常用联接件的公差与检测

常用联接件的公差与检测第1页，课件共76页，创作于2023年2月§1螺纹的公差与检测

一、普通螺纹联接的基本要求

1.可旋入性

可旋入性，指同规格的内、外螺纹件在装配时不经挑选就能在给定的轴向长度内全部旋合；

2.联接可靠性

联接可靠性，指用于联接和紧固时，应具有足够的联接强度和紧固性，确保机器或装置的使用性能。第2页，课件共76页，创作于2023年2月二、

普通螺纹的基本牙型和几何参数1.普通螺纹的基本牙型

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。第3页，课件共76页，创作于2023年2月

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。它是规定螺纹极限偏差的基础。第4页，课件共76页，创作于2023年2月2.普通螺纹的几何参数大径(D、d）

—与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。是公称直径

。

小径（D1、d

1）—与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。

中径（D2、d

2）—螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方假想圆柱的直径。第5页，课件共76页，创作于2023年2月螺距—相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离。螺距基本值P。

牙型角（α）—在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。

牙侧角（α1和α2）—在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。旋合长度—两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。第6页，课件共76页，创作于2023年2月

螺纹接触高度—在两个相互配合螺纹的牙型上，它们的牙侧重合部分的径向距离等于５H/８。螺纹旋合长度—两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。第7页，课件共76页，创作于2023年2月三、普通螺纹几何参数误差对互换性的影响

从互换性的角度来看，螺纹的五个基本参数(即大径、小径、中径、螺距和牙型半角)都有影响。这五个基本参数在加工过程中不可避免的都有一定的误差，不仅会影响螺纹的旋合性，还会影响联接的可靠性，从而影响螺纹的互换性。普通螺纹的螺距误差、牙型半角误差和中径偏差不但影响螺纹的可旋入性，还影响螺纹接触的均匀性与密封性等，是影响互换性的主要因素，下面着重介绍。第8页，课件共76页，创作于2023年2月1.螺距误差对互换性的影响螺距误差分为螺距偏差ΔP和螺距累积误差ΔP∑。螺距偏差ΔP

：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ΔP∑

：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。第9页，课件共76页，创作于2023年2月fp（或FP）＝1.732·ΔP∑

第10页，课件共76页，创作于2023年2月2.牙型半角误差对互换性的影响

牙侧角偏差—是指牙侧角的实际值与其基本值（30°）之差。

Δα1

＝α1

－30°

Δα2＝α2

－30°（（α1α2第11页，课件共76页，创作于2023年2月

内螺纹为理想螺纹外螺纹存在牙侧角偏差左牙侧角偏差Δα1＜0右牙侧角偏差Δα2＞0

把外螺纹螺牙沿螺纹径向移至蓝线处，可避开干涉区，螺纹的中径减小fα

。fα(或Fα)=0.073P(K1|Δα1|+K2|Δα2|)

单位：P－mm；Δα

－（′

）；

fα、F

α－μm

。第12页，课件共76页，创作于2023年2月牙侧角偏差可以折算为中径当量，即fα(或Fα)=0.073P(K1|Δ

α1|+K2|Δ

α2|)

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。螺距累积误差可以折算为中径当量，即

fp（或FP）＝1.732·ΔP∑

第13页，课件共76页，创作于2023年2月3.螺纹的单一中径和作用中径中径（D2、d

2）——

螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方假想圆柱的直径。

单一中径（D2s、d2s）——实际螺纹牙型上沟槽宽度等于螺距基本值一半（P/2）的假想圆柱的直径。

作用中径（d2m、D2m）——

在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的假想内（外）螺纹的中径，称为该外（内）螺纹的作用中径。第14页，课件共76页，创作于2023年2月第15页，课件共76页，创作于2023年2月第16页，课件共76页，创作于2023年2月螺纹作用中径的计算公式外螺纹：

d2m=d2s+(fP+fα)内螺纹：

D2m=D2s－(FP+Fα)第17页，课件共76页，创作于2023年2月4、普通螺纹的合格性判断判断螺纹的合格性是指判断大、中、小径和螺距误差、牙侧角偏差的合格性。由于螺距累积误差和牙侧角偏差可以折算到中径上，这样，中径偏差和螺距误差、牙侧角偏差的综合结果可按泰勒原则判断，判断螺纹的作用中径和单一中径的合格性。第18页，课件共76页，创作于2023年2月

