第10章螺纹精度与检测



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1、 螺纹的基础知识螺纹的基础知识 影响螺纹互换性的因素影响螺纹互换性的因素 及中径合格性判断条件及中径合格性判断条件 螺纹的公差带螺纹的公差带 螺纹精度检测螺纹精度检测 螺纹加工产生的螺纹加工产生的误差误差不可避免,不可避免, 误差误差过大过大将直接影响螺纹的正常联接与互换性,将直接影响螺纹的正常联接与互换性, 误差误差过小过小使得螺纹加工成本上升。使得螺纹加工成本上升。 分析分析导致误差的因素导致误差的因素和和实现互换的条件实现互换的条件,并对,并对误差加以规范与限制,是设计人员必须考虑的问题。误差加以规范与限制,是设计人员必须考虑的问题。 本章介绍本章介绍影响螺纹互换性的因素影响螺纹互换性的
2、因素和实现互换的实现互换的条件条件,介绍,介绍螺纹公差与配合的国家标准螺纹公差与配合的国家标准及及选用选用,并,并对对螺纹检测螺纹检测作简单介绍。作简单介绍。第第1 1节节 螺纹的基础知识螺纹的基础知识1 1螺纹的种类螺纹的种类 见表表10-110-1 根据根据用途用途,可分为,可分为联接螺纹联接螺纹和和传动螺纹传动螺纹。 根据根据基本牙型基本牙型,可分为,可分为三角螺纹、梯形螺纹、锯齿形三角螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹螺纹和矩形螺纹矩形螺纹等。等。 2 2螺纹的主要几何参数螺纹的主要几何参数 在螺纹轴切面内,按规定的削平高度截去原始三角形的在螺纹轴切面内,按规定的削平高度截去原始三角形的顶、底
3、部形成螺纹顶、底部形成螺纹牙型称为牙型称为基本牙型基本牙型,尺寸称为尺寸称为公称尺寸。公称尺寸。图图10-1 螺纹的螺纹的主要参数主要参数有:有:牙型、公称直径、螺距、牙型、公称直径、螺距、线数和旋向线数和旋向等。等。具体定义及代号见具体定义及代号见表表10-2图图10-1 普通螺纹的公称尺寸普通螺纹的公称尺寸 螺螺表表10-2普通螺纹的基本几何参数普通螺纹的基本几何参数 图图10-3 单一中径单一中径 图图10-2 螺纹旋合长度螺纹旋合长度 3 3普通螺纹的标记普通螺纹的标记完整标记完整标记: 由由3部分部分组成,各部分间用组成,各部分间用“”隔开隔开: 螺纹代号:螺纹代号:牙型代号公称直径
4、牙型代号公称直径 螺距(导程)旋向螺距(导程)旋向 螺纹公差代号:螺纹公差代号:中、顶径公差带代号中、顶径公差带代号 旋合长度:旋合长度:旋合长度代号旋合长度代号 M14 2(P6)LH - 6H7H - L 左旋 内螺蚊、中径、小径公差带 长旋合长度 普通螺纹 公称直径 细牙:螺距2、导程6、线数3 在在零件图零件图上标注在上标注在大径引出的尺寸线大径引出的尺寸线上上 M10 - 6g 普通螺纹 公称直径 粗牙不注 右旋不注 外螺纹,中径、大径公差带 中等旋合长度(不注) 装配图装配图上,公差带代号用斜线分开,公差带代号用斜线分开, 分子为内螺纹、分母为外螺纹公差带代号分子为内螺纹、分母为外
5、螺纹公差带代号 M20 2左 - 6H/5g6g 内螺纹中径、小径公差带均为6H 外螺纹中径公差带5g、大径公差带6g 左旋 第第2 2节节 影响螺纹互换性的因素影响螺纹互换性的因素 及中径合格性判断条件及中径合格性判断条件1影响螺纹互换性的因素影响螺纹互换性的因素 保证螺纹互换性的保证螺纹互换性的基本要求基本要求是:螺纹应具有良好的可旋合性良好的可旋合性和联接的可靠性联接的可靠性。 影响螺纹互换性的影响螺纹互换性的因素因素有:螺纹的大径、中径、小径、螺距大径、中径、小径、螺距和牙型半角牙型半角等处的误差。误差。 内、外螺纹在中径处旋合中径处旋合,而大径和小径大径和小径处留有间隙一般不会影响配
