文档介绍：第九章螺纹公差及检测
学习指导
本章学习目的是了解普通螺纹互换性的特点及其公差标准的应用。
学习要求是了解普通螺纹主要几何误差对互换性的影响;建立螺纹作用中径的概念;通过对螺纹公差带分布的分析掌握普通螺纹公差与配合的特点及螺纹精度的选择;掌握普通螺纹的标注方法。
§ 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。根据用途可分为三类:
紧固螺纹:
用于联接和紧固零件。如公制普通螺纹等。主要要求是可旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性。
传动螺纹:
用于传递动力或精确的位移。如丝杠等。主要要求是传递动力的可靠性,或传动比的稳定性(准确性)。
紧密螺纹:
用于密封的螺纹联接。主要要求是结合紧密,不漏水、不漏气和不漏油。
1)基本牙型: 确定螺纹设计的基础。是在原始三角形(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。
2)螺距P与导程Ph:
螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
导程是同一条螺旋线的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
3)原始三角形高度H: 原始三角形顶点到底边的垂直距离。
4)牙型高度:
5)大径(D,d):
◆大径是指与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相重合的假想圆柱直径。标准规定,普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹公称直径尺寸。
◆内螺纹的大径D又称“底径”,外螺纹的大径d又称“顶径”。
6)小径(D1,d1):
◆小径是指与内螺纹牙顶或外螺纹牙底相重合的假想圆柱直径。
◆内螺纹的小径D1又称“顶径”,外螺纹的小径d1又称“底径”。
7)中径(D2,d2):
◆中径是指一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方,称为基本中径。
8)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的地方。
9)牙型角(α)和牙型半角(α/2)
◆牙型角是指在螺纹牙型上,两相邻牙侧间的夹角。对于公制普通螺纹牙型角α=60 °。
◆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°。
10)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。
11)螺纹最大实体牙型
◆由设计牙型和各直径的基本偏差和公差所决定的最大实体状态下的螺纹牙型。
◆对于普通外螺纹是基本牙型的三个基本直径分别减去基本偏差(上偏差es)后所形成的牙型。
◆对于普通内螺纹是基本牙型的三个基本直径分别加上基本偏差(下偏差EI)后所形成的牙型。
12)螺纹最小实体牙型
◆由设计牙型和各直径的基本偏差和公差所决定的最小实体状态下的螺纹牙型。
◆对于普通外螺纹是在最大实体牙型的顶径和中径上分别减去顶径公差和中径公差后所形成的牙型。
◆对于普通内螺纹是在最大实体牙型的顶径和中径上分别加上顶径公差和中径公差后所形成的牙型。
§ 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:大径、小径、中径、螺距和牙型半角。
◆参数在加工过程中不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和互换性。
◆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。
◆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。
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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。
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ΔPΣ(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ΔPΣ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 (μm)。
L理论=nP
L实际=nP1
ΔPΣ
fp/2
螺距累积偏差对旋合性的影响示例(1):
内螺纹
外螺纹
螺距累积偏差对旋合性的影响示例(2):
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ΔPΣ。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