带螺纹的基本偏差第29页，共37页，2023年，2月20日，星期二30螺纹公差带的选用配合的选用：理论上，表中的内外螺纹可以构成各种配合，但从保证足够的接触高度出发，最好选用H/g、H/h、G/h的配合。一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即内螺纹公差带常选6H、外螺纹公差带6h、6g。螺纹结合的精度不仅与螺纹公差带大小有关，还与螺纹的旋合长度有关。旋合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较难旋合，且加工长螺纹比短螺纹难以保证精度。因此对不同的旋合长度规定不同大小的公差带。第30页，共37页，2023年，2月20日，星期二1、公差带代号由数字加字母表示(内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母)，如7H、6g等，应特别指出，7H，6g等代表螺纹公差，而H7，g6代表圆柱体公差代号。

2.旋合长度规定为短(用S表示)、中(用N表示)、长(用L表示)三种。一般情况下，不标注螺纹旋合长度，其螺纹公差带按中等旋合长度(N)确定。必要时，可加注旋合长度代号S或L，如“M20-5g6g－L”。

特殊需要时，可注明旋合长度的数值，如“M20-5g6g－30”

3、对内螺纹规定为G、H两种位置；对外螺纹规定为e、f、g、h四种位置。

4、对内螺纹小径和中径规定为4、5、6、7、8五种公差等级；对外螺纹大径规定为4、6、8三种公差等级；对外螺纹中径规定为3、4、5、6、7、8、9七种公差等级。

内外螺纹旋合时，其公差带代号用斜线分开，如6H/6g、6H/5g6g等。第31页，共37页，2023年，2月20日，星期二32第32页，共37页，2023年，2月20日，星期二33第33页，共37页，2023年，2月20日，星期二34命名规则（GB/T197-2003《普通螺纹公差》：Ma×b-cd-e如M12×1.5-4g6g-La:螺纹公差直径b：细牙螺纹螺距c：中径公差带代号d：顶径公差带代号（如和中径公差带代号同，可省略）e：旋合长度代号粗牙螺纹省略螺纹螺距，其数值国标有规定。我国现行的第一优选系列粗牙螺纹的螺距（节选）：三、普通螺纹标注公称直径(mm)螺距(mm)2.50.4530.53.50.640.74.50.7550.85.50.5