6、合性质一般不会影响配合性质 影响螺纹互换性的主要因素主要因素是:中径误差、螺距误差中径误差、螺距误差和牙型半角误差牙型半角误差。 中径误差中径误差:指实际中径与理论中径之差实际中径与理论中径之差。 若内螺纹中径过小、外螺纹中径过大,影响旋合性;反之,将影响联接强度。 螺距误差螺距误差:指实际螺距与理论螺距之差实际螺距与理论螺距之差,包括螺距单个误差螺距单个误差和螺距累积误差螺距累积误差P。 P与旋合长度有关,是主要影响因素,会导致内外与旋合长度有关,是主要影响因素,会导致内外螺纹在旋合时发生干涉。螺纹在旋合时发生干涉。螺距误差的中径当量螺距误差的中径当量fp:fp = 1.732|P|(mm)
7、 (10-1) 假设中径及牙型角均无误差中径及牙型角均无误差,内螺纹是理想牙型内螺纹是理想牙型。外螺纹出现累积误差外螺纹出现累积误差 P 产生干涉无法旋合无法旋合,相当于外螺外螺纹中径增大纹中径增大。 为使产生螺距累积误差的外螺纹产生螺距累积误差的外螺纹旋入理想的内螺纹,理想的内螺纹,应把外螺纹中径减少一个外螺纹中径减少一个fp数值数值。 推导见推导见P211内容内容 牙型半角误差牙型半角误差:指实际牙型半角与理论牙型半角:指实际牙型半角与理论牙型半角 之差。之差。 如果牙型半角产生误差,内外螺纹旋合时就会发生干涉。如果牙型半角产生误差,内外螺纹旋合时就会发生干涉。半角误差的中径当量半角误差的
8、中径当量f /2 f /2 = 0.0730.073P P (m) (10-2) 式中:式中:P为螺距(mm),为左半角误差(),为右半角误差 ();K1、K2为系数,如表10-4所示。 假设中径及牙型角均无误差中径及牙型角均无误差,内螺纹是理想牙型内螺纹是理想牙型。外螺纹产生半角误差使产生干涉无法旋合,外螺纹产生半角误差使产生干涉无法旋合,相当于外螺纹外螺纹中径增大中径增大 为使产生半角误差的外螺纹旋入理想的内螺纹,应把为使产生半角误差的外螺纹旋入理想的内螺纹,应把外螺纹中径减少一个外螺纹中径减少一个f /2数值。数值。推导见推导见P211内容内容 12|22KK左右 2 2作用中径(作用中
9、径(D D2作用、d d2作用) 指在规定的旋合长度内规定的旋合长度内,恰好包容实际螺纹的包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径一个假想螺纹的中径。 是在螺距误差螺距误差、牙型半角误差牙型半角误差综合影响下形成综合影响下形成的的实际中径实际中径,是螺纹旋合时起作用的中径螺纹旋合时起作用的中径。 假设内螺纹为理想牙型内螺纹为理想牙型,当产生了产生了螺距误差、牙型半螺距误差、牙型半角误差角误差的外螺纹的外螺纹与其旋合时,使旋合变紧旋合变紧,其效果好像是外螺纹增大了外螺纹增大了。 这个增大的中径增大的中径就是与内螺纹旋合时起作用的与内螺纹旋合时起作用的中径中径,它等于外螺纹的单一中径单一中径与与螺距、牙型
10、半角误差螺距、牙型半角误差在中径中径上的当量之和当量之和,即 d2作用 = d2单一 + (fp + f/2) (mm) (10-3) 同理,假设外螺纹为理想牙型,外螺纹为理想牙型,当与产生螺距螺距误差、牙型半角误差的内螺纹旋合时,使旋合也变紧,误差、牙型半角误差的内螺纹旋合时,使旋合也变紧,其效果好像是其效果好像是内螺纹减小内螺纹减小了。了。 减小的中径减小的中径就是与外螺纹旋合时起作用的中径外螺纹旋合时起作用的中径。 它等于内螺纹的内螺纹的单一中径单一中径与螺距、牙型半角误螺距、牙型半角误差差在在中径中径上的上的当量之差当量之差,即 D2作用 = D2单一 (fp + f/2) (mm)
11、(10-4) 显然,为了使内、外螺纹能够自由旋合内、外螺纹能够自由旋合, 应保证 D2作用d2作用例例10-110-1: 已知某螺纹已知某螺纹M24 26g,加工后测得,加工后测得 实际中径实际中径 d2a = 22.521, 螺距累积误差螺距累积误差P = +0.05 牙型半角误差牙型半角误差试求其试求其作用中径作用中径。解解:见见P204 3 3中径合格性判断条件中径合格性判断条件 国标规定国标规定了内外螺纹的中径公差中径公差TD2、Td2 ,综合控制综合控制实际中径实际中径、螺距误差、牙型半角误差螺距误差、牙型半角误差的综的综合作用合作用。 中径公差值见表表10-6 从保证螺纹联接的可靠