第10章 普通螺纹结合的互换性

３．中径(D２，d２)：
• 中径 是指一个假想圆柱的直径，该圆柱 或圆锥的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸 起宽度相等的地方，此假想圆柱称为中 径圆柱。中径圆柱的母线称为中径线， 其轴线即为螺纹轴线,相结合的内、外螺 纹中径的基本尺寸相等，即D２=d２。
图解
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第10章 普通螺纹结合的互换性
P：mm
1
2
k2
2
2
)
单位？？？

1
2
：分
单位 ：微米
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4．普通螺纹实现互换性的条件
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作用中径：
• 作用中径：在旋合时，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），它可以表达为：
• 假设外螺纹具有基本牙型，与仅存在螺距 偏差的内螺纹与其结合。设在N个螺牙的 旋合长度内，内螺纹存在ΔPΣ。为保证旋 合性，就必须将内螺纹中径增大一个数值 fp∑。fp ∑就是为补偿螺距累积误差而折算 到中径上的数值，称为螺距误差的中径当 量。两种情况下的当量计算公式为：
f P 1 . 732 P
fp Fα/2
D2max
TD2
内螺纹
D2min
D2，d2
外 螺 纹 d2max
D2m
D2s
Td2
fp Fα/2 d2m
d2min
d2s
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四、普通螺纹的公差及基本偏差
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1、螺纹公差带 :
• 公差带的大小和公差等级：公差带的大小由 公差值确定，表示螺纹中径尺寸的允许变动 量。6级为基本级。 • 公差带的位置和基本偏差 :公差带的位置是 指公差带相对与基本牙型的距离，该距离由 基本偏差决定。规定内螺纹的下偏差（EI） 和外螺纹的上偏差（es）为基本偏差。对内 螺纹规定代号为H和G的两种基本偏差；对 外螺纹规定代号为e、f、g、h四种基本偏差。
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三．螺纹几何参数偏差对互换性的影响： • 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。
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三．螺纹几何参数偏差对互换性的影响： • 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。
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3、螺纹精度设计(2)：
• 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应用较广。
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3、螺纹精度设计(1)：
• 结合精度的确定：
– 精密级——用于精密联结螺纹。 – 中等级——用于一般用途联结。 – 粗糙级——用于要求不高及制造困难的螺纹。
• 旋合长度的确定：一般多用N组。根据公称直 径和螺距选择。 • 公差带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的 组合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代 号。如外螺纹：6f；内螺纹：6H。与普通尺寸 标注有差别。
T d /2
螺纹公差带图（2）：
e f g
T d /2
2
es/2
es/2
es/2
d
d
0
2
d d
1
3max
基本牙型
T d /2
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h
T d /2
2
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2、螺纹公差等级与旋合长度(1)：
• 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，旋合长度是螺纹精度设 计中必须考虑的因素。
１．普通螺纹：
• 通常也称紧固螺纹，主要用于联接和紧 固各种机械零件。这类螺纹联接的使用 要求是可旋合性(便于装配和拆换)和联 接的可靠性。
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２．传动螺纹：
• 这类螺纹通常用于传递运动或动力。螺 纹联接的使用要求是传递动力的可靠性 或传递位移的准确性。
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f / 2 0 . 073 P ( k 1
内螺纹/外螺纹
1
2
k2
2
2
)
k1 ??? k 2 ???
k1 2 ?? 3 k 2 2 ?? 3
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f / 2 0 . 073 P ( k 1
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一．螺纹的种类和使用要求
在机械制造中，螺纹联接和传动的 应用有很多，占有很重要的地位。 根据其用途可分为三类:普通螺纹、 传动螺纹和紧密螺纹
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螺距累积偏差对旋合性的影响示例（1）：
L实际=nP1 L理论=nP 内螺纹 ΔPΣ
Fp/2
外螺纹
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螺距累积偏差对旋合性的影响示例（2）：
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2．螺距偏差的影响（3）：
4．螺距(P)：
• 螺距 是指相邻两牙在中径线上对应两 点间的轴向距离。
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5．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。
P 2
单一中径线
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三．螺纹几何参数偏差对互换性的影响： • 螺纹联接要实现其互换性,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五个:大 径、小径、中径、螺距和牙型半角。 这几个参数在加工过程中不通可避免 地会产生一定的加工误差,不仅会影响 螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧、 还会影响联接的可靠性,从而影响螺纹 的互换性。
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2、螺纹公差等级与旋合长度(2)：
• 国标中规定了不同直径和螺距所对应的 旋合长度，分为短（S）、中（N）、 长（L）三种旋合长度。 • 国标按螺纹公差等级和旋合长度规定了 三种类型的公差带，分别是精密级、中 等级和粗糙级，代表着不同的加工难度。
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3．牙型半角偏差的影响（1）：
• 外螺纹：外螺纹存在牙型半角偏差时， 必须将外螺纹牙型沿垂直螺纹轴线的方 向下移，从而使外螺纹的中径减小一个 数值fα/2。 • 内螺纹：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， 该 值称为牙型半角偏差的中径当量。
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2．螺距偏差的影响（1）：
• 螺距偏差可分为单个螺距偏差和螺距累积偏 差两种。 • 单个螺距偏差：是指单个螺距的实际值与其 基本值之代数差，它与旋合长度无关。 • 螺距累积偏差：是指在规定的螺纹长度内， 任意两同名牙侧与中径线交点间的实际轴向 距离与其基本值的最大差值，它与旋合长度 有关。螺距累积偏差对互换性的影响更为明 显。
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普通螺纹基本牙型：
大径
小径
中径
螺距
单一中径
牙型半角
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1．大径(D，d)：
• 大径 是指与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相 切的假想圆柱或圆锥的直径。相结合的 内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即D =d 。 • 内螺纹的大径D又称"底径",外螺纹的大 径d又称"顶径"。普通螺纹大径的基本尺 寸为螺纹公称直径尺寸。
– 外螺纹： – 内螺纹：
d 2 m d 2 s f p f / 2
D 2 m D 2 s f p f / 2
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中径公差：
• 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。
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螺纹中径合格性判断原则（泰勒原则）：
• 由于作用中径的存在以及螺纹中径公差的综 合性，因此中径合格与否是衡量螺纹互换性 的主要依据。判断中径的合格性应遵循泰勒 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，任何部位的单一中径不允许超出 最小实体牙型的中径。用表达式即为：