普通螺纹结合的公差与检测
螺纹的公差配合及检测
二、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数
1.普通螺纹的基本牙型
是指GB/T14791-93《螺纹术语》中所规定的具有螺纹基本尺寸
的牙型，基本牙型定义在螺纹的轴剖面上。基本牙型是指按规定将
原始三角形削去一部分后获得的牙型。如下图示：
2.普通螺纹的几何参数
（1）原始三角形高度(H) 指原始等边三角形顶点到底边的垂直距离。 由图易知：
（2）大径(D d ) 它是与内螺纹牙底或外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 体直径。国家标准规定米制普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹公 称直径。
（3）小径(D1 d1) 是与内螺纹牙顶或外螺纹牙底相重合的假想圆柱 体直径。
为方便起见，外螺纹或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径（即外螺纹 的大径d或内螺纹的小径D1）又称为顶径。与外螺纹或内螺纹牙顶相 切的假想圆柱的直径（即外螺纹的小径d1或内螺纹的大径D）又称为 底径。
牙型角是指在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。 普通螺纹的理论牙型角a=60°。 牙型半角是指牙型角的一半，普通螺纹的理论牙型半角a/2=30°。 牙型半角的大小和倾斜方向会影响螺纹的旋和性和接触面积，故 牙型半角a/2也是螺纹公差与配合的主参数之一。 （8）螺纹旋合长度（L ） 指两相配合螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部 分的长度。
公差配合与测量技术
（4）中径(D2 d2) 为一假想圆柱体直径，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，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。
注意：①普通螺纹的中径不是大径和小径平均植。 ②中径的大小决定了螺纹牙侧相对与轴线的径向位置。因此， 中径是螺纹公差与配合中的主要参数之一。 ③在同一螺纹配合中，内、外螺纹的中径、大径和小径的基本 尺寸对应相同。
第八章 螺纹结合的公差与检测
第八章螺纹结合的公差与检测一、填空题1、螺纹按其牙型分类，可分为(三角形)螺纹、（梯形）螺纹、（锯齿形）螺纹和（矩形）螺纹等。
2、螺纹按用途分类，可分为（紧固）螺纹、（转动）螺纹、（管用）螺纹和（专门用）螺纹。
3、普通螺纹结合的两个基本要求：一是满足内、外螺纹装配时的（可旋合）性；二是保证内、外螺纹旋合后的（连接可靠）性。
4、普通螺纹的大径是指与外螺纹（牙顶）或内螺纹（牙底）相切的（假想圆柱）的直径。
对外螺纹而言，大径为（顶径），用字母（d）表示；对内螺纹而言，大径为（底径），用字母（D）表示。
标准规定，普通螺纹大径即为其（公称直径）。
5、当没有螺距误差时，单一中径与中径的数值（相等）；当螺距误差为正值时，单一中径的数值（小于）中径的数值；当螺距误差为负值时，单一中径的数值（大于）的数值。
6、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。
对于多线螺纹，导程等于螺距与（螺旋线数的乘积）。
7、原始三角形高度（大于）牙型高度；螺纹接触高度（小于）牙型高度。
（填“大于”或“小于”）8、螺距误差使内、外螺纹的结合发生(干涉)，影响螺纹的(旋合)性，在螺纹旋合长度内使(实际接触的牙数)减少，影响螺纹(连接的可靠)性。
9、在实际生产中采取将外螺纹中径(减小)或内螺纹中径(增大)的方法，以抵消螺距误差的影响，保证螺纹顺利(旋合)。
10、螺纹的牙侧角误差是由于(牙型角存在)误差或（和）(牙型角位置)误差的存在，使左、右牙侧角不相等形成的。
11、由于螺距和牙侧角误差可换算成(螺纹中径)来处理，所以螺纹中径是影响螺纹结合互换性的(主要参数)。
12、决定螺纹作用中径大小的因素是(螺距)和(牙侧角误差)。
13、保证螺纹互换性的条件是：实际螺纹的作用中径(不能超出最大实体牙型的中径(d2max,D2min))际螺纹上任何部位的单一中径(不能超出最小实体牙型的中径(d2min,D2max))。
14、螺纹的(公差带)与(旋合长度)组成螺纹精度等级，螺纹精度等级分为（精密）(中等)和（粗糙）三级。
第六章螺纹公差配合及检测
3．公差带代号
