19第十八圆柱螺纹结合的互换性重点.docx
- 文档编号:26279578
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:544.27KB
19第十八圆柱螺纹结合的互换性重点.docx
《19第十八圆柱螺纹结合的互换性重点.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《19第十八圆柱螺纹结合的互换性重点.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
19第十八圆柱螺纹结合的互换性重点
圆柱螺纹结合的互换性
第十八章圆柱螺纹结合的互换性
第一节普通螺纹主要几何参数的误差及其对螺纹互换性的影响
一、螺距误差对互换性的影响
对紧固螺纹来说,螺距误差主要影响螺纹的可旋合性和联接的可靠性;对传动螺纹来说,螺距误差直接影响传动精度,影响螺牙上负荷分布均匀性。
螺距误差包括局部误差(∆P)和累积误差(∆P∑)。
前者与旋合长度有关;后者与旋合长度有关,是主要影响因素。
为了便于分析,假设内螺纹具有理想牙型,外螺纹的中径及牙型角与内螺纹相同,仅存在螺距误差,并假设在旋合长度内,外螺纹有螺距累积误差∆P∑,如图18.1所示。
显然,在这种情况下,这对螺纹因产生干涉而无法旋合。
图18.1螺距累积误差
为了使有螺距误差的外螺纹可旋人具有理想牙型的内螺纹,应把外螺纹的中
'径d2减小一个数值fp至d2。
同理,当内螺纹有螺距误差时,为了保证可旋合性,应把内螺纹的中径加大一个数值fp。
这个fp值是补偿螺距误差的影响而折算到中径上的数值,被称为螺距误差的中径补偿值。
从Δabc中可知:
fp=∆P∑cotα()
对于牙型角α=60︒的普通螺纹fp=1.∆P∑
—80—
圆柱螺纹结合的互换性
二、牙型半角误差对互换性的影响
牙型半角误差是指实际牙型半角与理论牙型半角之差。
它是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的方向误差,它对螺纹的旋合性和联接强度均有影响。
假设内螺纹具有基本牙型,外螺纹中径及螺距与内螺纹相同,仅牙型半角有误差。
此时,内、外螺纹旋合时牙侧将发生干涉,不能旋合,如图18.2所示。
为了保证旋合性,必须将内螺纹中径增大一个数值fα,或将外螺纹的中径减小一个
数值数fα。
这个数fα值是补偿牙型半角误差的影响而折算到中径上的数值,被称
为牙型半角误差的中径补偿值。
(a)(b)
图18.2牙型半角误差
干涉现象。
此时,中径补偿值fα为
在图18.2(a)中,外螺纹的∆
α
=
α
(外)-α(内)<0,则其牙顶部分的牙侧有
fα=0.44H∆
α
α
对于普通螺纹,α=60︒,H=0866P,则fα=0.44P∆
α
。
干涉现象。
此时,中径补偿值fα为
在图18.2(b)中,外螺纹的∆
α
=
α
(外)-α(内)>0,则其牙根部分的牙侧有
fα=0.291H∆
α
α
—81—
圆柱螺纹结合的互换性
对于普通螺纹,fα=0.291P∆
2α2
式中,H——原始三角形高度,就是原始三角形的高,mm;
α单位为分(′)(1分=0.291×10-3弧度);2
2fα单位为微米(μm)。
实际上经常是左、右半角误差不相同,也可能一边半角误差为正,另一边半角误差为负。
因此中径补偿值应取平均值。
根据不同情况,普通螺纹按下列公式之一计算。
当∆α2左>0,∆α
2右>0时,则
fα=
20.291P⎛αα⎫∆左∆右⎪⎪222⎝⎭
当∆α2左<0,∆α
2右<0时,则
fα=
20.44P⎛αα⎫∆左∆右⎪⎪2⎝22⎭
当∆α2左>0,∆α
2右<0时,则
fα=
2P⎛αα⎫0.∆左0.∆⎪⎪2⎝22⎭
当∆α2左<0,∆α
2右>0时,则
fα=
2P⎛αα⎫0.∆0.∆⎪⎪2⎝22⎭
三、中径偏差对互换性的影响
螺纹中径在制造过程中不可避免会出现一定的误差,即单一实际中径对其公称中径之差。
如仅考虑中径的影响,那么只要外螺纹中径小于内螺纹中径就能保证内、外螺纹的旋合性,反之就不能旋合。
但如果外螺纹中径过小,内螺纹中径又过大,则会降低联接的可靠性和紧密性,降低联接强度。
所以,为了确保螺纹的旋合性,中径误差必须加以控制。
—82—
圆柱螺纹结合的互换性
四、螺纹作用中径和中径合格性判断原则
1、作用中径(D2作用、d2作用)
螺纹的作用中径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。
