普通螺纹的公差与配合

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。
1．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。
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：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。
4、普通螺纹的标记：
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：d2m d2MMS d2 max d2s d2 LMS d2 min – 内螺纹：D2m D2MMS D2 min D2s D2 LMS D2max
f P 1.732P
3．牙型半角偏差的影响（1）：
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8-3所示。
牙型半角偏差对旋合性影响示例：
图8-3
3．牙型半角偏差的影响（2） 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。
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左—6H 内外螺纹配合时：M20×2—6H/5g6g—S
2．螺距偏差的影响（1）：
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。
６．牙型半角（α /2）：
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：
螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋面接触部分 的轴向长度。
二．普通螺纹各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。
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：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：
d2m d2s f p f / 2
D2m D2s f p f / 2
第八章 普通螺纹的公差与配合
概述
普通螺纹各参数对互换性的影响 普通螺纹公差与配合
一．概述
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．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。
螺纹中径和顶径的基本偏差：
图8-5
图8-6
2、螺纹公差等级与旋合长度(1)： 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，
D2，d2
fp
Fα/2
D2m D2s D2max
螺纹中径合格性判断示例：
图8-4
d2max 外 螺 纹 d2min Td2 fp
TD2
内螺纹
D2min
Fα/2
d2s d2m
三、普通螺纹公差与配合 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。其中6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。对内螺纹规定代号为 H 和 G 的两种基本偏差， 如图8-5所示；对外螺纹规定代号为 e、f、g、h四种基 本偏差，如图8-6所示.
2.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
３．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。
普通螺纹基本牙型
：
图8-1
普通螺纹的主要几何参数
1．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 。
２．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"。 ３．中径(D２，d２)：
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。
图8-2
2．螺距偏差的影响（3）： 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Δ PΣ 。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：
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。 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、螺纹精度设计
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：一般多用N组。根据公称直径和螺距 选择。 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。
2．螺距偏差的影响（2）：
如图8-2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Δ PΣ (μ m)。内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合 。为防止干涉，为使具有Δ PΣ 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 (μ m)。
螺距累积偏差对旋合性的影响示例：
中径 是指一个假想圆柱或圆锥的直径，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。
4．螺距(P)：
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。