机械精度设计第6章 螺纹结合精度
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相切的假想圆柱的直径。
③中径(D2 、d2）— 螺纹牙型上沟槽和凸起宽度
相等的地方假想圆柱的直径。
④螺距 — 指相邻两牙在中径线上对应两点的轴 向距离，用符号 P 表示。
⑤导程 — 指同一条螺旋线上相邻两牙在中径线 上对应两点的轴向距离，用符号 Ph 表示。
P/2
单一中径线
d2a
P-△P P-△P
第六章 螺纹结合精度
按用途，螺纹可分为：
连接螺纹（普通螺纹、紧密螺纹）
传动螺纹（矩形螺纹、梯形螺纹、 锯齿形螺纹）
粗牙普通螺纹
细牙普通螺纹
紧密螺纹 或管螺纹
矩形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
§6-1 普通螺纹结合概述
一、普通螺纹结合的使用要求
牙型角为60°的米制三角形螺纹， 常用于紧固和连接各种机械零件。
P
实际外螺纹
外螺纹作用中径d2fe
d2fe=d2a+(fp+fα)
d2a d2fe
D2fe D2a
内螺纹作用中径D2fe
D2fe=D2a-(Fp+Fα)
中径综合公差
Td2≥fd2+fp+fα TD2≥FD2+Fp+Fα
中径合格条件：
对外螺纹
d2fe≤d2max，d2a≥d2min
对内螺纹
D2fe≥D2min，D2a≤D2max
二、综合检验
按泰勒原则使用螺纹量规检验被测螺 纹各个几何参数的误差的综合结果。
1 用该量规的通规检验被测螺纹的作用中径 （含底径）； 2 用该量规的止规检验被测螺纹的单一中径； 3 还要用光滑极限量规检验被测螺纹顶径的 实际尺寸。
图6-14 用螺纹环规和光滑极限量规检验外螺纹
图6-13 用螺纹塞规和光滑极限量规检验内螺纹
⑩螺纹旋合长度 — 指两个相互配合的螺纹沿 轴线方向相互旋合部分的长度。
§6-2 影响普通螺纹结合精度的因素
一、中径偏差的影响
是指实际中径（单一中径）与中径之差。 若外螺纹中径偏差远小于内螺纹中径偏 差时，会降低连接强度。 外螺纹中径偏差大于内螺纹中径偏差时， 不能旋合。
二、螺距偏差的影响
△P∑＝｜L外－nP｜
内螺纹
外螺纹
fp＝1.732·△P ∑ Fp＝1.732·△P ∑ fp、Fp为螺距误差中径当量
三、牙侧角偏差的影响
α1
α2
△α1 ＝ α1 － 30° △α2＝ α2 － 30°
fα/2=(BC+EF)/2 fα(或Fα) =0.073P(K1|△α1|+K2|△α2| )
四、作用中径 假想包容螺纹
10μm时，可选g；当镀层厚度20μm时， 可选f；当镀层为30μm时，可选e。当 内外螺纹均需涂镀时，可选G/e或G/f。
六、螺纹的标记 M16×Ph3 ×P1.5-6g7g-S-LH
特征代号
旋向代号
尺寸代号 粗牙螺纹螺距省略不标
公差带代号
最常用的中等公差精度螺旋纹合（长公度称代直号径 ≤1.4mm的5H、6h和公称直径≥ 1.6mm的 6H、6g）不标注公差带代号。
对高精度螺纹规定了在旋合长度内 的圆柱度、同轴度和垂直度等几何公差， 它们的公差值一般不大于中径公差的 50%，并按包 容要求控制。
螺纹牙侧表面粗糙度要求
五、螺纹的公差带与配合的选用 常选用：H/g，H/h，G/h 公 称 直 径 <=1.4mm 的 螺 纹 ， 选
5H/6h、4H/6h或更精密的配合。 对于需要涂镀的外螺纹，当镀层为
cot
2
影响螺纹单一中径测量精度的因素: 跨针距 M 的测量误差； 量针的尺寸偏差和形状误差； 被测螺纹的螺距偏差； 被测螺纹的牙侧角偏差。
最佳的量针直径d0（最佳）的 计算公式：
d0(最佳)
P
2
Leabharlann Baiducos
2
2 影像法 影像法测量外螺纹几何参数是指用
工具显微镜将被测外螺纹牙型轮廓放大 成像，被测外螺纹的影像来测量其牙侧 角、螺距和中径，也可测量其大径和小 径。
1 良好的旋合性 2 连接的可靠性
二、普通螺纹的主要几何参数
普通螺纹的主要几何参数决定于螺 纹轴向剖面内的基本牙型。
高度为 H 的等边三角形上，顶部截 去H/8、底部截去H/4所形成的理论牙型。
①大径(D、d）— 与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相
切的假想圆柱的直径。是公称直径
