1、第七章第七章 螺纹连接的精度设计与检测螺纹连接的精度设计与检测7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 螺纹结合的种类螺纹结合的种类 现代工业产品所使用的螺纹种类很多。现代工业产品所使用的螺纹种类很多。从用途上可分为：紧固螺纹、传动螺纹、管道螺纹以及特殊用途的从用途上可分为：紧固螺纹、传动螺纹、管道螺纹以及特殊用途的螺纹；螺纹；从形成螺纹所在表面的形状可分为：圆柱螺纹和圆锥螺纹；从形成螺纹所在表面的形状可分为：圆柱螺纹和圆锥螺纹；从螺纹牙形从螺纹牙形(型型)可分为：三角形、梯形、矩形锯齿形、圆弧形和可分为：三角形、梯形、矩形锯齿形、圆弧形和双圆弧形；双圆弧形；此外，还有左旋与右
2、旋，单线与多线，粗牙与细牙，米制和英制之此外，还有左旋与右旋，单线与多线，粗牙与细牙，米制和英制之分。分。螺纹的规格繁杂，有小到螺纹的规格繁杂，有小到1mm以下的钟表螺丝，大到以下的钟表螺丝，大到1m以上建筑以上建筑上使用的撑柱螺杆。上使用的撑柱螺杆。要实现螺纹结合的互换性，必须统一螺纹的尺寸系列、牙形、几何要实现螺纹结合的互换性，必须统一螺纹的尺寸系列、牙形、几何参数，统一螺纹的公差与配合，并制订统一的检测方法。参数，统一螺纹的公差与配合，并制订统一的检测方法。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 螺纹结合的使用性能螺纹结合的使用性能 紧固螺纹的使用性能紧固螺纹的使用性能
3、 紧固螺纹是指通过螺纹旋合，依靠内、外螺纹牙的一侧表面紧固螺纹是指通过螺纹旋合，依靠内、外螺纹牙的一侧表面相互接触，并产生轴向锁紧力来紧固和联结零件的螺纹。相互接触，并产生轴向锁紧力来紧固和联结零件的螺纹。这种螺纹的使用性能是要求螺纹具有旋合性和足够的联结强这种螺纹的使用性能是要求螺纹具有旋合性和足够的联结强度：度：u 旋合性旋合性是指用不大的力即可将内、外螺纹自由旋合，这是指用不大的力即可将内、外螺纹自由旋合，这就要求螺纹结合具有间隙；就要求螺纹结合具有间隙；u 联结强度联结强度是指内、外螺纹旋合后承受载荷是指内、外螺纹旋合后承受载荷(横向或轴向载横向或轴向载荷，静载荷或动载荷荷，静载荷或动
4、载荷)的能力。的能力。紧固螺纹是各种螺纹中使用紧固螺纹是各种螺纹中使用最普遍最普遍的一种，采用的的一种，采用的多是三角多是三角形牙形的圆柱螺纹形牙形的圆柱螺纹。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 螺纹结合的使用性能螺纹结合的使用性能 传动螺纹的使用性能传动螺纹的使用性能 传动螺纹是指用于传动螺杆与螺母联结的螺纹，内、外螺纹沿着螺旋面作相传动螺纹是指用于传动螺杆与螺母联结的螺纹，内、外螺纹沿着螺旋面作相对运动，传递载荷和位移，故有传力和传递位移两种螺杆：对运动，传递载荷和位移，故有传力和传递位移两种螺杆：u 传力螺杆传力螺杆如千斤项的起重螺杆，压力机和轧钢机下压装置中的传动
5、螺扦，如千斤项的起重螺杆，压力机和轧钢机下压装置中的传动螺扦，此种螺纹主要是用来传递载荷此种螺纹主要是用来传递载荷(扭矩和推力扭矩和推力)。因此，其结合的使用性能主。因此，其结合的使用性能主要要求具有足够大的强度和一定的间隙，而对位移的准确性没有严格的要要要求具有足够大的强度和一定的间隙，而对位移的准确性没有严格的要求；求；u传递位移的螺杆传递位移的螺杆，如机床进给机构中的丝杆，量仪微调装置中的测微丝，如机床进给机构中的丝杆，量仪微调装置中的测微丝杆，这种蝴纹主要是用来传递精确位移，因此其结合的使用性能是要求螺杆，这种蝴纹主要是用来传递精确位移，因此其结合的使用性能是要求螺旋传动的精度高、传动
6、灵活。所以螺纹结合应具有保证间隙，用以贮存润旋传动的精度高、传动灵活。所以螺纹结合应具有保证间隙，用以贮存润滑油，但是间隙又不能过大，以免螺旋副在反转时产生晃动和空程误差。滑油，但是间隙又不能过大，以免螺旋副在反转时产生晃动和空程误差。传动螺纹传动螺纹都用圆柱螺纹都用圆柱螺纹，其牙形有梯形、矩形、锯齿形和双圆弧形，也有三，其牙形有梯形、矩形、锯齿形和双圆弧形，也有三角形的。角形的。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 螺纹结合的使用性能螺纹结合的使用性能 管道螺纹的使用性能管道螺纹的使用性能 管道螺纹是指各种机械设备上的液压、气动、润滑、冷却等管道螺纹是指各种机械设备上的液
