公差配合与测量技术 第2版教学课件3

P/8
➢ 中径D2或d2
➢ 单一中径
➢ 牙型角a和
60°
牙侧角a1、a2 ➢ 螺纹旋合长度
30°
D (d)
P/2
P/4
导程 螺距
螺纹轴线
三、螺纹几何参数偏差对互换性的影响
1.螺距误差的影响： 主要影响可旋合性、可连接性、可靠性
L实际=nP外
L理论=nP
内
内螺纹 ΔPΣ
d2
fp/2
d2’
外螺纹
➢ 螺距误差的影响：
➢ 根据使用场合，螺纹分成三个精度等级：
▪ 精密级：用于精密螺纹 ▪ 中等级：用于一般用途 ▪ 粗糙级：用于制造螺纹比较困难或对精度要求不高的场合
➢ 国标对螺纹的旋合长度进行了规定，分为短旋合长 度S、中旋合长度N、长旋合长度L三组，一般情况 下应采用中旋合长度N 。
普通螺纹推荐公差带
三、螺纹标记
测及数据处理 • 案例： • 二级直齿圆柱齿轮减速器箱体上连接螺栓螺纹中径精度要求（图纸
+实物模型）
单元教学目标
能力 目标
1.能对图样进行识读及标注 2.能根据中径公差项目，选择适当的测量工具及检
测方法进行检测，判断其是否超差
知识 目标
素质 目标
1.熟悉螺纹主要几何参数、了解其对互换性的影响 2.螺纹在图样上识读和标注方法，螺纹中径的合格 性判断 3.熟悉数字式万能显微镜等测量仪器的测量原理以 及使用方法
按极限尺寸判断原则（泰勒原则） d2m=22.625mm<22.663mm=d2max d2a=22.521mm>22.493mm=d2min
故中径合格。
（4）根据该螺纹尺寸表d=24mm，螺距P=2mm，查国标 GB/T 197-2003 螺纹旋合长度，可得： 采用中等旋合长度为8.5mm25mm
➢ 螺纹公差中，只规定了外螺纹的大径d、中径d2和内螺 纹的小径D1、中径D2的公差等级和公差。
螺纹公差等级(摘自GB/T 197—2003)
螺纹直径
内螺纹小径D1 内螺纹中径D2 外螺纹大径d
外螺纹中径d2
公差等级 4、5、6、7、8 4、5、6、7、8
4、6、8 3、4、5、6、7、8、9
注：同一公差等级中，内螺纹中径公差比外螺纹中
实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径， 任何位置的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径。
即：
外螺纹 d2m≤d2max
d2a≥d2min
内螺纹 D2m≥D2max D2a≤D2min
任务 任务1-认 任务2-标 任务3-螺纹 任务4-项目 总结、 评价
引入 识螺纹
注与识读 中径判断 实操
径公差大32%左右，原因是内螺纹加工比外螺纹困难。
2. 螺纹的基本偏差
国家标准GB/T 197—2003 《普通螺纹 公差》 对螺纹大径、中径和小径规定了相同的基本偏差。
➢对于外螺纹
▪ 基本偏差为上偏差es，下偏差ei = es-T ▪ 在普通螺纹标准中，对外螺纹规定了四种公差带
位置，其基本偏差分别为e、f、g、h（熟记）。 ▪ h的基本偏差为零，e、f、g的基本偏差为负值。
（3）判断中径的合格性 d2max=d2+es=22.701mm-0.038mm=22.663mm d2min=d2max-Td2=22.663mm-0.17mm=22.493mm d2m = d2a+(fp+fa) 式中 d2a= 22.521mm ffpα===10[..070.370237P3(×KP21×(=2×(112.70+3+K23×2×02.50)5]2)mm) m=0.087mm =16.8m=0.017mm 则 d2m=22.521mm+（0.087+0.017）mm=22.625mm
… ……
10 二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上键槽对称度误差检测 11 二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴径向圆跳动误差检测 12 CA6140车床导轨表面粗糙度检测 13 二级直齿圆柱齿轮减速器箱体上连接螺栓螺纹中径误差检测
14 15
二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上齿轮齿圈径向跳动偏差检测 二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上齿轮公法线长度变动检测
