第九章圆柱螺纹公差与检测ppt课件.ppt

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1、第九章 圆柱螺纹公差与检测,联 接,动联接被联接的零（部）件间可以有相对运动的联接。,静联接：,被联接的零（部）件间不允许有相对运动的联接。,可拆联接：,联接拆开时不破坏联接中的零件，可重新安装使用。,不可拆联接：,联接拆开时要破坏零件。,螺纹联接；键联接；花键联接；销联接；等。,铆钉联接；焊接；粘接；等,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,在工业生产中，圆柱螺纹结合的应用很普遍，尤其是普通螺纹结合的应用极为广泛。,普通螺纹国家标准：GB/T147911993 螺纹术语GB/T1922003 普通螺纹 基本牙型GB/T1932003 普通螺纹 直

2、径与螺距系列GB/T1972003 普通螺纹 公差GB/T39342003 普通螺纹量规 技术条件JB/T28861992 机床梯形螺纹丝杠、螺母 技术条件,本章主要介绍普通螺纹的公差、配合与检测以及机床梯形螺纹丝杠、螺母的精度和公差。,1 概述,一、螺纹的种类及使用要求,螺旋线-一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时 沿轴向作等速移动的轨迹。,1.形成:,图3-1,假想将一直角三角形绕到一圆柱体上，并使三角形的底边与圆柱体底面圆周相重合，则三角形斜边在圆柱体表面上形成一条螺旋线。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,1 概述,螺纹-一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持 该图形通过圆柱体的轴

3、线，就得到螺纹。,一、螺纹的种类及使用要求,1.形成:,第九章 圆柱螺纹公差与检测,1 概述,1.紧固螺纹:,牙型为三角形，有粗牙和细牙螺纹之分，主要用于联接或紧固各种机械零件(可拆联接)。,主要要求良好的旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性（不松、不断裂）。,一、螺纹的种类及使用要求,根据螺纹的用途，可将其分为以下三类：,第九章 圆柱螺纹公差与检测,1 概述,2.传动螺纹:,传动螺纹有梯形、锯齿形、矩形及三角形等几种牙形，主要用于传递动力、运动或位移。如丝杠和测微螺纹。主要要求传递动力和运动的可靠性、准确性，螺纹牙侧接触均匀性和耐磨性等。另外，还必须有足够的传动灵活性与效率，有良好的稳定性

4、、较小的空回误差和一定的间隙,3.管螺纹：,又称密封螺纹，用于密封的螺纹联接，主要用于水、油、气的密封。如联接管道用的螺纹。,主要要求螺纹结合应具有一定的过盈，以保证具有足够的联接强度和密封性 不漏水、不漏气、不漏油、。,一、螺纹的种类及使用要求,根据螺纹的用途，可将其分为以下三类：,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,1 概述,二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数,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。,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。是规定螺纹极限偏差的基础。,1 概述,基本牙型：,将原始

5、三角形的顶部截去H/8，底部截去H/4所形成的理想牙型。,1、大径（D、d）与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的圆柱面的直径。国家标准规定大径的基本尺寸作为螺纹的公称直径。,2、小径（D1、d1）与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的圆柱面的直径。,顶径（D1或d）,底径（D 或d1）,3、中径（D2、d2）中径是一个假想圆柱面的直径，该圆柱面的母线通过牙型上沟槽宽度和凸起宽度相等的地方。作用：用来确定螺纹的配合性质相结合的内、外螺纹中径的基本尺寸相等，即D=d。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数,1 概述,基本牙型：,H/4,H/8,4、螺距（P）和导程（L）螺距相邻两

6、牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。L=n P,5、牙型角()与牙侧角(/2)牙型角螺纹轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角牙侧角指牙侧与螺纹轴线的垂线的夹角。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数,1 概述,6.单一中径D2s d2s,单一中径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。用以表示螺纹中径的实际尺寸。,外螺纹,外螺纹d2m=d2s+（fp+f/2）,内螺纹D2m=D2s-（fp+f/2）,第九章 圆柱螺纹公差与检测,1 概述,基本牙型：,H/4,H/8,7、

7、螺纹接触高度相互结合的内、外螺纹的牙型上，它们的牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向的距离，基本值等于5H/8。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数,8、螺纹旋合长度两个相配合螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响,主要要求良好的旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性（不松、不断裂）。,对互换性有影响的因素是螺纹加工过程中几何参数产生误差，这些误差包括：螺纹中径偏差、螺距误差、牙型半角偏差,一、螺纹直径偏差的影响,直径偏差螺纹直径的实际尺寸与基本尺寸之差。包括大径、小径和中径偏差。对外螺纹，若直径比内