7、压、气动、润滑、冷却等的管路系统中，管子与接头、管子与机体联接用的螺纹。由于的管路系统中，管子与接头、管子与机体联接用的螺纹。由于管内要通过气体或液体，为了防止流体从螺纹结合的缝隙中渗管内要通过气体或液体，为了防止流体从螺纹结合的缝隙中渗漏，这种螺纹结合的使用性能要求具有漏，这种螺纹结合的使用性能要求具有密封性密封性和一定的和一定的联结强联结强度度。管道螺纹采用的多为三角形牙型的圆柱螺纹或圆锥螺纹。也管道螺纹采用的多为三角形牙型的圆柱螺纹或圆锥螺纹。也有采用圆柱内螺纹与圆锥外螺纹构成的螺纹结合。有采用圆柱内螺纹与圆锥外螺纹构成的螺纹结合。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念
8、 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 螺纹的几何参数取决于螺螺纹的几何参数取决于螺纹轴向剖面内的基本牙型，见纹轴向剖面内的基本牙型，见图。其基本牙型是将图。其基本牙型是将原始三角原始三角形形(等边三角形等边三角形)的的顶部截去顶部截去H/8和和底部截去底部截去H/4所形成的内、外所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。该牙型螺纹共有的理论牙型。该牙型是具有螺纹的基本尺寸（小写是具有螺纹的基本尺寸（小写字母为外螺纹的几何参数，大字母为外螺纹的几何参数，大写字母为内螺纹的几何参数）。写字母为内螺纹的几何参数）。螺纹的主要参数有：螺纹的主要参数有：7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念
9、 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 大径（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的直径。相结大径是指与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。相结合的内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即合的内、外螺纹的大径基本尺寸相等，即D=d。国家标准规定，普通。国家标准规定，普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹公称直径尺寸。螺纹大径的基本尺寸为螺纹公称直径尺寸。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 小径（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的直径。相结合小径是指与内螺纹牙顶或外螺纹牙底相切的假想圆柱的直
10、径。相结合的内、外螺纹的小径基本尺寸相等，即的内、外螺纹的小径基本尺寸相等，即D D1 1=d d1 1。为了方便，与牙顶相切的假想为了方便，与牙顶相切的假想圆柱的直径又称为圆柱的直径又称为顶径顶径，即内螺，即内螺纹的小径和外螺纹的大径。与牙纹的小径和外螺纹的大径。与牙底相切的假想圆柱的直径又称为底相切的假想圆柱的直径又称为底径底径，即内螺纹的大径和外螺纹，即内螺纹的大径和外螺纹的小径。的小径。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 中径（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中径是指一个假想圆柱的直
11、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，该假想圆柱称为中径圆柱。相结合的普通螺和凸起宽度相等的地方，该假想圆柱称为中径圆柱。相结合的普通螺纹，内外螺纹的中径公称尺寸是相等的，并且与大径（纹，内外螺纹的中径公称尺寸是相等的，并且与大径（D，d）和）和原始三角形高度（原始三角形高度（H）之间有下列）之间有下列关系：关系：D2=d2=D-23H/8=d-23H/8注意：注意：普通螺纹的中径不是大径和普通螺纹的中径不是大径和小径的平均值。小径的平均值。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 螺距（螺距（P）与导程（）与导程（Pn）
12、螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程是指在同螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程是指在同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对单线一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对单线（头）螺纹，导程等于螺距；对（头）螺纹，导程等于螺距；对多线（头）螺纹，导程等于螺距多线（头）螺纹，导程等于螺距与线数（与线数（n n）的乘积：）的乘积：P Pn n=P Pn n。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 单一中径（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
