§5-2 螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响
螺纹中径是影响螺纹互换性的主要参数
螺纹中径是影响螺纹互换性的主要参数
螺纹中径是影响螺纹互换性的主要参数。
螺纹中径与螺纹内径和螺纹山口外径
均有关，是一个直接影响螺纹互换性的参数。
首先，螺纹中径过大，螺纹连接头会发生交弯，且表面压力过大，导致螺母过紧，加之其表面压力过大，使螺母具有左拧右拧之困扰，使出现螺母旋转困难的问题。
其次，螺纹中径过小，螺母无法安装，这将限制螺纹的连接性能，例如螺母安
装不紧，头部受拉扭矩损伤，容易引发紧固件连接脱落等事故。
此外，应该注意螺纹中径差异，即本身间之差大于合理配合表所指定的螺纹间隙，它会导致法兰环承受内在压力，产生变形，破坏连接的整体结构并影响紧固件的尺寸精度和重复精度。
螺纹中径是影响螺纹互换性的主要因素之一，用户在选择互换时应考虑的参数。
因此，在选择螺纹互换时，应注意螺纹中径的大小，以保证螺纹互换的效果。
《互换性与测量技术》第6章：螺纹配合的互换性
6.4 普通螺纹的测量
本节主要介绍普通螺纹(公制 的检测 本节主要介绍普通螺纹 公制)的检测。国标对普通螺纹的中径和顶径尺 公制 的检测。 寸规定了公差，且螺纹中径是影响螺纹互换性的主要参数。 寸规定了公差，且螺纹中径是影响螺纹互换性的主要参数。由于影响螺 纹配合性质的螺距误差、 纹配合性质的螺距误差、牙型半角误差可换算成螺纹中径的当量值来处 所以，在螺纹测量中，螺纹中径误差的检测是重要的， 理，所以，在螺纹测量中，螺纹中径误差的检测是重要的，其检测方法 有两类：综合检验和单项测量。 有两类：综合检验和单项测量。
6.4.1 普通螺纹的综合检验 普通螺纹的综合检验159 6.4.2 普通螺纹的单项测量
6.4.1 普通螺纹的综合检验
综合检验是指用螺纹极限量规检验螺纹的旋合性(作用 中径)与可靠性(单一中径)。其特点：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。其操 作简便，检测效率高，适用于批量生产的中等精度螺 纹。
6.4.2 普通螺纹的单项测量
螺纹的单项测量是指用量具或量仪测量螺纹每 个参数的实际值。单项测量主要用于测量精密 螺纹、螺纹量规、螺纹刀具等。螺纹中径单项 测量常采用的测量方法有牙型量头法、量针法 及用工具显微镜测量，下面主要介绍牙型量头 法与量针法。
6.5 传动螺纹的互换性简介
能够满足传动螺纹的使用要求，具有传动效率高、精度高 和加工方便等优点。梯形螺纹属于间隙配合，在中径、大径和小径处都 有一定的间隙用以贮存润滑油。
6.3.2 螺纹精度与旋合长度
6.3.3 普通螺纹公差带及配合的选择
6.3.4 螺纹表面粗糙度要求
6.3.5 螺纹在图样上的标注
1. 单个螺纹的标记 螺纹的完整标记由螺纹代号、公称直径、螺距、公差带代号、 螺纹的完整标记由螺纹代号、公称直径、螺距、公差带代号、旋 合长度代号(或数值 旋向组成。 或数值)、 合长度代号 或数值 、旋向组成。 (1) 当螺纹是粗牙普通螺纹时，螺距省略标注。 当螺纹是粗牙普通螺纹时，螺距省略标注。 (2) 当螺纹为右旋螺纹时，不标注旋向；当螺纹为左旋螺纹时， 当螺纹为右旋螺纹时，不标注旋向；当螺纹为左旋螺纹时， 应加注“ 字样。 应加注“LH”字样。 字样 (3) 当螺纹中径、顶径公差带相同时，合写为一个。 当螺纹中径、顶径公差带相同时，合写为一个。 (4) 当螺纹旋合长度为中等时，省略旋合长度标注。 当螺纹旋合长度为中等时，省略旋合长度标注。 2. 螺纹配合在图样上的标记 标注螺纹配合时， 外螺纹的公差代号用斜线分开， 标注螺纹配合时，内、外螺纹的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。 螺纹公差代号，右边为外螺纹公差代号。如： M20×2— × 6H/5g6g—S 、M20×2—6H/6g。 × 。