8、螺纹大，必然影响旋合性；若直径过小，则会使牙侧间隙增大。联接强度降低。由于螺纹的配合面是牙侧面，故中径偏差对螺纹互换性的影响最大。,d2D2能保证内外螺纹的旋合性，影响联接的可靠性和紧密性。,d2D2有可能产生干涉而难于旋合。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响,一、螺纹直径偏差的影响,对互换性有影响的因素是螺纹加工过程中几何参数产生误差，这些误差包括：螺纹中径偏差、螺距误差、牙型半角偏差,二、螺距偏差对互换性的影响,螺距误差分为螺距偏差P 和螺距累积误差P螺距偏差P：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P：在规定的螺纹长度内，任意

9、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。螺距累积偏差主要影响旋合性。,内螺纹为理想螺纹外螺纹存在螺距累积误差,PL外nP,为使外螺纹能够旋入理想的内螺纹，应把外螺纹牙侧上的B点移至与内螺纹牙侧上的C点,螺纹的中径减小一个数值fp,fp（或FP）1.732P,第九章 常用结合件的公差与检测,(二)、普通螺纹几何参数对互换性的影响,牙型半角偏差是指牙型半角的实际值与其公称值（30）之差。,1/2 1/2 30 2/2 2/2 30,牙型半角偏差是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置误差。它对螺纹的旋合性和联接强度均有影响。,3、牙型半角偏差对互换性的影响,内螺纹为理想螺纹外螺纹存在

10、 牙侧角偏差,左牙侧角偏差10，右牙侧角偏差20,把外螺纹螺牙沿螺纹径向移至兰线处，可避开干涉区，螺纹的中径减小f,f(或F)=0.073P(K1|1|+K2|2|),式中单位：Pmm 1 分 fm,外螺纹：3 2 2 3 内螺纹：2 3 3 2,2,第九章 圆柱螺纹公差与检测,2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响,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,螺距累积误差主要影响旋合性，可将它差折算为中径当量，即fp（或FP）1.732P,牙侧角偏差主要影响旋合性，也可将 它折算为中径当量，即f(或F)=0.073P(K1|1|+K2|2|),第九章 圆柱螺纹公差与检测,2 普

11、通螺纹几何参数误差对互换性的影响,四、螺纹作用对旋合性的影响,螺纹加工后存在着中径本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差，可以用综合形成的作用中径来表示。,作用中径在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的假想螺纹的中径称为螺纹的作用中径。此假想螺纹具有基本牙型的螺距、半角及牙型高度，并在牙顶处和牙底处留有间隙，以保证不与实际螺纹的大、小径发生干涉。,内螺纹D2m=D2a-(fp+fa/2),外螺纹d2m=d2a+(fp+fa/2),D2a、d2a实际中径fp螺距偏差的中径当量值f/2牙型半角的中径当量值,第九章 圆柱螺纹公差与检测,2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响,五、普通螺纹合格性的判断

12、,对于普通螺纹，影响其互换性的主要参数是中径、螺距和牙型半角。由于螺距偏差和牙型半角偏差对螺纹互换性的影响均可以折算成中径当量，并与中径尺寸偏差形成作用中径。考虑到作用中径的存在，可以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，用以控制中径本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差的综合影响。,国家标准中没有单独规定螺距和牙型半角公差，仅用内、外螺纹的中径公差综合控制实际中径、螺距和牙型半角三项偏差，因而中径公差是衡量螺纹互换性的重要指标，是一项综合公差。,判断螺纹的合格性的方法主要取决于检测螺纹的手段，螺纹的检测手段有许多种，应根据螺纹的不同使用场合及螺纹加工条件，由产品设计者自己决

13、定采用何种检验手段。,由于螺距累积误差和牙侧角偏差可以折算到中径上，这样，可按泰勒原则判断螺纹的作用中径和单一中径的合格性。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响,五、普通螺纹合格性的判断,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实际中径不允超出最小实体牙型的中径。,对于外螺纹 d2fed2max 且 d2ad2min对于内螺纹 D2feD2min 且 D2aD2max,泰勒原则与包容要求实质相同,第九章 圆柱螺纹公差与检测,3 普通螺纹的公差与配合,GB/T1972003 普通螺纹 公差对基本大径为1355、螺距基本值为0

