公差学习ppt第7章.ppt

7.1 概述 7.1.1 螺纹种类及使用要求 螺纹结合在机械制造及装配安装中是广泛采用的一种结合形式，可分为： 普通螺纹主要用于紧固和连接零件，分粗牙和细牙两种，这类螺纹结合要求：可旋合性和连接的可靠性。 传动螺纹主要用于传递动力或精确位移，要求具有足够的强度和保证精确的位移，有梯形、矩形等。机床中的丝杠、螺母常用梯形牙型，而在滚动螺旋副（滚珠丝杠副）则采用单、双圆弧轨道。,第7章：普通螺纹结合的公差及检测,密封螺纹主要用于密封的，要求结合紧密，不漏水、漏气、漏油，要求具有良好的旋合性及密封性。 可旋入性是指同规格的内、外螺纹在装配时不经挑选就能在给定的轴向长度内全部旋合。 连接可靠性是指用于连接和紧固时，应具有足够的连接强度和紧固性，确保机器或装置的使用性能。,7.1.2 普通螺纹的基本牙型与几何参数 1.螺纹的基本牙型 螺纹的基本牙型，可分为三角螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹等。螺纹的种类、牙型及代号和使用要求见表。,2.螺纹的主要几何参数 在通过螺纹轴线的剖面内，按规定的削平高度截去原始三角形的顶部和底部形成螺纹牙型，该牙型全部尺寸均为基本尺寸，称为基本牙型。,3.普通螺纹的标记 螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差代号和旋合长度组成，用“”隔开：牙型代号公称直径螺距（导程线数）中、顶径公差带代号旋合长度代号旋向。,装配图上，螺纹公差带代号用斜线分开，分子为内螺纹公差带代号、分母为外螺纹公差带代号。,7.2 普通螺纹几何参数对互换性的影响 保证螺纹互换性的基本要求是：螺纹应具有良好的可旋合性和联接的可靠性。 影响螺纹互换性的因素有：螺纹的大径、中径、小径、螺距和牙型半角等处的误差。由于螺纹的大径和小径处留有间隙，一般不会影响配合性质。而内、外螺纹在中径处旋合，是依靠旋合后牙侧面接触的均匀性来实现联接的。因此，影响螺纹互换性的主要因素是中径误差、螺距误差和牙型半角误差。,7.2.1 螺纹中径偏差对互换性的影响 中径误差是指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，则影响旋合性；反之（内螺纹中径过大、外螺纹中径过小），将影响联接强度。,7.2.2 螺距偏差对互换性的影响 螺距偏差是指实际螺距与理论螺距之差，它包括局部误差和累积误差P。后者与旋合长度有关，是主要影响因素，会导致内、外螺纹在旋合时发生干涉。 假设一对内、外螺纹联接，中径及牙型角均无误差，内螺纹是理想牙型。在旋合长度内，外螺纹出现累积误差P，旋合时产生干涉而无法旋合，此时相当于使外螺纹中径增大了一个数值，此值称为螺距误差的中径当量fp。为了使产生螺距累积误差的外螺纹旋入理想的内螺纹中去，应把外螺纹中径减少一个中径当量fp数值。,粗实线表示具有基本牙型的内螺纹，用虚线表示具有螺距误差的外螺纹牙型，螺纹两侧接触不均匀，产生干涉。为了使外螺纹能旋入内螺纹，在制造时应将外螺纹中径减去一个数值fp。图中的红线表示外螺纹中径减去fp值后与内螺纹旋合在一起的情况。,从三角形abc中可知，中径当量fp的计算公式为： fp=Pcot/2（mm） 对于普通螺纹，/2300，则 fp=1.732P（mm）,7.2.3 牙型半角偏差对互换性的影响 牙型半角误差是指实际牙型半角与理论牙型半角之差。如果牙型半角产生误差，内、外螺纹旋合时就会发生干涉。 假设一对内、外螺纹联接，中径及螺距均无误差，内螺纹是理想牙型。外螺纹的半角误差使旋合时产生干涉而无法旋合，此时相当于使外螺纹中径增大一个数值，此值称为半角误差的中径当量f/2。为了使产生半角误差的外螺纹可旋入理想的内螺纹中去，应把外螺纹中径减少一个中径当量f/2数值。