极限配合与测量技术 第2版 教学课件 作者 张林 第五章 5.1-3 螺纹的公差与配合.ppt

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1、第5章螺纹的公差与配合5.1概述在各种机械中，螺纹应用广泛，按其用途分为：紧固螺纹——用于连接或紧固零件，如公制普通螺纹。传动螺纹——用于传递动力，运动或位移，如丝杠螺纹。5.1.1普通螺纹的基本要求螺纹结合，要保证它的互换性，对普通螺纹必须满足两个基本要求：1．可旋合性可旋合性是指不经任何选择或修配，且不要特别地用力，即可将内、外螺纹自由地旋合。2．连接可靠性连接可靠性是指内、外螺纹旋合后，接触均匀以减少内、外螺纹发生破坏的危险，且在长期使用中，有足够可靠的结合力。5.1.2普通螺纹的基本牙型普通螺纹的基本牙型是指在螺纹轴剖面内高为的正三角形（原始三角形）上，顶部截去H

2、/8，底部截去H/4所形成的螺纹牙型。该牙型具有螺纹的基本尺寸，故称为基本牙型。如图5.1所示（小写字母为外螺纹的几何参数，大写字母为内螺纹的几何参数）。图5.1螺纹的基本尺寸和基本牙型5.1.3螺纹的主要几何参数1．大径（d或D）与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相重合的假想圆柱体的直径，称为大径。国家标准GB193—81规定，普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称直径，其位置在原始三角形上部H/8削平处。螺纹的尺寸系列就是以该直径与不同螺距的组合，如表5.1所示。2．小径（d1或D1）与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体的直径，称为小径。其位置在原始三角形下部H/4削平处

3、。为了叙述方便，与牙顶相重合的直径又称为顶径。3．中径（d2或D2）中径是一个假想圆柱的直径，是该圆柱的母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方的直径，该母线称为中径线。根据定义可知，螺纹中径完全不受其大径、小径尺寸变化的影响，不等于大径和小径的平均值。中径的大小决定了螺纹牙侧相对于轴线的径向位置。因此，中径是螺纹公差与配合的主要参数之一。4．单一中径（d2S或D2S）单一中径同样也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线只规定通过牙型上沟槽宽度等于1/2基本螺距的地方，而不考虑其突起宽度是多少，如图5.2所示。图5.2螺纹的中径和单一中径单一中径是用三针测量法测得的，当螺距无

4、误差时，单一中径就是中径，螺距有误差时两者不相等。5．螺距（P）螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。螺纹有单线与多线之分，在同一螺旋线上相对应两点间的轴向距离称为导程。导程等于螺纹线数与螺距的乘积。6．牙型角（）与牙型半角（/2）牙型角是指在通过螺纹轴线剖面内，相邻两牙侧间的夹角。米制普通螺纹牙型角＝60°。牙侧与螺纹轴线的垂线之间的夹角称为牙型半角，/2＝30°，如图5.1所示。在测量时应测螺纹的牙型半角，这是因为牙型角虽然正确但牙型半角仍可能有误差，如左右半角分别为29°40′和30°20′。7．旋合长度（Le）旋合长度是指相配合的内外螺纹沿其轴线方

5、向相互旋合部分的有效长度，如图5.3所示。图5.3螺纹的接触高度和旋合长度5.2螺纹几何参数误差对互换性的影响5.2.1几何参数误差对互换性的影响螺纹结合的互换性是指内螺纹（或外螺纹）可以不经任何选择或修配，就能旋入任何一个相同规格、相同尺寸的外螺纹（或内螺纹）全长上，并保证连接可靠。从互换性的角度来看，螺纹的五个基本几何参数（即大径、小径、中径、螺距和牙型半角）都有影响，这5个基本几何参数在加工过程中不可避免地都有一定的误差，不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧，还会影响连接的可靠性，从而影响螺纹的互换性。为了保证螺纹的互换性，必须对内、外螺纹的5个基本几何参数误

6、差加以限制。1．螺纹大、小径误差对互换性的影响从加工工艺上和使用强度上考虑，实际加工出来的内螺纹大径和外螺纹小径的牙底形状都是略呈圆弧状的，为了防止旋合时在该处发生干涉，因此，螺纹结合在大径和小径处规定不接触。为了保证内、外螺纹的旋合性，应使内螺纹大、小径的实际尺寸分别大于外螺纹大、小径的实际尺寸。但内螺纹的小径过大，外螺纹的大径过小，虽不影响螺纹结合性，但会减小螺纹的接触高度，从而影响螺纹的连接可靠性，因此必须加以限制，规定其公差。内螺纹小径和外螺纹大径的公差应考虑螺纹毛坯的制造精度，以及与中径公差的协调，因此，内螺纹小径和外螺纹大径规定了较大的公差。从互换性观点来看，

7、对内螺纹大径只要求与外螺纹大径之间不发生干涉，因此内螺纹只限制大径的最小极限尺寸，而外螺纹小径不仅要与内螺纹小径保持间隙的要求，还要考虑其牙底对外螺纹的影响，所以外螺纹不仅要限制小径的最大极限尺寸，而且对外螺纹小径的最小极限尺寸，还应考虑其牙底的形状。2．螺距误差对互换性的影响螺距误差是客观存在的，它使内、外螺纹发生干涉，影响旋合性，并且在螺纹旋合长度内使实际接触的牙数减少，影响螺纹连接的可靠性。螺距误差包括两部分，即与旋合长度有关的累积误差和与旋合长度无关的局部误差，从互换性的观点来看，螺距的累积误差是主要的。在车间生产条件