14、.28的普通螺纹规定了配合最小间隙为零以及具有保证间隙的螺纹公差带、旋合长度和公差精度。,基本偏差（确定公差带位置）,螺纹公差（确定公差带大小）,螺纹公差带,螺纹旋合长度（S、N、L）,公差精度（精密、中等、粗糙）,3 普通螺纹的公差与配合,一、普通螺纹公差带,螺纹公差带由其大小（公差等级）和相对于基本牙型的位置（基本偏差）所组成。,国家标准GB/T1972003对其作了有关规定。,基本牙型0线,内螺纹基本牙型的上方,外螺纹基本牙型的下方,公差带是沿基本牙型的牙侧、牙顶和牙底分布。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、普通螺纹公差带,1.螺纹的基本偏差,普通螺纹公差带是以基本牙型为零线布置的。其位

15、置是指公差带相对于基本牙型的距离，由基本偏差来决定。,内螺纹,基本偏差是下偏差EI,螺纹的基本偏差用来确定公差带相对于基本牙型的位置。与一般轴孔类似,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、普通螺纹公差带,基本偏差是下偏差EI,内螺纹,第九章 圆柱螺纹公差与检测,1.螺纹的基本偏差,一、普通螺纹公差带,外螺纹,基本偏差是上偏差es,1.螺纹的基本偏差,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、普通螺纹公差带,2.螺纹的公差,1.螺纹的基本偏差,螺纹公差用来确定公差带的大小，它表示允许螺纹直径的尺寸变动范围。GB/T1972003普通螺纹 公差对螺纹中径和顶径规定的公差等级如下：,内螺

16、纹中径D2 4、5、6、7、8内螺纹小径D1 4、5、6、7、8外螺纹中径d2 3、4、5、6、7、8、9外螺纹大径d 4、6、8,各级公差值见附表9-2（顶径公差值与基本偏差值）和附表9-3（中径公差值）。,国家标准中没有单独规定螺距和牙型半角公差，仅用内、外螺纹的中径公差综合控制实际中径、螺距和牙型半角三项偏差，因而中径公差是衡量螺纹互换性的重要指标，是一项综合公差。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、普通螺纹公差带,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

17、代号相同，均为6f。切记中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后。与一般轴孔相反。,螺纹公差带的特点：,1）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。,2）大、中、小径的极限偏差和公差值一律沿直径方向度量。,3）螺纹公差带只对中径和顶径规定公差等级。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、螺纹的旋合长度,GB/T1972003普通螺纹 公差规定了不同公称直径和螺距基本值对应的三组旋合长度：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

18、行程的长短选择旋合长度。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,三、螺纹的公差精度及公差带的选用,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。,GB/T1972003普通螺纹 公差根据螺纹公差等级和旋合长度两个因素规定了螺纹的公差精度：,螺纹的公差精度分为：精密级、中等级、粗糙级,螺纹精度等级的高低，代表螺纹加工的难易程度。,公差精度和公差等级有何关系呢？,一般用途的螺纹多采用中等级,螺纹配合精度,精密级：用于精密螺纹联接。要求配合性质稳定、配合间隙变动较小、需保证一定的定心精度的螺纹联结。,中等级：用于一般用途的螺

19、纹联接。,粗糙级：用于不重要的螺纹联接，以及制造比较困难（长盲孔攻螺 纹）或热扎棒上的螺纹。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,表9-1 普通螺纹的推荐公差带,注：选用顺序依次为：粗体字公差带、一般字体公差带、括弧内的公差带；待方框的粗体字公差带用于大量生产的紧固件螺纹；推荐公差带也适用于薄涂镀层的螺纹，例如电镀螺纹。所选择的涂镀前公差带应满足涂镀 后螺纹实际轮廓上的任何点不超过按公差带位置H或h确定的最大实体牙型。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,四、螺纹标记,螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和旋合长度代号组成。各代号之间用“”分开。,螺纹代号包括螺纹的公称直径（大径）、螺距和螺纹旋向。对粗牙

20、螺纹，不注出螺距值，对右旋螺纹，也不注出，左旋 螺纹要注出“LH”字样或“左”。,螺纹公差带代号包括中径、顶径的公差等级和基本偏差代号。当中径、顶径的公差带相同时，合并标注一个；当中径、顶径公差带不同时，应分别注出，前者为中径，后者为顶径。,旋合长度代号除中等旋合长度的代号“N”不注出外，对于短或长旋合长度，应注出“S”或“L”的代号，也可直接用数值注出旋合长度值。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,四、螺纹标记,简化标记：1、粗牙螺纹的螺距可省略不标注，2、对于中等公差精度螺纹，公称直径D(d)1.6mm的H和g公差带不标注，公称直径D(d)1.4mm的5H和h公差带不标注，3、中等旋合长度组代号