13、型上沟槽宽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。当螺距没有误差时，螺纹的中径就是度等于螺距基本尺寸一半地方。当螺距没有误差时，螺纹的中径就是螺纹的单一中径。当螺距有误差时，螺纹的单一中径与中径是不相等螺纹的单一中径。当螺距有误差时，螺纹的单一中径与中径是不相等的。的。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 牙型角（牙型角（）与牙型半角（）与牙型半角（/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，牙型角牙型角
14、=60=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螺纹的牙型半角为/2=30/2=30。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数 螺纹升角（螺纹升角（）螺纹升角是指在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面螺纹升角是指在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。与螺距和中径之间的关系有：之间的夹角。与螺距和中径之间的关系有：tan=nP/d2 式中式中 n n为螺纹头数。为螺纹头数。螺纹旋合长度（螺纹旋合长度（L）螺纹旋合长度
15、是指两个相互螺纹旋合长度是指两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向彼配合的螺纹沿螺纹轴线方向彼此旋合部分的长度。此旋合部分的长度。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数对互换性的影响普通螺纹的几何参数对互换性的影响 对普通螺纹互换性的主要要求是可旋合性和联接的可靠性（有足对普通螺纹互换性的主要要求是可旋合性和联接的可靠性（有足够的接触面积，从而保证一定的联接强度）。由于螺纹的大径和小径够的接触面积，从而保证一定的联接强度）。由于螺纹的大径和小径处均留有一定的间隙，一般不会影响其配合性质。而内外螺纹联接就处均留有一定的间隙，一般不会影响其配合性质。而内外螺纹联接就
16、是依靠它们旋合以后牙侧接触的均匀性来实现的。因此，影响螺纹互是依靠它们旋合以后牙侧接触的均匀性来实现的。因此，影响螺纹互换性的主要几何参数有螺距、牙型半角和中径。换性的主要几何参数有螺距、牙型半角和中径。螺距误差的对螺纹互换性的影响螺距误差的对螺纹互换性的影响 对于普通螺纹，螺距误差会影响螺纹的旋合性和联接强度。对于普通螺纹，螺距误差会影响螺纹的旋合性和联接强度。螺距误差包括单个螺距误差和螺距累积误差。螺距误差包括单个螺距误差和螺距累积误差。单个螺距误差单个螺距误差是指是指单个螺距的实际尺寸与其基本尺寸之代数差，与旋合长度无关；单个螺距的实际尺寸与其基本尺寸之代数差，与旋合长度无关；螺距螺距累
17、积误差累积误差是指旋合长度内，任意个螺距的实际尺寸与其基本尺寸之代是指旋合长度内，任意个螺距的实际尺寸与其基本尺寸之代数差，与旋合长度有关。数差，与旋合长度有关。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数对互换性的影响普通螺纹的几何参数对互换性的影响 其中累积误差对螺纹互换性的影响更为明显，为保证可旋合性，必其中累积误差对螺纹互换性的影响更为明显，为保证可旋合性，必须对旋合长度范围内的任意两螺牙间螺距的最大累积偏差加以控制。须对旋合长度范围内的任意两螺牙间螺距的最大累积偏差加以控制。螺距累积误差对互换性的影响如图螺距累积误差对互换性的影响如图7.2所示。所示。
18、假设内螺纹具有理想的牙型，外螺纹的中径及牙型半角与内螺纹假设内螺纹具有理想的牙型，外螺纹的中径及牙型半角与内螺纹的相同，但外螺纹的螺距有误差，并假设外螺纹的螺距比内螺纹的螺的相同，但外螺纹的螺距有误差，并假设外螺纹的螺距比内螺纹的螺距大。假定距大。假定n个螺牙长度上，螺距累积误差为个螺牙长度上，螺距累积误差为P。从图。从图7.2中可以看中可以看出，内外螺纹的牙型将产生干涉，使得外螺纹不能自由旋入内螺纹。出，内外螺纹的牙型将产生干涉，使得外螺纹不能自由旋入内螺纹。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数对互换性的影响普通螺纹的几何参数对互换性的影响 为了使有螺