螺纹公差常识
第十章螺纹公差------------------------------------------------------------------第一节螺纹几何参数偏差对互换性的影响•螺纹的种类和用途螺纹的应用十分广泛，属典型的具有互换性的连接结构，按其结合的性质和使用在求分为如下三类：•紧固螺纹：主要用于连接或紧固零件。
如：公制普通螺纹。
主要要求可旋合性和连接的可靠性。
•传动螺纹：用于传递精确的位移、运动或动力。
主要要求传动比恒定，传递动力可靠。
•紧密螺纹：用于要求具有气密性和水密性。
主要要求具有良好的旋合性及密封性。
•普通螺纹的基本牙型及主要几何参数大径（D、d）：与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相重合的假想圆柱的直径。
国标规定普通螺纹的大径为螺纹的公称直径。
小径（D1、d1）：与外螺纹的牙底或内螺纹的牙顶相重合的假想圆柱的直径。
顶径：外螺纹大径或内螺纹小径。
（D 、d1）底径：外螺纹小径或内螺纹大径。
（D1、d）中径（D2、d2）：一假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方。
螺纹基本牙型中径和单一中径单一中径：一假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上的沟槽宽度等于二分之一基本螺距的地方。
螺距P：相邻两牙中径线上对应点间的轴向距离。
导程L：同一螺旋线上相邻两牙中径线上对应点间的轴向距离。
单线螺纹，L=P，多线螺纹，L=nPn—螺纹线数牙型角a和牙型半角a/2：原始三角形高度和牙型高度：螺纹接触高度he：两相配合螺丝纹牙型上，相互重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
螺纹旋合长度Le：两相配合螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。
•螺纹几何参数对互换性的影响影响螺纹互换性的参数有：大径、中径、小径、螺距和牙型半角等五个参数。
其中主要参数是：螺纹中径•螺距误差对互换性的影响螺距误差包括局部误差和累积误差，前者与旋合长度无关，后者与旋合长度有关。
是主要影响因素。
显然，具有理想牙型的内螺纹与具有螺距误差的外螺纹将发生干涉而无法旋合，实际生产中，为保证旋合性，把外螺纹的中径减去一数值fp，此fp值称为中径补偿值。
普通螺纹几何参数对互换性的影响
2.保证普通螺纹互换性的条件
判断螺纹中径合格性的准则应遵循泰勒原则，即螺纹的作用中径不
能超越最大实体牙型的中径；任意位置的实际中径（单一中径）不能超
越最小实体牙型的中径。所谓最大与最小实体牙型是指在螺纹中径公差
范围内，分别具有材料量最多和最少且与基本牙型形状一致的螺纹牙型。 对外螺纹：作用中径不大于中径最大极限尺寸；任意位置的实际中径不
小于中径最小极限尺寸。
即
d2作用≤d2max；d2单一≥d2min
对内螺纹：作用中径不小于中径最小极限尺寸；任意位置的实际中径不
大于中径最大极限尺寸。
即
D2作用≥D2min
一般把外螺纹中径减小一个fP数值，保证其能自由旋入内螺纹。此fP叫 做螺距误差的中径补偿值，也称螺距误差的中径当量。
在△ABC中，
由于普通螺纹的α=60°，因而可得
fP=1.732|△P∑|
同理，当内螺纹有螺距误差时，此螺距误差相当于使内螺纹中
径增大一个 fP=1.732|△P∑|值。
为了使有螺距误差的外螺纹可旋入具有理想牙型的内螺纹，应
当有螺距、牙型半角误差的外螺纹与具有基本牙型的内螺纹旋合 时，总是使旋合变紧，其效果好像外螺纹的中径增大了。
这个增大了的假想中径是与内螺纹旋合时起作用的中径，即外
螺纹的作用中径，可用d2作用表示。它等于外螺纹单一中径与螺距累
积误差、牙型半角误差在中径上的当量之和， 即
d2作用= d2单一 ┼(fp＋fa/2)