,图中用粗实线表示具有基本牙型的内螺纹，用双点画线表示具有牙型半角误差的外螺纹牙型。为了使稍有牙型半角误差的外螺纹仍能旋入具有基本牙型的内螺纹中，须将外螺纹中径减小一个数值f/2。,f/2的计算公式为：,上述公式是在外螺纹左、右牙型半角误差同时小于零的情况下得出的。实际上左、右牙型半角误差存在4种情况，相应的f/2计算公式也有4种。表中各公式也同样适用内螺纹牙型半角误差的当量中径f/2的计算。,7.2.4 螺纹作用中径及中径合格条件 作用中径（D2作用、d2作用）是指在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。这是在螺距误差、牙型半角误差综合影响下形成的实际中径，是螺纹旋合时起作用的中径。,1.外螺纹的作用中径 假设内螺纹为理想牙型，当产生了螺距误差、牙型半角误差的外螺纹与其旋合时，使旋合变紧，其效果好像是外螺纹增大了。这个增大的中径就是与内螺纹旋合时起作用的中径，它等于外螺纹的单一中径与螺距、牙型半角误差在中径上的当量之和，即 d2作用= d2单一+（fp+ f/2）（mm）,2.内螺纹的作用中径 同理，假设外螺纹为理想牙型，当与产生螺距误差、牙型半角误差的内螺纹旋合时，使旋合也变紧，其效果好像是内螺纹减小了。这个减小的中径就是与外螺纹旋合时起作用的中径，它等于内螺纹的单一中径与螺距、牙型半角误差在中径上的当量之差，即 D2作用= D2单一（fp+ f/2）（mm） 显然，为了使内、外螺纹能够自由旋合，应保证D2作用d2作用。,例已知某螺纹M2426g，加工后测得实际中径d2a22.521mm，螺距累积误差+0.05mm，牙型半角误差 =+20、 =25。试求其作用中径。,计算螺纹作用中径： d2作用= d2s+（fp+ f/2） =22.521+（0.087+0.017） =22.625mm,解计算单一中径：d2单一=d2a22.521mm 计算螺距累积误差的中径当量： fp=1.732P=1.7320.05=0.087mm 计算半角误差的中径当量：,3.中径合格性判断条件 由上述可知，作用中径是用来判断螺纹可旋合性的中径，若外螺纹作用中径比内螺纹大，则使螺纹难以旋合；若外螺纹作用中径比内螺纹小，而外螺纹实际中径小于内螺纹，虽能旋合，但是，太松将影响螺纹的联接强度。因此，在螺纹加工中应将作用中径及实际中径（单一中径）限制在一定范围内。,从保证螺纹联接的要求出发，螺纹中径的合格性条件应遵循泰勒原则（包容要求），即螺纹的作用中径不能超越最大实体中径，任意位置的实际中径（单一中径）不能超越最小实体中径。 对外螺纹，应满足：d2作用d2max d2单一d2min 对内螺纹，应满足： D2作用D2min D2单一D2max,7.3 普通螺纹公差与配合 7.3.1 普通螺纹公差的基本结构 螺纹公差带由公差等级（大小）和基本偏差（位置）决定。以基本牙型轮廓为零线沿牙型的牙侧、牙顶、牙底分布，且中、顶径偏差在垂直于螺纹轴线的方向计量。,7.3.2 螺纹的公差等级 国家标准规定螺纹中径、顶径的公差等级，3 级最高9 级最低，6级为基本级。各级公差值见表。 对牙底处内螺纹的大径和外螺纹的小径不规定具体公差值，而只规定内、外螺纹牙底实际轮廓不得超过基本偏差所确定的最大实体牙型，即保证在旋合时不发生干涉。,7.3.3 螺纹的基本偏差 螺纹的基本偏差是指公差带两极限偏差中靠近零线的那个偏差，它确定了公差带相对基本牙型的位置。由于螺纹联接的配合性质只能是间隙配合，故内螺纹的基本偏差是下偏差 （EI），外螺纹的基本偏差是上偏差（es）。,GB/T 1972003对内螺纹规定两种基本偏差G、H，如图a、b。对外螺纹规定4种基本偏差e、f、g、h，图c、d。普通螺纹的基本偏差值见表。,例求出M20-6H/5g6g普通内、外螺纹的中径、大径和小径的基本尺寸，极限偏差和极限尺寸。