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单一中径不允超出最小实体牙型的中径。

对于外螺纹：

d2m≤d2max且d2s≥d2min对于内螺纹：

D2m≥D2min且D2s≤D2max第19页，课件共76页，创作于2023年2月第20页，课件共76页，创作于2023年2月四、普通螺纹的公差与配合国标《普通螺纹的公差与配合》GB/T197-2003将螺纹公差带的两个基本要素公差带大小及公差带位置进行标准化，组成各种螺纹公差带。螺纹配合由内、外螺纹公差带组合而成，考虑到旋合长度对螺纹精度的影响，螺纹精度由螺纹公差带与旋合长度构成，螺纹公差值的基本结构如图8-6所示。第21页，课件共76页，创作于2023年2月第22页，课件共76页，创作于2023年2月1.普通螺纹的公差带

螺纹的基本偏差用来确定螺纹公差带相对于基本牙型的位置。基本偏差的种数和代号如下。内螺纹：G、H两种外螺纹：e、f、g、h四种

1）.螺纹的基本偏差

螺纹公差带由基本偏差和公差两个要素构成。第23页，课件共76页，创作于2023年2月

2.螺纹的公差

螺纹公差用来确定螺纹公差带的大小，它表示允许螺纹直径的尺寸变动范围。标准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d

4、6、8第24页，课件共76页，创作于2023年2月

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。

标注时，中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后。第25页，课件共76页，创作于2023年2月第26页，课件共76页，创作于2023年2月·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。·

大、中、小径的极限偏差和公差值一律沿直径方向度量。螺纹公差带的特点:·

螺纹公差带只对中径和顶径规定公差等级。第27页，课件共76页，创作于2023年2月2、螺纹的旋合长度标准规定了三组旋合长度：短旋合长度组——S中等旋合长度组——N和长旋合长度组——L

设计时通常采用中等旋合长度；强度较低零件上的螺纹，应选择长旋合长度；对空间位置受限制或受力不大的螺纹，可选择短旋合长度；对于调整用的螺纹，可根据调整行程的长短选择旋合长度。第28页，课件共76页，创作于2023年2月3、螺纹的精度等级及选用公差带１）螺纹的公差精度及其选用

螺纹的公差精度分为精密级、中等级、粗糙级。公差精度和公差等级有何关系呢？

公差等级仅反映了中经和顶径尺寸精度的高低，但要综合评价螺纹质量，还应考虑旋合长度，因为旋合长度越长的螺纹，产生的螺距累积误差就越大。公差等级旋合长度公差精度一般用途的螺纹多采用中等级第29页，课件共76页，创作于2023年2月２）．螺纹公差带与配合的选用

9e8e(g8g)(8e)8g8H(8G)7H(7G)粗糙(7e6e)(7g6g)(7h6h)6e6f6h(5h6h)(5g6g)7H(7G)6G5H(5G)中等(5h4h)(5g4g)4h(4g)(3h4h)6H5H4H精密LNSLNS外螺纹公差带

内螺纹公差带公差精度

6H6g第30页，课件共76页，创作于2023年2月4、螺纹标记简化标记：1.粗牙螺纹的螺距可省略不标注，

2.公差带６H和６g不标注，

3.中等旋合长度组代号N不标注；

4.右旋螺纹不标注旋向代号。M12×1－5h6h－L－LH

螺纹特征代号旋向代号（左旋）

旋合长度为L组（数值不标注）

外螺纹公差带（中径5h，顶径6h）

尺寸代号（公称直径为12mm，单线细牙螺纹，螺距为1mm）第31页，课件共76页，创作于2023年2月5、螺纹的表面粗糙度轮廓要求普通螺纹螺牙侧面的表面粗糙度轮廓要求主要根据中径公差等级确定，表8-4列出了螺牙侧面的表面粗糙度轮廓幅度参数Ra的推荐上限值。第32页，课件共76页，创作于2023年2月5、例题

有一普通外螺纹M12×1，加工后测得单一中径d2s=11.275mm，螺距累积误差ΔP∑＝－3０μm，左、右牙侧角偏差Δα1＝+40′，Δα2＝－30′。试计算该螺纹的作用中径d2m，并按泰勒原则判别该螺纹中径的合格性。

解：

1.确定中径的极限尺寸

该螺纹公差带为6g（省略标注）。第33页，课件共76页，创作于2023年2月由附表9-1,d2＝11.350mm；由附表9-3、附表9-2，Td2＝118μm，es＝－26μm。d2max＝d2＋es＝11.350－0.026＝11.324d2min＝d2max－Td2＝11.324－0.118＝11.206

2.计算作用中径

fp＝1．732|ΔP∑|＝1.732×0.03＝0.052mmfα＝0.073P(K1|Δα1|+K2|Δα2)＝12.3μm

d2m＝d2s+(fp+fα)＝11.339

3.判断中径合格性d2s=11.275mm＞d2min=11.206mm，但d2m=11.339mm＞d2max=11.324mm，所以不合格。第34页，课件共76页，创作于2023年2月2003第35页，课件共76页，创作于2023年2月2003第36页，课件共76页，创作于2023年2月五、螺纹的检测