19、距误差的外螺纹仍能自由旋入标准的内螺纹，在制造为了使有螺距误差的外螺纹仍能自由旋入标准的内螺纹，在制造时可把外螺纹的中径减小一个数值时可把外螺纹的中径减小一个数值fp（当内螺纹的螺距有误差时，可（当内螺纹的螺距有误差时，可把内螺纹的中径加大一个数值），这个把内螺纹的中径加大一个数值），这个fp就是补偿螺距误差的影响而就是补偿螺距误差的影响而折算到中径上的数值，被称为折算到中径上的数值，被称为螺距误差中径当量螺距误差中径当量。从图从图7.2可得可得 fp=Pcot/2 7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数对互换性的影响普通螺纹的几何参数对互换性的影响 牙型
20、半角误差对螺纹互换性的影响牙型半角误差对螺纹互换性的影响牙型半角误差是指牙型半角的实际值与公称值的代数差。是螺纹牙侧牙型半角误差是指牙型半角的实际值与公称值的代数差。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。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。为了便于分析，假设内螺纹具有理想的牙型，外螺纹的中径及螺距与为了便于分析，假设内螺纹具有理想的牙型，外螺纹的中径及螺距与内螺纹的相同，而且都内有误差，仅外螺纹的牙型半角有误差，这样内螺纹的相同，而且都内有误差，仅外螺纹的牙型半角有误差，这样内外螺纹旋合时牙侧将产生干涉，如图内外螺纹旋合时牙侧将产生干涉，
21、如图7.3所示。所示。为了消除干涉，可将牙为了消除干涉，可将牙型半角误差转变成中径当型半角误差转变成中径当量，即把具有牙型半角误量，即把具有牙型半角误差的外螺纹的中径减小差的外螺纹的中径减小（当内螺纹的牙型半角有（当内螺纹的牙型半角有误差时，把内螺纹的实际误差时，把内螺纹的实际中径增加）。中径增加）。7-1 螺纹结合互换性的基本概念螺纹结合互换性的基本概念 普通螺纹的几何参数对互换性的影响普通螺纹的几何参数对互换性的影响 中径误差的对螺纹互换性的影响中径误差的对螺纹互换性的影响螺纹中径误差是指中径实际尺寸与基本中径的代数差。内外螺纹相互螺纹中径误差是指中径实际尺寸与基本中径的代数差。内外螺纹相
22、互作用集中在牙型侧面，内外螺纹中径的差异直接影响牙型侧面的接触作用集中在牙型侧面，内外螺纹中径的差异直接影响牙型侧面的接触状态，对螺纹的旋合性和联接强度有影响。状态，对螺纹的旋合性和联接强度有影响。假设其他参数处于理想状态，外螺纹的中径小于内螺纹的中径，就能假设其他参数处于理想状态，外螺纹的中径小于内螺纹的中径，就能保证内外螺纹的旋合性；反之，就会产生干涉而难以旋合。但是，如保证内外螺纹的旋合性；反之，就会产生干涉而难以旋合。但是，如果外螺纹的中径过小，内螺纹的中径过大，则会削弱螺纹的联接强度。果外螺纹的中径过小，内螺纹的中径过大，则会削弱螺纹的联接强度。为此，加工螺纹时应当对中径误差加以控制
23、。为此，加工螺纹时应当对中径误差加以控制。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 螺纹的公差带是牙型公差带，以基本牙型的轮廓为零线，沿着螺纹牙螺纹的公差带是牙型公差带，以基本牙型的轮廓为零线，沿着螺纹牙型的牙侧、牙顶、牙底连续分布，并在垂直于螺纹轴线方向来计量大、型的牙侧、牙顶、牙底连续分布，并在垂直于螺纹轴线方向来计量大、中、小径的偏差和公差，如图中、小径的偏差和公差，如图7.5所示。公差带由其相对于基本牙型的所示。公差带由其相对于基本牙型的位置要素和大小因素两部分组成。位置要素和大小因素两部分组成。GB/T197-2003对其作了规定。对其作了规
24、定。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 普通螺纹中径和顶径的标准公差普通螺纹中径和顶径的标准公差普通螺纹的公差按照普通螺纹的公差按照GB/T197-2003普通螺纹的公差普通螺纹的公差规定，考虑到规定，考虑到中径是决定螺纹配合性质的主要尺寸，以及检测方便，标准规定了内中径是决定螺纹配合性质的主要尺寸，以及检测方便，标准规定了内外螺纹的中径公差（外螺纹的中径公差（TD2、Td2）和顶径公差（内螺纹的小径公差）和顶径公差（内螺纹的小径公差TD1和和外螺纹的大径公差外螺纹的大径公差Td1）。由于内螺纹加工比较困难，因此在同一公差）。由于内螺纹加工比较困