1. 严格实验操作规范 2. 正确使用数字式万能工具显微镜等测量仪器 3. 自觉爱护测量仪器
重点 难点
教学 手段
1公.识差读要求、及标符注号螺纹 2差.进检测行螺纹中径误
螺纹中径误差检测 数据处理及评定
1.二级减速器内的螺栓 零件及学生实习或技能 鉴定中加工的零件实物 2.多媒体（自制动画） 3.二维、三维CAD软件
▪ 螺纹代号：粗牙普通螺纹用“M”及公称直径表示，细牙 普通螺纹应加注螺距，用“×”连接；
▪ 螺纹公差带代号：包括中径公差带代号和顶径公差带代号。 若两者代号相同，只标注一个代号。若两者代号不同，则 前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号；
▪ 旋合长度代号：可标注旋合长度代号，也可直接标注旋合 长度数值。当采用中等旋合长度时，“N”省略不标；
（等同基轴制）
普通外螺纹公差带位置示意图
基本牙型
基本牙型
Td/2
Td2/2
es/2 Td/2
Td2/2
d d2 d1 d3max
d d2 d1 d3max
T
0Fra Baidu bibliotek
0
g f e
h
外螺纹公差带位置
外螺纹最大小径d3max：小于 螺纹环规通端的最小小径。
以保证通端螺纹环规能通过。
➢对于内螺纹：
▪ 基本偏差为下偏差EI，上偏差ES = EI+T ▪ 在普通螺纹标准中，对内螺纹规定了两种公差带
▪ 在下列情况下，中等精度螺纹不标注其公差带代号：
✓ 内螺纹：公称直径D≤1.4mm，公差带代号为5H；公称直径 D≥1.6mm,公差带代号为6H；对螺距为0.2mm的螺纹，其公差等 级为4级。
✓ 外螺纹：公称直径d≤1.4mm，公差带代号为6h；公称直径 d≥1.6mm,公差带代号为6g。
➢ 内、外螺纹配合标记：内螺纹公差带代号在前，外螺
位置，其基本偏差分别为G、H。 ▪ H的基本偏差为零，G的基本偏差为正值。（等同
基孔制）
普通内螺纹公差带位置示意图
基本牙型 G
0
基本牙型 H EI=0
内螺纹公差带位置
第9章 螺纹公差及检测
互换性与技术测量
普通螺纹基本偏差和顶径公差
二、标准推荐的公差带及其选用
标准推荐的公差带及其选用
➢ 零件的公差带由标准公差和基本偏差所决定。按螺 纹不同的公差带位置（G、H、e、f、g、h）以及不 同的公差等级（39级）可组成各种不同的公差带。
已知该螺纹理论中径d2=22.701mm， 试判断该螺纹是否合格？并查出所需旋合长度的范围。
参考答案：（1）由国标GB/T 197-2003 普通螺纹中径 顶径公差表，可查得：
中径 es = -38m，Td2 = 170m 大径 es = -38m，Td = 280m
（2）判断大径的合格性 dmax=d+es=24mm-0.038mm=23.962mm dmin=dmax-Td=23.962mm-0.28mm=23.682mm 因dmax>da=23.850mm>dmin，故大径合格。
➢ 2.牙侧角偏差的影响
牙侧角偏差对螺纹的旋合性和联接强度均 有影响。 ▪ 外螺纹：外螺纹牙侧角偏差时，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。 ▪ 内螺纹：内螺纹存在牙侧角偏差时， 必须将内螺纹中径增大一个数值fα。 ▪ fα就是补偿螺纹牙侧角偏差的影响而 折算到中径上的数值。称为牙侧角误 差中径当量：
d2(D2)m= d2(D2)a(f（F）α+f（P）p) 在大批量生产实际中，常使用螺纹量规来体现螺纹 中径的合格性，如验收时，通规通过、止规通不过为 合格。
2. 螺纹中径合格性判断原则：
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:
16
用三坐标测量机综合测量（一）
4 4 14 6
2 20 4 44 4 4 12 34
44
任务 任务1-认 任务2-标 任务3-中径 任务4-项目 总结、 评价
引入 识螺纹 注与识读 判断
实操
归纳
任务引入
1.情境描述：
我校16级毕业生刚到一工厂计量处，一师傅就 给他一袋螺栓零件并附带图纸，让他检测螺纹处 的几何参数并进行数据处理
2.任务引导： 螺纹有哪些参数？需要检测哪几个？如何处理数 据？