由图中的几何关系，可以推导出在一定的半角误差情况下，外螺纹 牙型半角误差的中径当量的计算公式为：
螺纹的互换性资料
1. 螺纹的基本偏差
螺纹的基本偏差用来确定螺纹公差带相对于基 本牙 型的位置。基本偏差的种数和代号如下。
内螺纹：G、H两种
外螺纹：e、f、g、h四种
几何量公差与检测
第10章
圆柱螺纹的公差与配合
§3 普通螺纹的公差与配合
2. 螺纹的公差
螺纹公差用来确定螺纹公差带的大小，它表示 允许螺纹直径的尺寸变动范围。标准对螺纹中径和 顶径规定的公差等级如下： 内螺纹中径D2 内螺纹小径D1 4、 5、 6、 7、 8 4、 5、 6、 7、 8
• （1）螺距误差； • （2）牙型半角误差； • （3）中径误差。
形位误差 尺寸误差
几何量公差与检测
第10章
圆柱螺纹的公差与配合
公差原则对螺纹几何参数的应用 （1）精密螺纹（如螺纹量规、测微螺纹等）
• 对螺距、牙型半角和中径分别规定了较严的公差，按独 立原则进行测量。 主要保证可旋合性和一定的联结强度。 按包容要求进行测量。标准中只规定中径公差，螺距误 差和牙型半角误差由中径公差来综合控制。 用中径极限偏差构成牙廓的最大实体边界来限制螺距及 牙型半角误差形式呈现的形位误差，检测时，采用螺纹综 合量规来体现最大实体边界。
几何量公差与检测
第10章
圆柱螺纹的公差与配合
§2 普通螺纹几何参数误差对互换性的
影响
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，并且实际螺纹任何部位的单一中 径不允超出最小实体牙型的中径。 对于外螺纹： d2m≤d2max 且 d2s≥d2min 对于内螺纹： D2m≥D2min 且 D2s≤D2max
几何量公差与检测
第10章
圆柱螺纹的公差与配合
§2 普通螺纹几何参数误差对互换
第九章 螺纹结合的互换性
结论：螺纹单一中径、作用中径、顶径均合格，故合格
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第三节 普通螺纹的公差与配合 一、普通螺纹的规定
在普通螺纹中，对螺距和牙型半角不单独规定公 差，而是用中径公差综合控制中径、螺距和牙型半角 等几何要素的误差。
即中径公差实际上包含了三部分：
① 中径本身公差； ② 牙侧角误差的允许值在中径上的影响量； ③ 螺距误差的允许值在中径上的影响量。
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例9-1：一外螺纹M24×2-6g，加工后测得单一中径
d2s = 22.510 mm，△P∑=－40μm ， △α1=30ˊ，△α2=＋70ˊ，实测顶径d=23.750 mm。 计算这个螺栓的作用中径。并判断螺纹的合格 性？
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解： 1）确定中径极限尺寸 查表9-4得，公称中径d2=22.701 查表9-6得：中径公差Td2=170 μm； 查表9-7得：g 的基本偏差es=-38 μm ；
D 2mD 2s(ffp) d2md2s(ffp)
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外螺纹： d2(作用)=d2(实际) + (fP+ fα) 内螺纹： D2(作用)=D2(实际)－(fP+ fα)
fp为螺距误 差中径当量
fα牙侧角中 径当量
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7、螺距P —螺纹相邻两牙在中径线上对应两点之间的距离。
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8、导程L
—同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之