25、难，因此在同一公差等级中，内螺纹的中径公差为外螺纹中径公差的等级中，内螺纹的中径公差为外螺纹中径公差的1.32倍倍。内螺纹大径内螺纹大径D和外螺纹的小径和外螺纹的小径d1为限制尺寸，没有规定具体的公差值，为限制尺寸，没有规定具体的公差值，只规定了该内外螺纹的实际轮廓不得超越基本偏差所规定的最大实体只规定了该内外螺纹的实际轮廓不得超越基本偏差所规定的最大实体牙型，即应保证旋合时不发生干涉。由于螺纹加工时，外螺纹中径和牙型，即应保证旋合时不发生干涉。由于螺纹加工时，外螺纹中径和内螺纹的小径、内螺纹中径和内螺纹的大径是同时由刀具切出的，其内螺纹的小径、内螺纹中径和内螺纹的大径是同时由刀具切出的，其尺
26、寸由刀具保证。故在正常情况下，外螺纹的小径不会过小，内螺纹尺寸由刀具保证。故在正常情况下，外螺纹的小径不会过小，内螺纹的大径不会过大，满足了旋入性的要求。的大径不会过大，满足了旋入性的要求。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 普通螺纹中径和顶径的标准公差普通螺纹中径和顶径的标准公差7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 普通螺纹中径和顶径的标准公差普通螺纹中径和顶径的标准公差7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 普通螺纹中径和顶径的基本偏差普通螺纹中径和顶径
27、的基本偏差基本偏差是公差带两极限偏差中靠近零线最近的那个偏差。它基本偏差是公差带两极限偏差中靠近零线最近的那个偏差。它确定公差带相对于基本牙型的位置。确定公差带相对于基本牙型的位置。标准对内螺纹规定了两种基本偏差，其代号为标准对内螺纹规定了两种基本偏差，其代号为G和和H。其大、。其大、中、小径的基本偏差（下偏差中、小径的基本偏差（下偏差EI）是相同的。）是相同的。标准对外螺纹规定了四种基本偏差，其代号为标准对外螺纹规定了四种基本偏差，其代号为e、f、g和和h。其。其中径和大径的基本偏差（上偏差中径和大径的基本偏差（上偏差es）是相同的。）是相同的。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配
28、合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 普通螺纹中径和顶径的基本偏差普通螺纹中径和顶径的基本偏差7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 普通螺纹中径和顶径的基本偏差普通螺纹中径和顶径的基本偏差7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 螺纹旋合长度及精度等级螺纹旋合长度及精度等级 为了满足普通螺纹不同的使用性能要求，国家标准规定了不同公为了满足普通螺纹不同的使用性能要求，国家标准规定了不同公称直径和螺距对应的旋合长度，分为短、中和长三种，分别用代号称直径和螺距对应的旋合长度，分为短、中和长三种，分别用代号S、N和
29、和L表示，其数值见表表示，其数值见表7.5。在设计时一般采用中等旋合长度（。在设计时一般采用中等旋合长度（N）7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 螺纹旋合长度及精度等级螺纹旋合长度及精度等级 螺纹的精度不仅取决于螺纹直径的公差等级，而且还与旋合长度螺纹的精度不仅取决于螺纹直径的公差等级，而且还与旋合长度有关。当公差等级一定时，旋合长度越长，加工时产生的螺距累积误有关。当公差等级一定时，旋合长度越长，加工时产生的螺距累积误差和牙型半角误差就可能越大，以同样的中径公差值加工就越困难。差和牙型半角误差就可能越大，以同样的中径公差值加工就越困难。因而，同
30、一公差等级的螺纹，若它们的旋合长度不同，在螺纹的精度因而，同一公差等级的螺纹，若它们的旋合长度不同，在螺纹的精度等级也就不同。所以等级也就不同。所以衡量螺纹精度应包括旋合长度。衡量螺纹精度应包括旋合长度。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 螺纹旋合长度及精度等级螺纹旋合长度及精度等级 螺纹的精度等级的高低，反映了螺纹加工的难易程度。国家标准螺纹的精度等级的高低，反映了螺纹加工的难易程度。国家标准GB/T197-2003按螺纹公差等级和旋合长度将螺纹精度等级分为精密级、按螺纹公差等级和旋合长度将螺纹精度等级分为精密级、中等级和粗糙级三种。同一精度等