3.角色定位： 4人一组、质检员（机械加工）
牙底 牙顶
小径 大径
嘿！这形 状常见啊
牙顶
牙底
能力训练任务及案例
• 任务1. 认识螺纹 • 任务2. 普通螺纹标注与识读 • 任务3. 判断螺纹中径的合格性 • 任务4. 二级直齿圆柱齿轮减速器箱体上连接螺栓螺纹中径误差检
将螺距误差换算成中径的数值。在普通螺纹结合中，未单 独规定螺距公差来限制螺距误差，而是将螺距误差换算成在 中径上的影响量，即螺距误差中径当量，用规定中径公差来 间接地限制螺距误差。对牙型角=60的普通螺纹，螺距累 积误差的中径当量为：
fp=1.732P （m）
式中：P-----螺距累积误差，单位为m
单元十三：二级直齿圆柱齿轮减速器箱 体上连接螺栓螺纹中径误差检测
模块
第一次课
单元 序号
1 认识互换性
单元标题
学合 时计
22
尺寸公差 与配合国 家标准构 成及检测
几何公差 国家标准
及检测
表面粗糙度
典型零件表 面的公差配 合及检测
综合测量
2 尺寸公差与识图 3 尺寸精度设计
4
二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴轴径、齿轮零件孔径尺寸 检测及合格性评定
归纳
活动任务二：普通螺纹标注与识读
➢ 请对下列符号识读和标注： ▪ M20—5g6g—S
▪ M10×1.5—6H—LH
▪ ▪ M20×2—
6H/5g6g—S
相关知识
一、普通螺纹公差及基本偏差
1. 普通螺纹公差及公差等级
在普通螺纹中，对螺距和牙侧角偏差不单独规定 公差，而是将它们折算到中径上来控制。即用螺纹中 径公差综合控制中径、螺距和牙侧角等几何要素的误 差。 ➢ 在普通螺纹中，只须规定大径、中径和小径的公差。 ➢ 由于外螺纹和内螺纹的底径（d1和D）是在加工时和中 径一起由刀具切出，其尺寸由刀具保证，因此不规定 公差。
四、 螺纹中径合格性的判断原则
1．作用中径的概念
螺纹的作用中径是在规定的旋合长度内，恰好 包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。该假想螺纹具 有基本牙型的螺距、牙型半角和牙型高度，并在牙顶 和牙底留有间隙，以保证不与实际螺纹的大小径发生 干涉。
作用中径是螺纹的作用尺寸，它是综合的，包括了 中径、牙侧角和螺距等螺纹各主要参数的影响。
任务 任务1-认 任务2-标 任务3-螺纹 任务4-项目 总结、 评价
引入 识螺纹 注与识读 中径判断 实操
归纳
活动任务三：普通螺纹中径合格性判断
已知：螺纹尺寸和公差要求为M24×2--6g，加工后测量得： 实际大径da=23.850mm, 实际中径d2a=22.521mm， 螺距累积偏差P =+0.05mm， 牙差分别为： 1（左）=+20´， 2（右）=-25´，
任务 任务1-认 任务2-标 任务3-螺纹 任务4-项目 总结、
引入 识螺纹
注与识读 中径判断 实操
归纳
评价
活动任务一：认识螺纹
一、螺纹分类及使用要求
➢ 螺纹按其用途可分为三类：
➢1. 普通(紧固)螺纹
通常也称紧固螺纹，如公制普通螺纹等，主要用于联接和紧 固各种机械零件（例如用螺钉将轴承端盖固定在箱体上）
2．传动螺纹
这类螺纹通常用于传递运动或动力（例如普通车床进给机 构中的丝杠螺母副和滚动螺旋传动的滚珠丝杠副）。
3．紧密螺纹
用于密封联接。主要用于使两个零件紧密连接而无泄漏的结 合，如管螺纹。
二、螺纹主要几何参数名称及定义
➢ 基本牙型
➢ 螺距P
➢ 导程S
➢ 原始三角形高度H
➢ 大径D或d
P
➢ 小径D1或d1
➢ 螺纹完整标记由螺纹代号M、公称直径值、导程代号 Ph（单线螺纹可省略）、螺距值、中径公差带代号、 顶径公差带代号、旋合长度代号和螺纹旋向代号LH （右旋省略）所组成。
M6×0.75–5h 6h–S–LH
左旋螺纹 短旋合长度 顶径公差带代号 中径公差带代号 单线螺纹螺距 公称直径 螺纹代号
➢ 标记说明：
fα=0.073P(K11+ K22
➢ 3.螺纹中径偏差对互换性的影响：
➢ 中径偏差是指中径实际尺寸(以单一中径体现)与基
本中径尺寸之代数差。假设螺纹其它参数处于理想 状态，若外螺纹的中径偏差小于内螺纹的中径偏差， 就能保证内外螺纹的旋合性；反之，就会产生干涉 而难以旋合。但是，若外螺纹的中径过小，内螺纹 的中径过大，则会削弱其联结强度。所以要规定螺 纹中径公差来保障螺纹的互换性。