第九章 普通螺纹结合的互换性及其检测

f P = 1.732 ∆PΣ
3．牙型半角偏差的影响（1）： ．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： 牙型半角偏差对旋合性影响示例：
4．普通螺纹实现互换性的条件 ．
作用中径：
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： 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：
外螺纹： 内螺纹：
第九章 普通螺纹结合的 互换性及其检测
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 、 普通螺纹、 普通螺纹 传动螺纹和紧密螺纹
１．普通螺纹： 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 可旋合性(便于装配和拆换) 可旋合性 和联接的可靠性 联接的可靠性。 联接的可靠性
4、普通螺纹的标记： 、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：M20×1.5—6H—L—LH 内外螺纹配合时：M20×2—6H/5g6g—S
3、螺纹精度(1)： 、螺纹精度 ：
配合的选用： 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： 表面粗糙度：国标有普通螺纹的表面粗糙度 推荐值。 一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度 选用中等精度、 选用中等精度 的公差带，即内螺纹公差带常选6H、 的公差带，即内螺纹公差带常选 、外螺纹 公差带6h、 应用较广 应用较广。 公差带 、6g应用较广。
螺纹中径和顶径的基本偏差：
2、螺纹公差等级与旋合长度(1)： 、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。
2．螺距偏差的影响（1Байду номын сангаас： ．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： 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， 螺距累积偏差： 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。
1．中径偏差的影响： ．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 与基本尺寸之代数差。 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。参见教材P166表 9-3
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 用 以表示螺纹中径的实际尺寸。 以表示螺纹中径的实际尺寸。
６．牙型半角（α/2）： 牙型半角（ ）：
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°。
７．螺纹旋合长度： 螺纹旋合长度：
普通螺纹基本牙型：
1．大径(D，d)： ．大径 ， ：
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 底径",外螺纹的 底径 大径d又称"顶径 顶径"。普通螺纹大径的基 顶径 大径的基 本尺寸为螺纹公称直径尺寸。 本尺寸为螺纹公称直径尺寸
3．牙型半角偏差的影响（1）： ．牙型半角偏差的影响（ ）：
外螺纹： 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 ： 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。 牙型 半角偏差的计算公式如教材P169示。
外螺纹： d 2 m ≤ d 2 MMS = d 2 max 内螺纹：D2 m ≥ D2 MMS = D2 min
d 2 s ≥ d 2 LMS = d 2 min D2 s ≤ D2 LMS = D2 max
D2，d2 fp Fα/2
D2m D2s D2max
TD2
内螺纹
D2min
d2max 外 螺 纹
结合精度的确定： 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： 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： 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。具体选用见教材P168表 9-4。
螺纹中径合格性判断示例：
d2min
Td2
fp
Fα/2
d2s d2m
四、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。内外螺纹中径的公差等级见教材P166表 9-3。其中6级为基本级。 级为基本级。 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。
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 轴向长度。普通螺纹 轴向长度 的公称直径系列及各参数的基本尺寸 如教材P166示。
三．螺纹几何参数偏差对互换性的影响： 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 大 径、小径、中径、螺距和牙型半角。 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。
2．螺距偏差的影响（2）： ．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∆PΣ(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∆PΣ的外螺纹旋入理 想的内螺纹,就必须使外螺纹的中径减 必须使外螺纹的中径减 小一个数值fp 小一个数值 (µm)。
2、螺纹公差等级与旋合长度(2)： 、螺纹公差等级与旋合长度 ：
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。见教材P169表 9-5 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。
3、螺纹精度(1)： 、螺纹精度 ：
２．传动螺纹： 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 传递动力的可 靠性或传递位移的准确性。 靠性或传递位移的准确性
３．紧密螺纹： 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。
二．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。
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 相 结合的内、 结合的内、外螺纹中径的基本尺寸相 等，即D２=d２。
4．螺距(P)： ．螺距 ：
螺距 是指相邻两牙在中径线上对应
两点间的轴向距离。
5．单一中径(D2s，d2s)： ．单一中径 ：
２．小径(D1，d1)： 小径 ：
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 顶径",外螺纹的 顶径 小径d1又称"底径 底径"。 底径
３．中径(D２，d２)： 中径 ：
中径是指一个假想圆柱或圆锥的直径，
三．螺纹几何参数偏差对互换性的影响： 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。
三．螺纹几何参数偏差对互换性的影响： 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 对螺纹互换性影响较大的参数是 中径、螺距和牙型半角。 中径、螺距和牙型半角。
d 2 m = d 2 s + ( f p + fα / 2 )
D2 m = D2 s − ( f p + fα / 2 )