31、级，随旋合长度的增加应相应降低中等级和粗糙级三种。同一精度等级，随旋合长度的增加应相应降低螺纹的公差等级。一般情况下，螺纹的公差等级。一般情况下，S组应比组应比N组高一个公差等级，组高一个公差等级，L组应组应比比N组低一个公差等级，因为组低一个公差等级，因为S组的旋合长度短，螺纹的螺牙少，螺距组的旋合长度短，螺纹的螺牙少，螺距累累积误差小，积误差小，所以公差等所以公差等级应比同精级应比同精度的度的N组高组高一级。一级。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带 螺纹旋合长度及精度等级螺纹旋合长度及精度等级 7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合
32、 螺纹的标记螺纹的标记 普通螺纹的完整标记由螺纹代号普通螺纹的完整标记由螺纹代号M、公称直径、导程、公称直径、导程Ph（单线螺纹省（单线螺纹省略）、螺距值（粗牙螺纹省略）、中径公差带代号、顶径公差带代号、略）、螺距值（粗牙螺纹省略）、中径公差带代号、顶径公差带代号、螺纹旋合长度（中等旋合长度省略）和旋向代号螺纹旋合长度（中等旋合长度省略）和旋向代号LH（右旋省略）等（右旋省略）等组成。例如：组成。例如：u粗牙螺纹不标注螺距；粗牙螺纹不标注螺距；u当中径、顶径的公差带当中径、顶径的公差带相同时，合并标注一个即相同时，合并标注一个即可；可；u中等旋合长度的代号中等旋合长度的代号“N”不需注出；不需
33、注出；u缺省时为右旋螺纹；缺省时为右旋螺纹；7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹公差与配合的选择普通螺纹公差与配合的选择 精度等级的选用精度等级的选用 普通螺纹的精度等级的选用：对于间隙较小，要求配合性质稳定，普通螺纹的精度等级的选用：对于间隙较小，要求配合性质稳定，需保证一定的定心精度的精密联接螺纹，应采用精密级；对于一般用需保证一定的定心精度的精密联接螺纹，应采用精密级；对于一般用途的联接螺纹采用中等级；不重要的以及制造较困难的螺纹采用粗糙途的联接螺纹采用中等级；不重要的以及制造较困难的螺纹采用粗糙级。级。实际选用时，还必须考虑螺纹的工作条件、尺寸的大小、工艺结构、实
34、际选用时，还必须考虑螺纹的工作条件、尺寸的大小、工艺结构、加工的难易程度等情况。例如：当螺纹的承载较大，且为交变载荷或加工的难易程度等情况。例如：当螺纹的承载较大，且为交变载荷或有较大的振动，则应选择精密级；对于小直径的螺纹，为了保证联接有较大的振动，则应选择精密级；对于小直径的螺纹，为了保证联接强度，也必须提高联接精度。而对于加工难度较大，虽是一般要求，强度，也必须提高联接精度。而对于加工难度较大，虽是一般要求，此时也需降低其联接精度。此时也需降低其联接精度。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹公差与配合的选择普通螺纹公差与配合的选择 旋合长度的选用旋合长度的选用螺纹的
35、旋合性受螺纹的半角误差和螺距误差的影响，短旋合长度的螺纹的旋合性受螺纹的半角误差和螺距误差的影响，短旋合长度的旋合性比长旋合长度的螺纹旋合性好，加工时容易保证精度。因此，旋合性比长旋合长度的螺纹旋合性好，加工时容易保证精度。因此，对于同一使用要求，而旋合长度不同，螺纹的公差等级应有所不同。对于同一使用要求，而旋合长度不同，螺纹的公差等级应有所不同。对旋合长度的选择，通常采用中等旋合长度，仅当结构和强度上有对旋合长度的选择，通常采用中等旋合长度，仅当结构和强度上有特殊要求时才可采用短旋合长度或长旋合长度。但是值得注意的是：特殊要求时才可采用短旋合长度或长旋合长度。但是值得注意的是：应尽量缩短旋合
36、长度。应尽量缩短旋合长度。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹公差与配合的选择普通螺纹公差与配合的选择 公差带的确定公差带的确定螺纹的基本偏差根据螺纹结合的配合性质和使用要求来确定。内螺螺纹的基本偏差根据螺纹结合的配合性质和使用要求来确定。内螺纹的基本偏差应优先选用纹的基本偏差应优先选用H。由基本偏差和公差等级可以组成多种公差带，在生产中为了减少刀由基本偏差和公差等级可以组成多种公差带，在生产中为了减少刀具和量具的规格和数量，便于组织生产，对公差带的种类加以了限制，具和量具的规格和数量，便于组织生产，对公差带的种类加以了限制，国家标准推荐按照表国家标准推荐按照表7.6和表
37、和表7.7选用。内螺纹的小径公差与中径公差选用。内螺纹的小径公差与中径公差常采用相同的等级，也可随螺纹的旋合长度的加长、缩短而降低或提常采用相同的等级，也可随螺纹的旋合长度的加长、缩短而降低或提高一级。外螺纹的大径公差，在高一级。外螺纹的大径公差，在N组中与中径公差采用相同的等级，组中与中径公差采用相同的等级，在在S组中比中径公差低一级，在组中比中径公差低一级，在L组中比中径公差高一级。组中比中径公差高一级。螺纹公差带选用的顺序为：带螺纹公差带选用的顺序为：带“”的公差带应优先选用，不带的公差带应优先选用，不带“”的公差带其次，（）中的公差带尽可能不用。大量生产的精制的公差带其次，（）中的公差
