第八章 常用联接件的公差与检测

7H (7G) 8H (8G)
(5h6h) (5g6g)
6g
6h (8e) 8g
4、螺纹标记 M 12×1 －5h 6h －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）
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)

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。
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。
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。
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。
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
四、普通螺纹的公差与配合 国标《普通螺纹的公差与配合》GB/T1972003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。
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
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。
六、机床梯形螺纹丝杠和螺母的精度及公差
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°）α2 － 30°
α1
α2
• 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 。
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。
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。
1.普通螺纹的公差带 螺纹公差带由基本偏差和公差两个要素构成。 1）. 螺纹的基本偏差 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
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D2 内螺纹小径D1 4、 5、 6、 7、 8 4、 5、 6、 7、 8
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。
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。
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。
fp（或FP）＝1.732· ΔP∑
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。
简化标记：1. 2. 3. 4.
粗牙螺纹的螺距可省略不标注， 公差带６H和６g不标注， 中等旋合长度组代号N不标注； 右旋螺纹不标注旋向代号。
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。
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＝11.324 d2min＝d2max－Td2＝11.324－0.118＝11.206 2. 计算作用中径 fp＝1．732|ΔP∑|＝1.732×0.03＝0.052mm fα＝0.073P(K1| Δα1|+K2| Δα2)＝12.3μm d2m＝d2s+(fp+fα) ＝11.339
标注时，中径公差带代号在前，顶径 公差带代号在后。
螺纹公差带的特点: · 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。 · 螺纹公差带只对中径和顶径规定公差等级。
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。
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。
2003
2003
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。
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
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∑ ＝－ 3 ０μm，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）。
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。
第八章 常用联接件的公差与检测
§1 螺纹的公差与检测 §2 平键联接的公差与检测 §3 矩形花键联接的公差与检测
§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。
外螺纹中径d2
外螺纹大径d
3、 4、 5、 6、 7、 8、 9
4、 6、 8
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。