②小径(D1 、d1）— 与内螺纹牙顶或外螺纹牙底
三、螺纹的旋合长度与公差精度等级
国标中规定螺纹旋合长度有三组： 短旋合长度 S 中等旋合长度 N 长旋合长度 L
按螺纹公差带和旋合长度形成了 三种公差精度等级：
精密级 中等级 粗糙级
旋合长度组的选用原则：
1 通常采用中等旋合长度组； 2 对于强度较低零件上的螺纹，为保 证连接强度，可选择长旋合长度组； 3 对空间位置受到限制或受力不大的 螺纹，可选择短旋合长度组； 4 对于调整用的螺纹，可根据调整行 程的长短选择合适的旋合长度组。
自由旋合条件： d2fe≤D2fe
§6-3 普通螺纹精度设计 一、螺纹公差标准的基本构成
二、螺纹公差带 1、普通螺纹公差
普通螺纹中径和顶径公差等级表
其中，6级为基本级，数值见附表6-2和6-3
2、普通螺纹的基本偏差
内螺纹基本偏差：H、G 外螺纹基本偏差：h，g，f，e 内、外螺纹中径、顶径基本偏差数值相 同（见附表6-5）。
M20-6H/5g6g
七、螺纹精度设计示例 例题6-1
例题6-3
§6-4 普通螺纹精度检测
一.单项测量
是指对被测螺纹的各个实际几何参数 分别进行测量，主要用于单件、小批量生 产中，特别是测量精密螺纹、螺纹量规、 螺纹刀具和丝杠螺纹等。
1 三针法
d2a
M
d0
1
1 sin
2
P 2
2
2
⑥单一中径 — 指螺纹牙型上沟槽宽度等于螺 距公称尺寸一半的地方，用符号 D2a、d2a 表示。
⑦牙型角 — 指螺纹牙型上，相邻牙侧间的夹 角，用符号 α 表示。
⑧牙侧角 — 指螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的 垂线间的夹角，用符号 α1和α2表示。
⑨螺纹接触高度 — 指在相互配合螺纹的牙型上， 牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
公差等级的选用原则：
1 对一般用途的螺纹多采用中等级； 2 对要求配合性质稳定、有定心精度 要求的螺纹连接，应采用精密级； 3 对于制造螺纹有困难的场合，例如 在深盲孔内加工螺纹，则应采用粗糙级。
四、保证配合性质的其他技术要求 对普通螺纹一般不规定几何公差，
其几何误差不得超出螺纹轮廓公差带所 限定的极限区域。
③中径(D2 、d2）— 螺纹牙型上沟槽和凸起宽度
相等的地方假想圆柱的直径。
④螺距 — 指相邻两牙在中径线上对应两点的轴 向距离，用符号 P 表示。
⑤导程 — 指同一条螺旋线上相邻两牙在中径线 上对应两点的轴向距离，用符号 Ph 表示。
P/2
单一中径线
d2a
P-△P P-△P
第六章 螺纹结合精度
按用途，螺纹可分为：
连接螺纹（普通螺纹、紧密螺纹）
传动螺纹（矩形螺纹、梯形螺纹、 锯齿形螺纹）
粗牙普通螺纹
细牙普通螺纹
紧密螺纹 或管螺纹
矩形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
§6-1 普通螺纹结合概述
一、普通螺纹结合的使用要求
牙型角为60°的米制三角形螺纹， 常用于紧固和连接各种机械零件。
P
实际外螺纹
外螺纹作用中径d2fe
d2fe=d2a+(fp+fα)
d2a d2fe
D2fe D2a
内螺纹作用中径D2fe
D2fe=D2a-(Fp+Fα)
中径综合公差
Td2≥fd2+fp+fα TD2≥FD2+Fp+Fα
中径合格条件：
对外螺纹
d2fe≤d2max，d2a≥d2min
对内螺纹
D2fe≥D2min，D2a≤D2max
二、综合检验
按泰勒原则使用螺纹量规检验被测螺 纹各个几何参数的误差的综合结果。
1 用该量规的通规检验被测螺纹的作用中径 （含底径）； 2 用该量规的止规检验被测螺纹的单一中径； 3 还要用光滑极限量规检验被测螺纹顶径的 实际尺寸。
图6-14 用螺纹环规和光滑极限量规检验外螺纹
图6-13 用螺纹塞规和光滑极限量规检验内螺纹
⑩螺纹旋合长度 — 指两个相互配合的螺纹沿 轴线方向相互旋合部分的长度。
§6-2 影响普通螺纹结合精度的因素
一、中径偏差的影响
是指实际中径（单一中径）与中径之差。 若外螺纹中径偏差远小于内螺纹中径偏 差时，会降低连接强度。 外螺纹中径偏差大于内螺纹中径偏差时， 不能旋合。
二、螺距偏差的影响
△P∑＝｜L外－nP｜
内螺纹
外螺纹
fp＝1.732·△P ∑ Fp＝1.732·△P ∑ fp、Fp为螺距误差中径当量