38、带尽可能不用。大量生产的精制紧固螺纹，推荐采用带方框的公差带。紧固螺纹，推荐采用带方框的公差带。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹公差与配合的选择普通螺纹公差与配合的选择 配合的选择配合的选择从原则上讲，表从原则上讲，表7.6和表和表7.7所列的内螺纹公差带和外螺纹公差带可以所列的内螺纹公差带和外螺纹公差带可以任意组合成各种配合。但是为了保证牙侧有足够的接触高度，最好组任意组合成各种配合。但是为了保证牙侧有足够的接触高度，最好组成成H/g，H/h和和G/h的配合。选择时主要考虑以下几种情况：的配合。选择时主要考虑以下几种情况：（1）为了保证旋合性，内外螺纹应具有较高的同
39、轴度，并具有足够）为了保证旋合性，内外螺纹应具有较高的同轴度，并具有足够的接触高度和结合强度。通常采用最小间隙等于零的配合（的接触高度和结合强度。通常采用最小间隙等于零的配合（H/h）（2）如需容易拆卸，可选用）如需容易拆卸，可选用H/g、H/h或或G/h组成较小间隙的配合组成较小间隙的配合（3）需要镀层的螺纹，其基本偏差按所需镀层厚度确定）需要镀层的螺纹，其基本偏差按所需镀层厚度确定内螺纹镀层较难，涂镀对象主要是外螺纹。如镀层较薄时（厚度约内螺纹镀层较难，涂镀对象主要是外螺纹。如镀层较薄时（厚度约5m），内螺纹选用），内螺纹选用6H，外螺纹选用，外螺纹选用6g；如镀层较厚时（厚度约；如镀层较
40、厚时（厚度约10m），内螺纹选用），内螺纹选用6H，外螺纹选用，外螺纹选用6e；如内外螺纹均需得镀层时，；如内外螺纹均需得镀层时，可选可选6G/6e。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹公差与配合的选择普通螺纹公差与配合的选择 配合的选择配合的选择（4）高温工作的螺纹，可根据装配时和工作时的温度，来确定适当）高温工作的螺纹，可根据装配时和工作时的温度，来确定适当的间隙和相应的基本偏差。留有间隙以防止螺纹卡死。当温度在的间隙和相应的基本偏差。留有间隙以防止螺纹卡死。当温度在450以下时，可用以下时，可用H/g组成配合；当温度在组成配合；当温度在450以上时，可用以上时，可用
41、H/e组组成配合。如汽车上用的成配合。如汽车上用的M141.25规格的火花塞。温度相对较低时，规格的火花塞。温度相对较低时，可选基本偏差可选基本偏差g。（5）对单件小批量生产的螺纹，可选用）对单件小批量生产的螺纹，可选用H/h组成的配合，以适应手组成的配合，以适应手工拧紧和装配速度不高等使用特性。对大批量生产的螺纹，为了螺纹工拧紧和装配速度不高等使用特性。对大批量生产的螺纹，为了螺纹装拆方便，可选用装拆方便，可选用H/g或或G/h组成的配合。组成的配合。7-2 普通螺纹的公差与配合普通螺纹的公差与配合 普通螺纹公差与配合的选择普通螺纹公差与配合的选择 螺纹的表面粗糙度选择螺纹的表面粗糙度选择螺
42、纹牙侧表面的粗糙度，主要按照螺纹的用途和中径公差等级来确螺纹牙侧表面的粗糙度，主要按照螺纹的用途和中径公差等级来确定，见表定，见表7.8。7-3 普通螺纹的检测普通螺纹的检测螺纹的综合检验螺纹的综合检验 螺纹的综合检验，可以用投影仪或螺纹量规进行。生产中主要螺纹的综合检验，可以用投影仪或螺纹量规进行。生产中主要用螺纹用螺纹极限量规来控制螺纹的极限轮廓极限量规来控制螺纹的极限轮廓。外螺纹的大径和内螺纹的小径分别。外螺纹的大径和内螺纹的小径分别用光滑环规（用光滑环规（卡规卡规）和光滑）和光滑塞规塞规检查，其他参数均用螺纹量规检查。检查，其他参数均用螺纹量规检查。根据螺纹中径合格性判断原则，螺纹量规
43、通端和止端在螺纹长度上的根据螺纹中径合格性判断原则，螺纹量规通端和止端在螺纹长度上的结构特征是不相同的。螺纹量规通端主要用于检查作用中径使其不得结构特征是不相同的。螺纹量规通端主要用于检查作用中径使其不得超出其最大实体牙型中径（同时控制螺纹的底径），通规应该有完整超出其最大实体牙型中径（同时控制螺纹的底径），通规应该有完整的牙侧，且其螺纹长度至少要等于工件螺纹的旋合长度的的牙侧，且其螺纹长度至少要等于工件螺纹的旋合长度的80%。当螺。当螺纹通规可以和螺纹工件自由旋合时，就表示螺纹工件的作用中径未超纹通规可以和螺纹工件自由旋合时，就表示螺纹工件的作用中径未超出最大实体牙型。螺纹量规止端只控制螺纹