普通螺纹的公差带代号包含中径公差带代号和顶径公差 带代号。中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后。各直 径的公差带代号由表示公差等级的数值和表示公差带位置的 字母（内螺纹用大写字母；外螺纹用小写字母）组成。如果 中径公差带代号和顶径公差带代号相同，则应只标注一个公 差带代号。螺纹尺寸代号与公差带间用“―”号分开。
1．公差等级 螺纹的公差等级如表6-9所示。其中，3级精度最高，9级
精度最低，6级为基本级。内外螺纹的顶径公差值TD1、Td和 中径公差值TD2、Td2参见课本表6-10和表6-11。
表6-9 螺纹的公差等级
2．基本偏差
内外螺纹公差带的位置如图6-7所示。对内螺纹，基本偏 差为下极限偏差EI；对外螺纹，基本偏差为上极限偏差es。
为满足普通螺纹不同使用性能的要求，国家标准将螺纹 的旋合长度分为了短旋合长度组S、中等旋合长度组N和长旋 合长度组L三组。
设计时，一般选择中等旋合长度组N，只有当结构或强 度上需要时，才选用短旋合长度组S或长旋合长度组L。在满 足使用要求的前提下，应尽可能缩短旋合长度。因为旋合长 度较长时，不仅结构笨重，加工困难，而且由于螺距累积误 差增大，会降低承载能力，造成螺牙强度和密封性下降。
（6）单一中径
单一中径是指一个假想圆柱或圆锥的直径，该假想圆柱 或圆锥的母线通过牙型上沟槽宽度等于1/2基本螺距的地方。 当螺距无误差时，单一中径与中径相等；当螺距有误差时， 两者不相等，如图6-2所示。
图6-2 单一中径与中径
（7）牙型角和牙型半角
图6-3 牙型角和牙型半角
牙型角α是指在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角；牙 型半角α/2为牙型角α的一半，如图6-3所示。普通螺纹的牙型 角α＝60°，牙型半角α/2＝30° 。
螺纹的检测方法_公差配合与测量技术_[共3页]
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项目四 典型零件主要参数精度检测| 211 | 公差位置H 或h 所确定的最大实体牙型。
四、螺纹的检测方法螺纹的检测方法有两种，即综合检验和单项测量。
1．螺纹的综合检验（GB/T 3934—2003）综合检验是指同时检验螺纹的几个参数，采用螺纹极限量规来检验内、外螺纹的合格性。
即按螺纹的最大实体牙型做成通端螺纹量规，以检验螺纹的旋合性；再按螺纹中径的最小实体尺寸做成止端螺纹量规，以控制螺纹联接的可靠性，从而保证螺纹结合件的互换性。
螺纹综合检验只能评定内、外螺纹的合格性，不能测出实际参数的具体数值，但检验效率高，适用于批量生产的中等精度的螺纹。
（1）用螺纹工作量规检验外螺纹。
车间生产中，检验螺纹所用的量规称为螺纹工作量规。
图4-9所示的是检验外螺纹大径用的光滑卡规和检验外螺纹用的螺纹环规。
这些量规都有通规和止规，它们的检验项目如下。
图4-9 环规检验外螺纹① 通端螺纹工作环规（T ）。
主要用来检验外螺纹作用中径（d 2作用），其次是控制外螺纹小径的最大极限尺寸（d 1max ），属于综合检验。
因此，通端螺纹工作环规应有完整的牙型，其长度等于被检螺纹的旋合长度。
合格的外螺纹都应被通端螺纹工作环规顺利地旋入，这样就保证了外螺纹的作用中径未超出最大实体牙型的中径，即d 2作用＜d 2max 。
同时，外螺纹的小径也不超出它的最大极限尺寸。
② 止端螺纹工作环规（Z ）。
只用来检验外螺纹单一中径这个参数。
为了尽量减少螺距误差和牙型半角误差的影响，必须使它的中径部位与被检验的外螺纹接触，因此止端螺纹工作环规的牙型做成截短的不完整的牙型，并将止端螺纹工作环规的长缩短到2～3.5牙。
合格的外螺纹不应完全通过止端螺纹工作环规，但仍允许旋合一部分。
具体规定是：对小于或等于4牙的外螺纹，止端螺纹工作环规的旋合量不得多于2牙；对于大于4牙的外螺纹，止端螺纹工作环规的旋合量不得多于3.5牙。
这些没有完全通过止端螺纹工作环规的外螺纹，说明它的单一中径没有超出最小实体牙型的中径，即d 2单一＞d 2min 。
普通螺纹的公差与配合
1.5普通螺纹的检测
▪ 2.单项检测
• （1）用螺纹千分尺测量螺纹中径
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1.5普通螺纹的检测
• （2）用三针测量中径
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1.5普通螺纹的检测
• 根据已知螺距、牙型角和量针直径的数值，按以下 公式可计算出实际中径：
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1.5普通螺纹的检测
