第九章螺纹结合

9.2 螺纹几何参数对互换性的影响
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。
9.2 螺纹几何参数对互换性的影响
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。
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:
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：
外螺纹：
d2f ed2MMSd2maxd2ad2LMSd2min
1、螺距偏差的影响
同理，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： fP1.73 2P
f/20.07P(3 K12 1 K2 22)m
3、中径偏差的影响
中径偏差是指中径的实际尺寸(以单 一中径体现)与基本尺寸之代数差。
就外螺纹而言，中径若比内螺纹大， 必然影响旋合性；若过小，则会使牙侧 间的间隙增大，联接强度降低。
要控制螺纹的中径偏差。国标中规定 了普通螺纹的中径公差。
4．普通螺纹实现互换性的条件
Hale Waihona Puke Baidu
2、普通螺纹的主要几何参数
螺纹的几何参数取决于螺纹轴向剖 面内的基本牙型。其基本牙型是将 原始三角形(等边三角形)的顶部截去 H/8和底部截去H/4所形成的内、外 螺纹共有的理论牙型。该牙型是具 有螺纹的基本尺寸。
普通螺纹基本牙型
1）原始三角形高度（H） 是原始三角形顶点到底边的垂直距离。
H 3P/2
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d2fe（D2fe），它可以表达为：
外螺纹： d 2 f e d 2 a fp f/2
内螺纹： D 2 fe D 2 a fp f /2
8）牙型角α与牙型半角（α/2） ：
螺纹牙型上，两个相邻牙侧间的
夹角称做牙型角。牙型半角是指
在螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的 垂直线间的夹角。普通螺纹的牙 型半角为30°。
9）螺纹旋合长度
螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时 螺旋面接触部分的轴向长度。
旋合长度
9.2 螺纹几何参数对互换性的影响
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。
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。一般情况下，S组应比N组高一 个公差等级；L组应比N组低一个公差等级。 一般多用N组。
4、螺纹精度设计
螺纹公差带的选用：国标规定了内、外螺纹的选用公差 带，如表9.7所示。表中列出了11种内螺纹公差带和13种 外螺纹公差带，按照配合组成的规律，它们可以任意组 合成各种配合。
1、螺距偏差的影响
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。
2）螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 3）牙型高度5H/8 指在原始三角形中削去顶部和底部后的高度， 等于牙顶高3H/8和牙底高2H/8之和。
4）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。
螺距累积偏差对旋合性的影响示例
L实际=nP1 L理论=nP
内螺纹 ΔPΣ
fp/2
外螺纹
1、螺距偏差的影响
如图所示，假设内螺纹具有基本牙型 ，仅与存在螺距偏差的外螺纹结合。外 螺纹N个螺距的累积误差为ΔPΣ(μm)。 内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合。 为防止干涉，为使具有ΔPΣ的外螺纹旋 入理想的内螺纹,就必须使外螺纹的中 径减小一个数值fp (μm)。
5）小径(D1，d1)
小径是指与内螺纹牙顶或外螺纹牙底
相切的假想圆柱或圆锥的直径。相结 合的内、外螺纹的小径基本尺寸相等, 即D１=d1。 内螺纹的小径D1又称"顶径",外螺纹 的小径d1又称"底径"。
5 d1D 1D 28HD 0.0 18P 25
6）中径(D２，d２)
中径是指一个假想圆柱或圆锥的直径
3、螺纹公差等级与旋合长度
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。
3、螺纹公差等级与旋合长度
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。
5、普通螺纹的标记
完整的螺纹标记由螺纹代号（含螺纹公称直径、 螺距、）、螺纹公差等级代号（按中径、顶径 顺序）和螺纹旋合长度组成，中间用“—”隔 开。
举例：
外螺纹：M20—5g6g—S 内螺纹：M20×1.5LH—6H 内外螺纹配合时：M20×2—6H/5g6g—S
结语
谢谢大家！
第九章螺纹结合
9.1 概述
1、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。
1、螺纹的种类和使用要求
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。 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。 紧密螺纹：这类螺纹用于密封联接。螺纹的使 用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油。
内螺纹：
D2f eD2MM SD2min D2aD2LMSD2max
fp
螺纹中径合格性判断示例
D2，d2
Fα/2
D2m D2s D2max
D2min
TD2
d2max
内螺纹
外
螺
纹
fp
d2min
Td2
Fα/2
d2s d2m
螺纹中径合格性判断
例： 有一螺栓M24×2—6H，测得其单一中径 d2a=25.5mm， 螺 距 误 差 △ P=+35μm， 牙 型半角误差△α/2（左）=-30′，△α/2（右） = +65′，试判断其合格性。
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。
表面粗糙度：普通螺纹的表面粗糙度推荐值见表9.9。 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 。
精品课件！
精品课件！
，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。
3 d2D 2D28HD0.64P 95
7）单一中径
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。
9.3 普通螺纹的精度设计
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。螺纹公差标准中，就只有内螺 纹小径D1和中径D2，外螺纹大径d和中径 d2公差，见表9.3~9.5。
2、螺纹基本偏差
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。
2、牙型半角偏差的影响
牙型半角偏差是指牙型半角的实际值 对公称值的代数差，是螺纹牙侧相对于 螺纹轴线的位置误差。对螺纹的旋合性 和联接强度均有影响。牙型半角偏差对 旋合性的影响如图所示。
牙型半角偏差对旋合性影响示例：
2、牙型半角偏差的影响
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。
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。