44、的实际中径不得超出其最出最大实体牙型。螺纹量规止端只控制螺纹的实际中径不得超出其最小实体牙型中径，为了消除螺距误差和牙型半角误差的影响，其牙型小实体牙型中径，为了消除螺距误差和牙型半角误差的影响，其牙型应做成截短牙型，且螺纹长度只有应做成截短牙型，且螺纹长度只有23.5牙。当螺纹量规止端不能旋合牙。当螺纹量规止端不能旋合或者不能完全旋合，则说明螺纹的实际中径没有超出最小实体牙型。或者不能完全旋合，则说明螺纹的实际中径没有超出最小实体牙型。7-3 普通螺纹的检测普通螺纹的检测螺纹的综合检验螺纹的综合检验 螺纹通规能自由旋过工件，螺纹止规不能旋入工件（或旋入工件不能螺纹通规能自由旋过工件，螺纹止规
45、不能旋入工件（或旋入工件不能超过两圈），就表明螺纹合格。反之，超过两圈），就表明螺纹合格。反之，“通规通规”不能旋合，则说明螺不能旋合，则说明螺母过小、螺栓过大，螺纹应予退修，可适当加工成合格；当母过小、螺栓过大，螺纹应予退修，可适当加工成合格；当“止规止规”与工件能旋合，则表明螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。与工件能旋合，则表明螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。7-3 普通螺纹的检测普通螺纹的检测螺纹的单项测量螺纹的单项测量 螺纹的单项测量用于螺纹工件的工艺分析或螺纹量规及螺纹刀具的质螺纹的单项测量用于螺纹工件的工艺分析或螺纹量规及螺纹刀具的质量检查。所谓单项测量，即分别测量螺纹的每个参数，主
46、要是中径、量检查。所谓单项测量，即分别测量螺纹的每个参数，主要是中径、螺距和牙型半角，其次是顶径和底径，有时还需要测量牙底的形状。螺距和牙型半角，其次是顶径和底径，有时还需要测量牙底的形状。除了顶径可以用内外径量具测量外，其他参数多用通用仪器测量，其除了顶径可以用内外径量具测量外，其他参数多用通用仪器测量，其中用得最多的是万能测量显微镜、大型工具显微镜和投影仪。下面介中用得最多的是万能测量显微镜、大型工具显微镜和投影仪。下面介绍几种最常用的单项测量方法。绍几种最常用的单项测量方法。三针量法测量螺纹中径三针量法测量螺纹中径三针量法主要用于测量精密螺纹（如丝杠、螺纹塞规）的中径三针量法主要用于测量
47、精密螺纹（如丝杠、螺纹塞规）的中径（d2）。是用三根直径相等的精密量针放入被测螺纹工件两侧的螺纹）。是用三根直径相等的精密量针放入被测螺纹工件两侧的螺纹槽中，使之与牙侧接触，然后用光学或机械量仪（如机械测微仪、光槽中，使之与牙侧接触，然后用光学或机械量仪（如机械测微仪、光学计、测长仪等）量出尺寸三根量针外母线之间的跨距学计、测长仪等）量出尺寸三根量针外母线之间的跨距M，如图，如图7.9所所示。示。7-3 普通螺纹的检测普通螺纹的检测螺纹的单项测量螺纹的单项测量 三针量法测量螺纹中径三针量法测量螺纹中径再根据被测螺纹的螺距再根据被测螺纹的螺距P、牙型半角、牙型半角/2及量针直径及量针直径d0，按
48、照几何关，按照几何关系推算出中径公式为：系推算出中径公式为：普通公制螺纹（普通公制螺纹（=60）以上各式中的螺距以上各式中的螺距P、牙型半角、牙型半角/2及及量针直径量针直径d0均按理论值代入。均按理论值代入。2cot2)2sin11(02PdMdPdMd866.03027-3 普通螺纹的检测普通螺纹的检测螺纹的单项测量螺纹的单项测量 三针量法测量螺纹中径三针量法测量螺纹中径为消除牙型半角误差对中径为消除牙型半角误差对中径d2的测量结果的影响，应使量针在中径的测量结果的影响，应使量针在中径线上与牙侧接触，这样的量针直径称为最佳量针直径线上与牙侧接触，这样的量针直径称为最佳量针直径d0最佳最佳，
49、d0最佳最佳应应按下式选取：按下式选取：普通公制螺纹（普通公制螺纹（=60）d0最佳=0.577P2/cos.500Pd最佳7-3 普通螺纹的检测普通螺纹的检测螺纹的单项测量螺纹的单项测量 用螺纹千分尺测量螺纹中径用螺纹千分尺测量螺纹中径螺纹千分尺是测量低精度外螺纹中径的常用量具。它的结构与一般螺纹千分尺是测量低精度外螺纹中径的常用量具。它的结构与一般的外径千分尺基本相似，只是在固定测砧和活动测量头上装有特殊的的外径千分尺基本相似，只是在固定测砧和活动测量头上装有特殊的测头测头1和和2，如图，如图7.10。测量头是成对配套的、适用于不同牙型和不同。测量头是成对配套的、适用于不同牙型和不同螺距。因测量头的角度是按照理论的牙型角制造，所以测量中被测螺螺距。因测量头的角度是按照理论的牙型角制造，所以测量中被测螺纹的牙型半角误差对中径当量将产生较大影响。用螺纹千分尺来直接纹的牙型半角误差对中径当量将产生较大影响。用螺纹千分尺来直接测量外螺纹的中径，测量外螺纹的中径，测量时可由螺纹千分尺直接读出螺纹中径的实际测量时可由螺纹千分尺直接读出螺纹中径的实际尺寸。尺寸。