螺纹的检测方法可分为综合检验和单项测量两类。1、综合检验综合检验适用于成批生产，主要用于检验只保证可旋合性的螺纹，用按泰勒原则设计的螺纹量规对螺纹进行检验。螺纹量规有塞规和环规(或卡规)之分，螺纹塞规用于检验内螺纹，螺纹环规(或卡规)用于检验外螺纹。内螺纹的小径和外螺纹的大径分别用光滑极限量规检验。第37页，课件共76页，创作于2023年2月第38页，课件共76页，创作于2023年2月第39页，课件共76页，创作于2023年2月2、单项测量 螺纹的单项测量是指分别测量螺纹的各项几何参数，主要是中径、螺距和牙型半角。螺纹量规、螺纹刀具等高精度螺纹和丝杠螺纹均采用单向测量方法，对普通螺纹做工艺分析时也常进行单项测量。 单项测量螺纹参数的方法很多，应用最广泛的是三针法和影像法。第40页，课件共76页，创作于2023年2月1)三针法 三针法主要用于测量精密外螺径（如螺纹塞规、丝杠螺纹等）。测量时，将三根直径相同的精密量针分别放在被测螺纹的牙槽中，然后用精密量仪测出针距M，如图8-10所示。根据被测螺纹已知的螺距P、牙型半角/2和量针直径d0，按下式算出被测螺纹的单一中径d2s。第41页，课件共76页，创作于2023年2月为了消除牙型半角误差对测量结果的影响，应使量针在中径线上与牙侧接触，这样的量针直径称为最佳量针直径第42页，课件共76页，创作于2023年2月2)影像法

影像法测量螺纹是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量其螺距、牙型半角和中径。各种精密螺纹，如螺纹量规、丝杠等，均可在工具显微镜下测量。第43页，课件共76页，创作于2023年2月六、机床梯形螺纹丝杠和螺母的精度及公差

梯形螺纹是传动螺纹中使用最普遍的螺纹。许多机械都利用梯形螺纹将旋转运动转换为直线运动。机床丝杠、螺母的螺纹采用GB/T5796-2005《梯形螺纹》所规定的基本牙型和基本尺寸，它是牙角为300的单线梯形螺纹。第44页，课件共76页，创作于2023年2月1、丝杠和螺母的精度等级 机床丝杠和螺母分别规定了7个精度等级，用阿拉伯数字3、4、5、6、7、8、9表示。其中3级精度最高，9级最低，等级依次降低。3、4级用于超高精度的坐标镗床和坐标磨床的传动、定位丝杠和螺母；5、6级用于高精度的齿轮磨床、螺纹磨床和丝杠车床的主传动丝杠和螺母；7级用于精密螺纹车床、齿轮机床、镗床、外圆磨床和平面磨床等的丝杠和螺母；8级用于普通车床和普通铣床的进给丝杠和螺母；9级用于带分度盘的进给机构的丝杠和螺母。第45页，课件共76页，创作于2023年2月2、丝杠公差1)螺旋线轴向公差

螺旋线轴向公差是目前针对3~6级高精度丝杠规定的公差项目，用于控制丝杠螺旋线轴向误差，保证丝杠的位移精度。所谓丝杠螺旋线轴向误差是指实际螺旋线相对于理论螺旋线在轴向偏离的差值的绝对值，在丝杠螺纹的任意一周内、任意25mm、100mm、300mm的螺纹长度内及螺纹有效长度内考核并且在螺纹中径线上测量。第46页，课件共76页，创作于2023年2月2)螺距公差——适用于7~9级丝杠螺距公差分两种

一种是用于评定单个螺距的偏差，称螺距偏差，它是指各个螺距的实际值与基本值之差中的最大绝对值，用代号P表示。另一种公差用于评定螺距累积误差．称为螺距累积公差，它是指在规定的丝杠轴向长度内，螺纹牙型任意两个同侧表面的实际轴向距离相对于其基本值之差中的最大绝对值，测量时规定长度为丝杠螺纹的任意60mm、300mm的螺纹长度内和有效长度内测量，分别用代号Pl和Plu表示。第47页，课件共76页，创作于2023年2月3)中径尺寸的一致性公差

丝杠螺纹的工作部分全长范围内，若实际中径的尺寸变化太大，会影响丝杠与螺母配合间隙的均匀性和丝杠螺纹两牙侧面螺旋面的一致性，因此规定了中径尺寸的一致性公差。4)大径表面对螺纹轴线的径向圆跳动公差