此假想螺纹具有基本牙型的螺距、半角以及牙型高度,并在牙顶和牙底处留有间隙,以保证不与实际螺纹的大、小径发生干涉。
故作用中径是螺纹旋合时实际起作用的小径。
外螺纹作用中径如图18.3所示。
图18.3外螺纹的作用中径
当外螺纹存在螺距误差和牙型半角误差时,只能与一个中径较大的内螺纹旋合,其效果相当于外螺纹的中径增大,这个增大了的假想中径叫做外螺纹的作用中径d2作用。
其值为
d2作用⎛⎫=d2实际+fP+fα⎪⎪
2⎭⎝
同理,当内螺纹存在螺距误差及牙型半角误差时,只能与一个中径较小的外螺纹旋合,其效果相当于内螺纹的中径减小了。
这个减小了的假想中径叫做内螺纹的作用中径D2作用。
其值为
D2作用⎛⎫=D2实际-fP+fα⎪⎪
2⎭⎝
显然,为了使相互结合的内、外螺纹能自由旋合,应保证:
D2作用≥d2作用。
2、单一中径(d2单一、D2单一)
牙型上沟槽宽度等于二分之一基本螺距处的圆柱直径。
当螺距无误差时,单一中径和实际中径相等;当螺距有误差时,单一中径和实际中径不相等。
3、螺纹中径合格性的判断原则
国际没有单独规定螺距和牙型半角公差,只规定了内、外螺纹的中径公差
—83—
圆柱螺纹结合的互换性
(TD2、Td2),通过中径公差同时限制实际中径、螺距及牙型半角三个参数的误差,如图18.4所示。
图18.4实际中径、作用中径与中径公差的关系
由图可看出中径合格性的判断原则:
对外螺纹:
作用中径不大于中径最大极限尺寸;任意位置的单一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;任意位置的单一中径不大于中径最大极限尺寸。
即
D2作用≥D2min,D2单一≤D2max
第二节普通螺纹的公差与配合
一、普通螺纹的公差带
螺纹公差带由公差等级和基本偏差组成。
1、螺纹的公差等级
螺纹公差带的大小由公差值确定,并按公差值大小分为若干等级,见表18.1所列。
其中6级是基本级,3级公差值最小,精度最高;9级精度最低。
各级公差值见表18.2和表18.3。
—84—
圆柱螺纹结合的互换性
表18.2内螺纹小径公差和外螺纹大径公差(摘自GB/T197-1981)
国标对内螺纹的大径和外螺纹的小径均不规定具体公差值,而只规定内、外螺纹牙底实际轮廓的任何点,均不能超过按基本偏差所确定的最大实体牙型。
表18.2普通螺纹中径公差(摘自GB/T197-1981)
—85—
圆柱螺纹结合的互换性
2、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。
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)。
国标对普通内螺纹规定了两种基本偏差,其代号为G、H,如图18.5(a),(b)。
国标对普通外螺纹规定了四种基本偏差,其代号为e、f、g、h,如图18.5(c),(d)。
图18.5普通螺纹的基本偏差
内外螺纹基本偏差值见表18.3
—86—
圆柱螺纹结合的互换性
二、螺纹的旋合长度与精度等级及其选用1、螺纹的旋合长度及其选用
螺纹旋合长度是指两个相互配合的螺纹,沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。
GB/T197-1981按螺纹公称直径和螺距规定了长、中、短三种旋合长度,分别用代号L,N,S表示。
其数值见表18.4。
设计时,一般选用中等旋合长度N;只有当结构或强度上需要时,才选用短旋合长度S或长旋合长度L。
2、螺纹的精度等级及其选用
螺纹的精度不仅与螺纹直径的公差等级有关,而且与螺纹的旋合长度有关。
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差和牙型半角误差就可能越大,加工就越困难。
因此,公差等级相同而旋合长度不同的螺纹的精度等级也就不相同。
GB/T197—1981按螺纹的公差等级和旋合长度规定了三种精度等级,分别称为精密级、中等级和粗糙级。
螺纹精度等级的高低,代表了螺纹加工的难易程度。
同一精度等级,随着旋合长度的增加,螺纹的公差等级相应降低,见表18.5。
三、螺纹公差带与配合的选用
表18.5中所列的11种内螺纹公差带和13种外螺纹公差带可任意组成各种配合。
但为了保证足够的接触高度,内、外螺纹最好组成H/g、H/h或G/h的配合。
—87—
圆柱螺纹结合的互换性
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轴度,并有足够的接触高度和结合强度,通常采用最小间隙为零的配合(H/h)。