,解查表7-1，螺距P2.5mm，大径D=d=20mm，中径D2d2=18.376mm，小径 D1=d1=17.294mm。 查表7-5（普通螺纹中径公差），表7-6（普通螺纹基本偏差和顶径公差）得极限偏差及计算极限尺寸如上。,7.3.4 螺纹旋合长度与精度等级 螺纹的旋合长度 国家标准规定了长、中、短等3种旋合长度，分别用代号L、N、S表示，数值见表。一般选用中等旋合长度，只有当结构或强度上需要，才用短旋或长旋合。,例螺纹M242-6g，实际大径da=23.850mm，试判断螺纹中径、顶径是否合格，并查出所需旋合长度范围。,解（1）判断中径的合格性 查表7-1，d222.701mm。 查表7-5和表7-7，es0.038mm，Td2=0.170mm。 d2max=d2+es=22.7010.038=22.663mm d2min=d2maxTd2=22.6630.170=22.493mm 由第一例题计算知，d2作用= 22.625mm，d2单一=22.521mm 中径合格性判断条件：d2作用d2max，22.625mm22.663 d2单一d2max，22.521mm22.503mm，故中径合格。,（2）判断大径的合格性 查表7-6，es 0.038mm，Td=0.280mm。 dmax=d+es=240.038=23.962mm dmin=dmaxTd=23.9620.280=23.682mm 据大径合格性判断条件： dmindsdmax，23.682mm23.850mm23.962mm，故大径合格。 （3）所需旋合长度 据大径d=24mm、螺纹P2mm，查表7-8得，应采取中等旋合长度为8.525mm。,螺纹的配合精度等级及应用 根据螺纹联接的要求，国标GB/T 1972003按螺纹的公差等级和旋合长度规定了3种配合精度等级，精密、中等及粗糙级。同一精度等级，随旋合长度的增加，公差等级相应降低。应用范围如下： 精密级用于精密连接螺纹，要求配合性质稳定、配合间隙变动较小、需要保证一定定心精度的螺纹连接，如飞机零件上螺纹可用内螺纹4H、5H与外螺纹4h相配合。 中等级用于一般的螺纹连接。 粗糙级用于对精度要求不高或制造比较困难的螺纹联接，如深盲孔攻丝或热轧棒上的螺纹。,螺纹配合的选用 为减少刀具、量具规格及数量，提高经济效益，国标GB/T 1972003对内螺纹规定了11个选用公差带，对外螺纹规定了13个选用公差带。,内、外螺纹配合时选用范围如下： 间隙为零的配合H/h 通常用于内、外螺纹具有较高的同轴度，并有足够的接触高度和结合强度的场合。 较小间隙的配合H/g或G/h 用于要保证间隙，需要拆卸方便的螺纹。,小间隙配合H、G与e、f、g 用于需要镀层的螺纹，其基本偏差按所需镀层厚度确定。内螺纹较难镀层，涂镀对象主要是外螺纹，镀层厚度为10m、20m、30m时，可分别选用e、f、g与H组成配合。内、外螺纹均需要涂镀时，可采用G/e、G/f。 用于高温条件下工作的螺纹，应保证足够间隙以防卡死。可根据工作时的温度来确定配合，一般当温度低于450时可选H/g，高于450时可选H/f、H/e。,7.3.5 螺纹的表面结构特征要求 螺纹牙型表面的轮廓算术平均偏差Ra主要根据中径公差等级来确定。,7.3.6 螺纹在图纸上的标注 1.单个螺纹的标记 完整的螺纹标记由普通螺纹标记、螺纹公称直径、细牙螺纹螺距、中径公差代号、顶径公差代号、旋合长度代号、左旋螺纹标记组成。,粗牙螺纹螺距不写出；左旋螺纹标记位置写“LH”字样，右旋螺纹不标出；螺纹的中径和顶径公差带相同，合写为一个；螺纹中等旋合长度不写出；旋合长度需要标出具体值时，应在旋合长度代号标记位置写出具体值。如M202-7g6g-L-LH，M10-7H，M101-6H-30。 2.螺纹配合在图样上的标记 标注螺纹配合时，内、外螺纹公差代号用斜线分开，左边为内螺纹公差代号，右边为外螺纹公差代号。如M202-6H/6g。,