丝杠为细长件，易发生弯曲变形，从而影响丝杠轴向传动精度以及牙侧面的接触均匀性，故提出了大径表面对螺纹轴线的径向圆跳动公差。

第48页，课件共76页，创作于2023年2月5)牙侧角极限偏差

牙侧角偏差是指丝杠螺纹牙侧角的实际值与其基本值之差，用牙侧角极限偏差控制。6)大径、中径和小径的极限偏差

为了保证丝杠传动所需要的间隙，标准中对丝杠螺纹的大径、中径和小径分别规定了极限偏差，用于控制直径误差。

6级精度以上配置螺母的丝杠螺纹的中径公差，其中径公差带以中径基本尺寸为零线对称分布。

第49页，课件共76页，创作于2023年2月3、螺母公差

对螺母螺纹仅规定大径、中径和小径的极限偏差，由中径公差综合控制螺距误差和牙侧角偏差。各极限偏差均可从JB/T2886-2008中查取。4、丝杠和螺母的表面粗糙度JB/T2886—2008标准对各级精度的丝杠和螺母螺纹的大径表面、牙型侧面和小径表面的粗糙度轮廓幅度参数的上限值给与了规定第50页，课件共76页，创作于2023年2月5、丝杠与螺母螺纹的标记

机床丝杠和螺母的标记有产品代号T、尺寸规格(公称直径螺距基本值，单位为mm)、旋向代号(左旋为LH，右旋省略)和精度等级代号四部分组成，依次书写。其中旋向代号与精度等级代号之间用短横符号“—”分开。例如：

（1）：T55×7一6表示公称直径为55mm、螺距为7mm、6级精度的右旋丝杠螺纹。 （2）：T48×12LH一6表示公称直径为48mm、螺距为12mm、6级精度的左旋丝杠螺纹。第51页，课件共76页，创作于2023年2月§2平键联接的公差与检测键和花键的作用联结轴和轴上零件来传递转矩和运动；当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用。第52页，课件共76页，创作于2023年2月键和花键的分类键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔形键联结，其中以平键联结应用最广泛。花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键联结，其中以矩形花键联结应用最广泛。第53页，课件共76页，创作于2023年2月一、平键联接的公差与配合平键联结的基本构成：平键联结是由键、轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。平键联结的配合尺寸：键和轴槽、轮毂槽的宽度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。

第54页，课件共76页，创作于2023年2月bd-t1t1t2d+t2hdLAAA—A第55页，课件共76页，创作于2023年2月平键联结的公差与配合

由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制。国家标准对键宽只规定了一种公差带h8。

一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松，相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对应于松联结、正常联结和紧密联结。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带如图示。第56页，课件共76页，创作于2023年2月第57页，课件共76页，创作于2023年2月为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性，对键和键槽的位置误差要加以控制，应分别规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的对称度公差，一般可按GB/T1184－1996对称度公差7～9级选取。查表时，公称尺寸是指键宽。第58页，课件共76页，创作于2023年2月键和键槽配合面的表面粗糙度一般取1.6～3.2μm，非配合面取6.3μm。表面粗糙度轮廓要求第59页，课件共76页，创作于2023年2月二、普通平键键槽尺寸和公差在图样上的标注1.标注轮毂深d+t1及公差2.标注槽宽b及公差3.标注对称度公差4.标注表面粗糙度轮毂键槽第60页，课件共76页，创作于2023年2月1.标注槽深d-t及公差2.标注槽宽b及公差3.标注对称度公差4.标注表面粗糙度轴键槽第61页，课件共76页，创作于2023年2月三、普通平键的检测

对于键联接来说，需要检测的项目通常是：键宽、轴槽和轮毂槽的宽度、深度以及槽的对称程度。1、尺寸的检测

轴槽和轮毂槽深为单一尺寸，在小批量生产时，多用游标卡尺或外径千分尺测量轴尺寸(d-t)；用游标卡尺或内径千分尺测量轮毂尺寸(d+t1)。在大批量生产时，需用专用量规。如图8-14所示，各量规都有通端和止端。第62页，课件共76页，创作于2023年2月第63页，课件共76页，创作于2023年2月2、对称度误差的检测

如图8-15a，轴键槽中心平面对基准轴线的对程度公差采用独立原则。这时键槽对程度误差可按图8-15b所示的方法来测量。第64页，课件共76页，创作于2023年2月第65页，课件共76页，创作于2023年2月§3

矩形花键联接的公差与检测花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），它是把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件，它既可以是固定联结，也可以是滑动联结。与键联结相比，花键联结有联结可靠、强度高、可以传递较大的转矩、孔、轴定心精度高和导向精度高等优点。第66页，课件共76页，创作于2023年2月第67页，课件共76页，创作于2023年2月

一、矩形花键的主要尺寸和定心方式

矩形花键的3个主要尺寸：小径d，大径D，键宽、键槽宽B。键数规定为偶数，分别为6、8、10三种