间的距离。
n线螺纹: L = n P
一般: n ≤ 4
L =P
LP
LP P
L = 2P
普通螺纹几何参数对互换性的影响
其位置是指公差带相对于基本牙型的距离，由基本偏
差来决定。
三.普通螺纹的公差与配合
1.普通螺纹的公差带
螺纹公差带的位置
国标对内螺纹的中径和小径规定了G、H两种公差带位
置，以下偏差EI为基本偏差
三.普通螺纹的公差与配合
1.普通螺纹的公差带
螺纹公差带的位置
国标对外螺纹的中径和大径规定了e、f、g、h四种公 差带位置，以上偏差es为基本偏差
普 通 螺 纹 结 合 的 互 换 性
一.概述
要求良好的旋合性及足
够的联接强度 1.螺纹的种类及使用要求 普通螺纹 要求传递动力和运动的可靠性、准确性， ：通常称为紧固螺纹，牙型为三角形，有 螺纹牙侧接触均匀性和耐磨性等 粗牙和细牙螺纹之分，主要用于联接或紧 固各种机械零件。
传动螺纹 ：传动螺纹有梯形、锯齿形、矩形及三角 形等几种牙形，主要用于传递动力、运动 或精确位移。 紧密螺纹 ：又称密封螺纹，主要用于水、油、气的 密封。这类螺纹结合应具有一定的过盈， 以保证具有足够的联接强度和密封性。
根据螺纹配合要求，把螺纹公差等级和基本偏差组合， 可得到各种螺纹公差带。
但为了减少螺纹刀具和量具的规格和数量，国标规定
了内、外螺纹的选用公差带 。
三.普通螺纹的公差与配合
2. 螺纹公差带的选用
螺纹旋合长度 螺 纹 旋 合 长 度 短旋合长度 中等旋合长度 长旋合长度 S N L
三.普通螺纹的公差与配合
二.普通螺纹几何参数对互换性的影响
1. 普通螺纹联结的互换性要求
可旋入(合)性：不需要费很大的力就能够把内（或外） 螺纹旋进外（或内）螺纹规定的旋合长 度上。
联结可靠性 ：内（或外）螺纹旋入外（或内）螺纹
中职学校《极限配合与技术测量基础》电子教案(含教学进度计划)(配套教材：劳社版中职统编)云天课件
中等职业学校备课教案《极限配合与技术测量基础》全期教案（80学时）科目《极限配合与技术测量基础》教师专业机械加工、数控加工班级二O 年期教学进度计划（80学时）（配套课件已上传百度文库）教师自我介绍：导入新课：现在的服装、鞋子，为什么有尺寸型号？如果自行车链条断了一般会怎么办？绪论一、互换性概述1. 互换性的概念1）同一规格的一批零件或部件中；2）不需做任何挑选、调整或辅助加工；3）装配后满足机械产品的使用性能要求。
互换性的优势：使用和维修方面：缩短维修时间、保证维修质量、提高机器的利用率、延长机器寿命加工和装配方面：分散加工、集中装配、减轻劳动强度设计方面：简化设计、缩短设计周期、便于计算机辅助设计互换性广泛应用于：机械制造中的产品设计、零件加工、产品装配、机械的使用和维修等各个方面。
互换性内容：几何参数（如尺寸、形状等）的互换、力学性能（如硬度、强度等）的互换。
互换性分类：完全互换（生活中广泛应用）、不完全互换。
2.几何量误差、公差和测量零件的几何量误差——零件在加工过程中，由于机床精度、计量器具精度、操作工人技术水平及生产环境等诸多因素的影响，其加工后得到的几何参数会不可避免地偏离设计时的理想要求而产生误差。
几何量误差主要包含：尺寸误差、几何误差、表面微观形状误差。
零件的几何量公差——零件几何参数允许的变动量，它包括尺寸公差公差和几何公差等。
只有将零件的误差控制在相应的公差内，才能保证互换性的实现。
技术标准：极限与配合标准、几何公差标准、表面结构要求等是国家标准中的重要基础标准，是保证零件具有互换性的基础。
二、本课程的任务了解：国家标准中有关极限与配合等方面的基本术语及其定义；有关测量的基本知识；几何公差的基本内容；尺寸公差和几何公差的关系；表面粗糙度的评定标准及基本检测方法；普通螺纹公差的特点。
熟悉或理解：极限与配合标准的基本规定；常用计量器具的读数原理；几何公差代号的含义；螺纹标记的组成及其含义。
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钦州市技工学校教案