• 根据已知螺距、牙型角和量针直径的数值，按以下 公式可计算出实际中径：
▪ （4）螺距p和导程Pn
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1.1普通螺纹的基本牙型和几何参数
▪ （5）牙型角α和牙型半角α/2
• 牙型角是在通过螺纹轴线的剖面上,相邻两牙侧间的夹 角，普通螺纹的牙型角α=60°。
• 牙型半角是在通过螺纹轴线的剖面上，牙侧与螺纹轴 线的垂线间的夹角。普通螺纹的牙型半角α/2=30°。
▪ （6）螺纹的旋合长度
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1.6 实训
• 1.用螺纹塞规、环规测内外螺纹，用螺纹样板测螺纹的螺
距、牙型
▪ （1）实训目的
• 1）了解螺纹塞规、环规、螺纹样板测量的工作原 理。
• 2）掌握螺纹规测量技术。
▪ （2）量具及工件
• 螺纹塞规、环规、螺纹样板、工件。
▪ （3）测量原理
• 螺纹环规测外螺纹，螺纹塞规测内螺纹。其中常见 的螺纹塞规两端分别为过端和止端，螺纹环规具有 标准的全形螺纹牙，一般可旋合长度8个牙。
极限配合与技术测量
1.1普通螺纹的基本牙型和பைடு நூலகம்何参数
1.基本牙型
普通螺纹的基本牙型是在高度为H的原始三角形（正三角形）上， 截去顶部H/8和底部H/4而形成的牙型。其基本牙型如图所示。
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单元6_普通螺纹结合的公差与检测
6.3.4 螺纹标记
1.单个螺纹的标记 螺纹的完整标记由普通螺纹特征代号 (M) 、尺寸代号 （公称直径×螺距，单位mm）、螺纹公差带代号、旋合长 度代号（或数值）和旋向代号组成。当螺纹是粗牙螺纹时， 粗牙螺距省略标注。当螺纹为右旋螺纹时，不注旋向；当 螺纹为左旋螺纹时，在相应位置写“ LH”字样；当螺纹中 径、顶径公差带相同时，合写为一个；当螺纹旋合长度为 中等时，省略标注旋合长度。
用光滑极限量规（塞规）检验内螺纹顶径的合格性。 再用螺纹塞规的通端检验内螺纹的作用中径和底径，若作 用中径合格且内螺纹的底径（内螺纹大径）不小于其最小 极限尺寸，通规应能在旋合长度内与内螺纹旋合。若内螺 纹的单一中径合格，螺纹塞规的止端就不通过，但允许旋 进2~3牙。
6.4.2 普通螺纹的单项测量
6.3.1 普通螺纹公差带
普通螺纹的公差带由基本偏差决定其位置，公差值决 定其大小 。 • 公差数值 公差等级 基本偏差
内螺纹：中、小径4.5.6.7.8
外螺纹：中径3.4.5.6.7.8.9 大径 4.6.8 内螺纹：G，H 外螺纹：e，f，g，h 旋合长度 精度 长、短、中
公差带
1.公差带的形状和位置
螺纹公差带以基本牙型为零线，沿着螺纹牙型的牙 侧、牙顶和牙底布置，在垂直于螺纹轴线的方向上计 量。
2.公差带的大小和公差等级 普通螺纹公差带的大小由公差等级决定。
6.3.2 螺纹精度和旋合长度（摘自GB197—2003）
螺纹精度 由螺纹公差 带和旋合长 度构成。 螺纹的旋 合长度分短 旋 合 长 度 （以 S 表示）、 中等旋合长 度（以N表 示）、长旋 合长度（以 L 表示）三种。 螺纹精度 分为精密、 中等和粗糙 三个级别。
例6-2 解释螺纹标记M10 — 5H6H — L 的含义
普通螺纹结合的公差与配合分解
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NO.1
§9-1 概述 §9-2 普通螺纹几何参数对互换
性的影响 §9-3 普通螺纹的公差与配合 §9-4螺纹的检测
机 制 教 研 室 《公 差 配 合 与 测 量 技 术》
普通螺纹结合的公差与检测
§9-1概述
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NO.2
一、螺纹的分类及使用要求
1、螺纹的分类 ⑴、按用途分 ①、连接螺纹：用于连接和坚固零件。对 普通螺纹要求可旋入性和连接的可靠性， 对管螺纹要求密封性和连接的可靠性。 ②、传动螺纹：用于传递运动、动力和位 移。要求传动可靠、准确，螺纹牙齿接触 良好及耐磨。
机 制 教 研 室 《公 差 配 合 与 测 量 技 术》
普通螺纹结合的公差与检测
或装置的使用性能。
NO.4
机 制 教 研 室 《公 差 配 合 与 测 量 技 术》
普通螺纹结合的公差与检测
二、普通螺纹的基本牙型和几何参数
1、基本牙型——在原始等边三角形的基础上切去 1/8H 牙顶和1/4H牙底后的剩余部分。
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NO.5 ?