21、N不标注；4、右旋螺纹不标注旋向代号。,四、螺纹标记,外螺纹：M205g6gS,公制螺纹,公称直径（大径）,中径公差带代号,顶径公差带代号,短旋合长度,内螺纹：M201.5左6H,公制螺纹,公称直径（大径）,螺距（细牙螺纹）,左旋螺纹,中径和顶径公差带代号（相同）,第九章 圆柱螺纹公差与检测,四、螺纹标记,第九章 圆柱螺纹公差与检测,四、螺纹标记,内、外螺纹装配标记示例,M2026H/5g6gS,公制螺纹,公称直径（大径）,螺距（细牙螺纹）,内螺纹中径和顶径公差带代号（相同）,外螺纹中径公差带代号,外螺纹顶径公差带代号,短旋合长度,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,五、螺

22、纹的表面粗糙度轮廓要求,螺纹牙侧表面的粗糙度，主要按用途和中径公差等级来确定，如附表9-4。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,六、应用举例,有一普通外螺纹M121，加工后测得单一中径d2s=11.275mm，螺距累积误差P3m，左、右牙侧角偏差1+40，230。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），,由附表9-1 d211.350mm；由附表9-3、9-2，中径公差Td2118m 基本偏差es26m。d2max d2es11.3500.02611.324d2mind2maxTd211.3240.11811.2

23、06,2、计算作用中径fp1732|P|1.7320.030.052mmf0.073P(K1|1|+K2|2)12.3md2md2s+(fp+f)11.339,第九章 圆柱螺纹公差与检测,六、应用举例,3、判断中径合格性d2s=11.275mm d2min=11.206mm，但d2m=11.339mmd2max=11.324mm，所以不合格。,3 普通螺纹的检测,螺纹的检测,综合检验,单项测量,(一）螺纹的综合检测,螺纹的综合检验可以用投影仪或螺纹量规进行。生产中主要用螺纹量规来控制螺纹的极限轮廓，此法检验效率高,适用于大批量生产。,外螺纹的大径光滑极限环规（卡规）检查,内螺纹的小径光滑极限塞

24、规检查,其他参数螺纹量规检查,检验原理：螺纹量规按泰勒原理设计，分通规和止规。用通规综合控制螺纹的作用中径，应能顺利与工件旋合，止规控制螺纹的单一中径，与工件不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，若通规不能旋合，则说明螺母过小，螺栓过大，应予退修。当止规与工件能旋合，则表示螺母过大，螺栓过小，螺纹为废品。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、螺纹的综合检测,内螺纹,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、螺纹的综合检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、螺纹的综合检测,内螺纹,螺纹塞规检验螺母（内螺纹）：通规检验螺母的作用中径,同时控制螺母大径的最大极限尺寸；止规检验螺母的单一中径；螺母小径则另用光滑极

25、限量规检验。,内螺纹公差带,止端螺纹塞规,通端螺纹塞规,螺母,光滑塞规,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、螺纹的综合检测,外螺纹,第九章 圆柱螺纹公差与检测,一、螺纹的综合检测,外螺纹,螺纹环规检验螺栓（外螺纹）：通规检验螺栓的作用中径,同时控制螺栓小径的最大极限尺寸；止规检验螺栓的单一中径；螺栓大径则另用光滑极限量规检验。,外螺纹公差带,通端螺纹环规,止端螺纹环规,通端螺纹环规,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、螺纹的单项测量,单项测量，一般是分别测量螺纹的每个参数，主要测中径、螺距、牙型半角和顶径，主要用于测量精密螺纹、螺纹量规、螺纹刀具和丝杠螺纹。,1.三针法测量

26、外螺纹单一中径,三针量法是一种间接测量方法，主要用于测量精密螺纹（如丝杠、螺纹塞规）的单一中径。,影响测量结果的因素：跨针距M的测量误差，量针的尺寸偏差和形状误差，被测螺纹的螺距偏差和牙侧角偏差。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、螺纹的单项测量,1.三针法测量外螺纹单一中径,影响测量结果的因素：跨针距M的测量误差，量针的尺寸偏差和形状误差，被测螺纹的螺距偏差和牙侧角偏差。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、螺纹的单项测量,用工具显微镜测量属于影像法测量，能测量螺纹的各种参数，如测量螺纹的大径、中径、小径、螺距和牙侧角等。,2.用工具显微镜测量螺纹各参数,3.用螺纹千分尺测量外螺纹中径,在实际生产中，车间测量低精度螺纹常用螺纹千分尺。,第九章 圆柱螺纹公差与检测,二、螺纹的单项测量,第九章 圆柱螺纹公差与检测,附表9-1,第九章 圆柱螺纹公差与检测,附表9-2,第九章 圆柱螺纹公差与检测,附表9-3,第九章 圆柱螺纹公差与检测,第九章 圆柱螺纹公差与检测,