三、牙侧角偏差的影响
α1
α2
△α1 ＝ α1 － 30° △α2＝ α2 － 30°
fα/2=(BC+EF)/2 fα(或Fα) =0.073P(K1|△α1|+K2|△α2| )
四、作用中径 假想包容螺纹
10μm时，可选g；当镀层厚度20μm时， 可选f；当镀层为30μm时，可选e。当 内外螺纹均需涂镀时，可选G/e或G/f。
六、螺纹的标记 M16×Ph3 ×P1.5-6g7g-S-LH
特征代号
旋向代号
尺寸代号 粗牙螺纹螺距省略不标
公差带代号
最常用的中等公差精度螺旋纹合（长公度称代直号径 ≤1.4mm的5H、6h和公称直径≥ 1.6mm的 6H、6g）不标注公差带代号。
对高精度螺纹规定了在旋合长度内 的圆柱度、同轴度和垂直度等几何公差， 它们的公差值一般不大于中径公差的 50%，并按包 容要求控制。
螺纹牙侧表面粗糙度要求
五、螺纹的公差带与配合的选用 常选用：H/g，H/h，G/h 公 称 直 径 <=1.4mm 的 螺 纹 ， 选
5H/6h、4H/6h或更精密的配合。 对于需要涂镀的外螺纹，当镀层为
cot
2
影响螺纹单一中径测量精度的因素: 跨针距 M 的测量误差； 量针的尺寸偏差和形状误差； 被测螺纹的螺距偏差； 被测螺纹的牙侧角偏差。
最佳的量针直径d0（最佳）的 计算公式：
d0(最佳)
P
2
Leabharlann Baiducos
2
2 影像法 影像法测量外螺纹几何参数是指用
工具显微镜将被测外螺纹牙型轮廓放大 成像，被测外螺纹的影像来测量其牙侧 角、螺距和中径，也可测量其大径和小 径。
1 良好的旋合性 2 连接的可靠性
二、普通螺纹的主要几何参数
普通螺纹的主要几何参数决定于螺 纹轴向剖面内的基本牙型。
高度为 H 的等边三角形上，顶部截 去H/8、底部截去H/4所形成的理论牙型。
①大径(D、d）— 与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相
切的假想圆柱的直径。是公称直径
②小径(D1 、d1）— 与内螺纹牙顶或外螺纹牙底
三、螺纹的旋合长度与公差精度等级
国标中规定螺纹旋合长度有三组： 短旋合长度 S 中等旋合长度 N 长旋合长度 L
按螺纹公差带和旋合长度形成了 三种公差精度等级：
精密级 中等级 粗糙级
旋合长度组的选用原则：
1 通常采用中等旋合长度组； 2 对于强度较低零件上的螺纹，为保 证连接强度，可选择长旋合长度组； 3 对空间位置受到限制或受力不大的 螺纹，可选择短旋合长度组； 4 对于调整用的螺纹，可根据调整行 程的长短选择合适的旋合长度组。
自由旋合条件： d2fe≤D2fe
§6-3 普通螺纹精度设计 一、螺纹公差标准的基本构成
二、螺纹公差带 1、普通螺纹公差
普通螺纹中径和顶径公差等级表
其中，6级为基本级，数值见附表6-2和6-3
2、普通螺纹的基本偏差
内螺纹基本偏差：H、G 外螺纹基本偏差：h，g，f，e 内、外螺纹中径、顶径基本偏差数值相 同（见附表6-5）。
M20-6H/5g6g
七、螺纹精度设计示例 例题6-1
例题6-3
§6-4 普通螺纹精度检测
一.单项测量
是指对被测螺纹的各个实际几何参数 分别进行测量，主要用于单件、小批量生 产中，特别是测量精密螺纹、螺纹量规、 螺纹刀具和丝杠螺纹等。
1 三针法
d2a
M
d0
1
1 sin
2
P 2
2
2
⑥单一中径 — 指螺纹牙型上沟槽宽度等于螺 距公称尺寸一半的地方，用符号 D2a、d2a 表示。
⑦牙型角 — 指螺纹牙型上，相邻牙侧间的夹 角，用符号 α 表示。
⑧牙侧角 — 指螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的 垂线间的夹角，用符号 α1和α2表示。
⑨螺纹接触高度 — 指在相互配合螺纹的牙型上， 牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
公差等级的选用原则：
1 对一般用途的螺纹多采用中等级； 2 对要求配合性质稳定、有定心精度 要求的螺纹连接，应采用精密级； 3 对于制造螺纹有困难的场合，例如 在深盲孔内加工螺纹，则应采用粗糙级。
四、保证配合性质的其他技术要求 对普通螺纹一般不规定几何公差，
其几何误差不得超出螺纹轮廓公差带所 限定的极限区域。