§5—2螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响螺纹与其它零件一样，要满足互换性的要求，就要保证它的相关参数和形状达到一定的精度，当参数或形状误差超过一定值时，就会影响它的互换性。
下面我们一起学习螺纹参数对互换性的影响。
一、普通螺纹结合的基本要求
1、可旋合性
可旋合性是指不经任何选择和修配，无须特别施加外力，内外螺纹件在装配时就能在给定的轴向长度内全部自由地旋合。
（用实例说明）
2、连接可靠性
是指内外螺纹旋合后，接触均匀，且在长期使用中有足够可靠的连接力。
二、螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响
1、螺纹大、小径误差对互换性的影响
从加工工艺上和使用强度上考虑，实际加工出的内螺纹大径和外螺纹小径的牙底处均略呈圆弧状，为了防止旋合时在该处发生干涉，螺纹结合规定在大径和小径上不准接触，因此，规定内螺纹的大、小径的实际尺寸分别大于外螺纹的大、小径的实际尺寸。
但是内螺纹的小径过大或外螺纹的大径过小，会减小螺纹的接触高度，从而影响螺纹的连接可靠性，所以也必须加以限制。
为此，螺纹的顶径，即内螺纹的小径和外螺纹的大径设有公差。
从互换性角度来看，对内螺纹大径只要求与外螺纹大径之间不发生干涉，因此内螺纹只需限制其最小的大径，而外螺纹小径不仅要与内螺纹小径保持间隙，还应考虑牙底对外螺纹强度的影响，所以外螺纹除需限制其最大的小径外，还要考虑牙底的形状，限制其最小的圆弧半径。
2、螺距误差对互换性的影向
1)影响
螺距的精度主要是由加工设备的精度来保证的。
螺距误差使内、外螺纹的结合发生干涉，影响旋合性，并且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。
2)螺距误差的组成
旋合长度有关的累积误差和与旋合长度无关的局部误差。
从互换性角度看，螺距的累积误差是主要的。
国家标准对普通螺纹不采用规定螺距公差的办法，而是采取将外螺纹中径减小或内螺纹中径增大的方法，抵消螺距误差的影响，以保证达到旋合的目的。
3)螺距误差中径当量的定义
由螺距误差换算的中径的补偿值，称为螺距误差的中径当量，用fp 或Fp 表示。
２
3、牙侧角误差对互换性的影响
1)牙侧角误差产生的原因
螺纹的牙侧角误差是由于刀具刃磨不正确而引起牙型角存在误差（即a实际≠a），或由于刀具安装位置不正确而造成左、右牙侧角不相等（即a1≠a2）形成的，也可能是由于上述两个因素共同形成的。
（用图5－9说明）
2)影响
牙侧角误差使内、外螺纹结合时发生干涉，而影响可旋合性，并使螺纹接触面积减小，磨损加快，从而降低连接的可靠性。
国家标准没有对普通螺纹的牙侧角规定公差，而是采取减小外螺纹中径或加大内螺纹中径的办法，使具有牙侧角误差的螺纹达到可旋合性要求。
3)牙侧角误差中径当量的定义
将牙侧角误差换算成的中径补偿值，称为牙侧角误差的中径当量，用f a侧或F a侧表示。
4、螺纹中径误差对互换性的影响
1)螺纹中径误差产生的原因
在制造内、外螺纹时，中径本身不可能制造得绝对准确，不可避免地会出现一定的误差。
2)影响
当外螺纹的中径大于内螺纹的中径时，会影响旋合性；反之，若外螺纹中径过小，内螺纹中径过大，则配合太松，难以使牙侧良好接触，因而影响连接可靠性。
由此可见，为了保证螺纹的旋合性，应该限制外螺纹的最大中径和内螺纹的最小中径；为了保证螺纹连接的可靠性，还必须限制外螺纹的最小中径和内螺纹的最大中径。
因此，要给中径规定合适的公差。
综上所述，由于规定螺纹结合在大径和小径处不接触，因而螺纹大、小径误差是不影响螺纹配合性质的，而螺距、牙侧角误差可换算成螺纹中径的当量值来处理，所以螺纹中径是影响螺纹结合互换性的主要参数。
（1－45min）
习题P49～50
（2－45min）
（课后体会：
1、时间安排较紧凑；
2、与尺寸公差的有关内容比较讲解。
3、)
３
4、
４。