2、需要拆卸容易的螺纹,可选用较小间隙的配合(H/g或G/h)。
3、需要镀层的螺纹,其基本偏差按所需镀层厚度确定。
需要涂镀的外螺纹.当镀层厚度为10μm时可采用g,当镀层厚度为20μm时可采用f,当镀层厚度为30
μm时可采用e。
当内、外螺纹均需要涂镀时,则采用G/e或斟G/f的配合。
4、在高温条件下工作的螺纹,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,留有间隙以防螺纹卡死。
一般常用基本偏差e。
如汽车上用的M14×1.25规格的火花塞。
温度相对较低时,可用基本偏差g。
尽量不用;大量生产的精制紧固螺纹,推荐采用带方框的公差带。
四、螺纹在图样上的标注
完整的螺纹标记由螺纹代号、公称直径、螺距、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号(或数值)组成,各代号间用“—”隔开。
螺纹公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号。
若中径公差带代号和顶径公差带代号不同,则应分别注出,前者为中径,后者为顶径。
若中径和顶径公差带代号相同,则合并标注一个即可。
旋合长度代号除“N”不注出外,对于短或长旋合长度,应注出代号“S”或“L”。
也可直接用数值注出旋合长度值。
基本偏差代号小写为外螺纹,大写为内螺纹。
螺纹的标注示例如下:
1、在零件图上例1:
—88—
圆柱螺纹结合的互换性
例2:
2、在装配图上
例3:
螺纹在图样上标注时,应标注在螺纹的公称直径(大径)的尺寸线上。
五、普通螺纹基本尺寸
普通螺纹的基本尺寸见表18.6所列。
六、应用举例
例4有一螺母,大径为24mm,螺距3mm,螺母中径的公差带为6H,加工后测得尺寸为:
单一中径D2单一=22.285mm,螺距误差∆P∑=+50μm,牙型半径误差∆α
2
查出旋合长度范围。
左=-80′,∆α右=+60′,试画出公差带图,并判断该螺母是否合格,2
解:
查表18.6得D2=22.051mm,查表18.3得基本偏差EI=0,查表18.2得中径公差TD2=265μm,则中径的上偏差为
ES=EI+TD2=265μm
—89—
圆柱螺纹结合的互换性
因此,中径的极限尺寸:
D2max=D2+ES=22.316mm,D2min=D2+EI=22.051mm
fp=1.∆P∑=1.732×50μm=86.6μm=0.0866mmfα=
2P⎛αα⎫0.44∆左0.∆右⎪⎪=0.5×3×(0.44×80+0.291×60)μm222⎝⎭
=0.07899mm
⎛⎫⎪f+fD2作用=D2实际-α⎪=[22.285-(0.0866+0.07899)]mmP
2⎭⎝
=22.119mm
因为D2单一=22.285mm<D2max=22.316mmD2作用=22.119mm>D2min=22.051mm所以,该螺母合格。
其公差带图见图18.6所示。
查表18.4得,该螺母采用中等旋合长度为>12~36mm。
图18.6公差带图
—90—
圆柱螺纹结合的互换性
注:
1.直径应优先选用第一系列,其次为第二系列,第三系列尽量不用。
2.括号内的螺距尽可能不用。
3.黑体数字为粗牙螺距。
习题
1.查表写出M20×2—6H5g6g的大、中、小径尺寸、上下偏差和公差,并画出公差带图。
2.写出下列标注中各代号的意义:
(1)M20-5H
(2)M16-5H6H-1(3)M30×1—6H/5g6g
—91—
圆柱螺纹结合的互换性
3.有一螺母M20-7H,其公称螺距P=2.5mm,公称中径D2=18.376mm,测得其实际中径D2实际=18.61mm。
螺距累积误差∆P∑=+40μm,牙型实际半角α2(左)=30︒30',α2(右)=29︒10'。
问此螺母的中径是否合格?
4.有一螺栓M24-6h,其公称螺距P=3mm,公称中径d2=22.051mm,加工后测得其实际中径d2实际=18.61mm。
螺距累积误差∆P∑=+0.05mm,牙型半角误差∆α2=52'。
问此螺栓的中径是否合格?
5.用某方法加工M16-6g的螺栓,已知该加工方法所产生的误差为:
螺距偏差∆P∑=±10μm,牙型半角偏差∆α1=∆α2=30'。
问单一中径应加工在什么范围内螺栓才能合格?
—92—
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 19 第十八 圆柱 螺纹 结合 互换性 重点
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)