? D2（d2）=D(d)-2×3H/8=D(d)-0.6495P ? D1(d1)=D(d)-2×5H/8=D(d)-1.0825P
普通螺纹结合的公差与检测
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⑹、牙型角α：在螺纹轴向剖面内，相邻两牙侧线间的夹
角。公制螺纹为60o。
⑺、牙型半角α/2：螺纹牙型上牙侧线与螺纹轴线的垂 线间的夹角。
⑻、螺纹的接触高度：相互旋合的螺纹牙型上，牙侧重 合部分在螺纹径向的距离。
⑼、旋合长度：相互旋合的螺纹沿轴线方向相互旋合部 分的长度。
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9 螺纹公差及检测
第9章螺纹公差及检测9.1 普通螺纹的基本牙型和主要几何参数9.1.1 普通螺纹的基本牙型螺纹牙型是指在通过螺纹轴线的剖面上的螺纹轮廓形状，它由牙顶、牙底以及两牙侧构成。
将原始三角形（等边三角形）按规定的削平高度，截去顶部和底部所形成的螺纹牙型，称为基本牙型，如图9–1中粗实线所示。
该牙型具有螺纹的基本尺寸。
9.1.2 普通螺纹的主要几何参数由图9–1可见，普通螺纹的主要几何参数主要有：1. 大径D、d（major diameter）大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。
大径是内、外螺纹的公称直径（代表螺纹尺寸的直径）。
相互结合的普通螺纹，内、外螺纹大径的基本尺寸是相等的。
2. 小径D1、d1（minor diameter）小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。
相互结合的普通螺纹，内、外螺纹小径的基本尺寸也是相等的。
外螺纹的大径d和内螺纹的小径D1统称为顶径，外螺纹的小径d1和内螺纹的大径D统称为底径，如图9–2所示。
图9–2 普通螺纹的顶径和底径3. 中径D2、d2（pitch diameter）中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过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（见图9–2）。
相互结合的普通螺纹，内、外螺纹中径的基本尺寸也是相等的。
注意：普通螺纹的中径不是大径和小径的平均值。
4. 螺距P（pitch）和导程Ph（lead）螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
普通螺纹的螺距分为粗牙和细牙两种。
相同的公称直径，细牙螺纹的螺距要比粗牙螺纹的螺距小。
相互结合的普通螺纹，内、外螺纹螺距的基本尺寸也是相等的。
导程是同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
对于单线螺纹，导程与螺距相同；对于多线螺纹，导程等于螺距与螺纹线数的乘积。
5. 单一中径D2s、d2s（single pitch diameter）单一中径是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。
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普通螺纹结合的基本要求
可旋合性
同一规格的内外螺纹在装配时不经挑选就能在给定 的轴向长度内全部结合。
联接的可靠性
用于联接和紧固时，应具有足够的联接强度和紧固
性，确保机器或装置的使用性能。
普通螺纹的基本牙型
普通螺纹的主要几何参数
大径(D,d):公称直径 螺距(P): 小径(D1,d1): D1(d1)=D(d)-1.0825P 中径(D2 ,d2): D2(d2)=D(d)-0.6495P 单一中径(D单一,d单一): 牙槽宽度=0.5P 牙型角(): =60° 牙型半角(/2): /2=30° 螺纹接触高度: 螺纹旋合长度:
螺纹的作用中径
螺纹的作用中径(D2作用,d2作用)：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，是螺纹旋合时实际 起作用的中径。 D2作用 = D2单一-(fp+fa/2), d2作用 = d2单一+(fp+fa/2),
为保证内外螺纹自由旋合，要求 D2作用>d2作用
螺纹的作用中径螺距累积误差对可 Nhomakorabea合性的影响
螺纹参数对互换性的影响
牙型半角误差对互换性的影响：
牙型半角误差=实际牙型半角-理论牙型半角。 牙型半角误差对旋合性和联接强度均有影响， 为了让一个有半角误差的外螺纹仍能旋入内螺纹
中，需将外螺纹的中径减小一个量 ，即半角误 差的中径当量f/2。
螺纹的半角误差
半角误差对螺距可旋合性的影响
螺纹标注:M10X1-5g6g-L.
M10LH-7H,
(P245)
配合代号：M10-6H/6g
实例
P245: 9-1 查表计算 P246: 9-2 作用中径计算及判断
螺纹的检测
综合检测 由螺纹量规和光滑极限量规组成。
螺纹量规的通规用于检验作用中径； 螺纹量规的止规用于检验单一中径； 光滑极限量规用于检验内、外螺纹顶径的合
螺纹的单一中径与中径
螺纹的接触高度与旋合长度
螺纹参数对互换性的影响
螺纹直径误差对互换性的影响:
中径:中径误差会降低联接强度。 D2单一<d2单一：因干涉而无法旋合，影响可旋合性； D2单一>d2单一：结合过松,影响接触高度,降低联接可靠 性。
大径、小径处间隙过小，影响自由旋合，大径、小径 处间隙过大，影响接触高度,降低联接可靠性。
普通螺纹结合的公 差与检测
第九章 普通螺纹结合的公差与检测
螺纹的作用
紧固和联接 传递动力和位移 密封
按牙型分类
三角形螺纹：米制普通螺纹
牙型角(): =60° 牙型半角(/2): /2=30°
M10LH-7H 梯形螺纹：机床丝杠、螺母
牙型角(): =30° 牙型半角(/2): /2=15° T55×12-6
螺纹中径合格性的判断原则： 内螺纹：D2作用>=D2min D2单一<=D2max 外螺纹：d2作用<=d2max d2单一>=d2min
螺纹的公差与配合
螺纹公差带：由公差等级和基本偏差所组成。
公差等级：IT3～IT9 (中径和顶径） 基本偏差：
内螺纹：G,H, 外螺纹：e,f,g,h 螺纹的旋合长度 ： 短(S)、中等(N)，长(L)三种，常用中等(N) 。 旋合长度越长，螺距误差、牙型半角误差对旋合的 防碍作用也越大。
螺纹牙型半角的测量
Thanks！
螺纹旋合后，大径之间、小径之间均不接触，因此影 响较小。
螺纹参数对互换性的影响
螺距误差对互换性的影响:
螺距误差：
单个螺距误差P： 螺距累积误差P：影响螺纹可旋合性
为了让一个实际有螺距累积误差的外螺纹仍能 在所要求的旋合长度内全部与内螺纹旋合，需 要将外螺纹的中径的中径减小了一个量，即螺 距误差的中径当量fp： fp 1.732|P|
普通螺纹的公差带
内、外螺纹的基本偏差
螺纹公差及旋合长度与螺纹精度的关系
螺纹公差和配合的选用
螺纹的基本偏差和公差等级相组合可以组成许 多公差带，为了减少定值量具和刃具规格，国 标对内、外螺纹公差带进行了筛选（表9-7）， 例：4H5H, 5g6g。 螺纹精度：精密、中等、粗糙三种。 螺纹标注：由螺纹代号、公差带代号、旋合 长度代号等组成。
格性。
外螺纹的综合检验
内螺纹的综合检验
螺纹的检测
单项测量：
用量针测量中径：
单针法（图9-14） 三针法（图9-15）
用工具显微镜测量螺纹各参数：
大径、中径、螺距、牙型半角等。
单针法测量螺纹中径
三针法测量螺纹中径
大型工具显微镜
1--目镜 2--旋转米字线手轮 3--角度读数目镜光源 4-光学放大镜组 5--顶尖座 6--圆工作台 7--横向千分尺 8--底座 9--圆工作台转动手轮 10-顶尖 11-纵向千分尺 12-立柱倾斜手轮 13-连接座 14-立柱 15-立臂 16-锁紧螺钉 17-升降手轮 18-角度目镜