第七章螺纹联结精度 学习指导 本章主要介绍了螺纹的种类、用途，普通螺纹的基本牙型和主要几何参数；螺距误差和 牙型半角偏差对螺纹互换性的影响；作用中径及中径合格条件；螺纹标记及普通螺纹公差带 的特点；普通螺纹的常用检测方法等。要求理解螺距误差和牙型半角偏差对螺纹互换性的影 响；作用中径及中径合格条件。熟悉保证螺纹互换性的条件。另外，简单介绍了特殊的梯形 螺纹应用——机床梯形丝杠、螺母的精度设计标准，作为知识扩展。 螺纹是各种机电设备中应用最广泛的标准件之一。它山相互结合的内、外螺纹组成，通 过旋合后牙侧面的接触作用来实现其功能。 为了保证螺纹联结的互换性和标准化，正确进行螺纹联结精度设计，本章涉及到的现行 国家标准主要有： GB/T14791-93《螺纹术语》 GB/T192-2003《普通螺纹基本牙型》 GB/T193-2003《普通螺纹直径与螺距系列》 GB/T196-2003《普通螺纹基本尺寸》 GB/T197-2003《普通螺纹公差》 GB/T2516-2003《普通螺纹极限偏差》 GB/T15756-2008《普通螺纹极限尺寸》 GB/T1167-1996《过渡配合螺纹》 GB/T1181-1998《过盈配合螺纹》 GB/T5796.1-2005《梯形螺纹第1部分：牙型》 GB/T5796.2-2005《梯形螺纹第2部分：直径与螺距系列》 GB/T5796.3-2005《梯形螺纹第3部分：基本尺寸》 GB/T5796.4-2005《梯形螺纹第4部分：公差》 GB/T12359-2008《梯形螺纹极限尺寸》 JB/T2886-2008《机床梯形丝杠、螺母技术条件》 第一节普通螺纹精度设计概述 一、螺纹种类及使用要求 螺纹按其用途一般可以分为3类： 1.普通螺纹 又称为紧固螺纹，牙型一般为三角形，按照螺距的不同有粗牙和细牙之分。通常用于将 各种机械零件联结紧固成一体，粗牙螺纹的直径和螺距的比例适中、强度好，细牙螺纹用于 薄壁零件和轴向尺寸受限制的场合或微调机构。对此类螺纹的主要要求是具有良好的旋合性 和联结的可靠性。 2.传动螺纹 牙型有三角形、梯形、矩形和锯齿形等。通常用于实现旋转运动与直线运动的转换以及 传递动力或精确的位移，如车床传动丝杠、螺旋千分尺上的测微螺杆。对此类螺纹的主要要 求是传递动力的可靠性和传递位移的准确性，螺纹牙侧的接触均匀性和耐磨性，联结应保证 一定的间隙，以便传动和储存润滑油等。 3.紧密螺纹 1
牙型一般为三角形。通常用于实现两个零件紧密连接而无泄漏的结合，1管螺纹。对此 类螺纹的主要要求是联结应具有一定的过盈，以防止漏水、漏气或漏油， 除上述二类螺纹外，还有一些专门用途的螺纹，如石油螺纹 、气瓶螺纹、灯泡蝶纹以及 轮胎气门芯螺纹等。 螺纹的种类很多，本章仪从互换性的角度对普通蝶纹联结的精度设计及其相关标准内容 进行介绍。对于梯形擦纹和机床梯形丝杠、蝶母则只作简单介绍。 二。普通螺纹的基本牙型和几何参数 1.基本术语 (1)燃纹。是指在特定表面上，沿螺旋线形成的具有规定牙型的连续凸起（是指送到 两侧面间的实体部分，又称牙)，见图(71)。在圆杜表面上所形成的螺纹称为圆柱螺纹， 在圆锥表面上形成的噬文叫圆排蝶纹，普通螺纹的介绍以圆打蝶纹为例。在圆针外表面上所 形成的螺纹称为外螺纹，在圆杜内表面上所形成的蝶纹称为内蝶纹。沿一条蝶旋线所形成的 螺纹称为单线螺纹 沿两条或两条以 上的蝶旋线 该螺旋线在轴向等距分布)所形成的螺 称为多线蝶纹，顺时针旋转时旋入的蝶纹称为右旋螺纹，逆时针旋转时旋入的螺纹称为左 旋蝶纹，见图(72). 4a 右 左 图-1普通螺纹联结及其牙型结构 图7-2普通螺纹旋向 (2)牙项、牙底、牙侧。在螺纹凸起的项部，连接相邻两个牙侧的爆纹表面称为牙项： 布蝶纹沟槽的底部，连接相邻两个牙侧的蝶纹表面称为牙底：在通过螺纹轴线的剂面上，牙 顶和牙底之间的那部分螺纹表面利 为牙侧。见图7-1 (3)螺纹副。是指内外螺文相五旋合形成的联结。 2.基本牙型 蝶纹牙型是指在通过蝶纹轴线的剂面上，蝶纹的轮廓形状。 按GBT1922003的期定.普诵螺文的基本不型是在原始一角形的基础上，截大止风 部H8和底部H4而形成的，牙形角为60 顶部和底部削平后牙顶的究度为P8、牙 底的宽度为P4,见图(7-3)。图(7-3)是普通螺纹的原始二角形，它是两个贴合若、月 底边平行于螺纹轴线的等边=角形，边长为P,高为H:图(7-3b)中粗实线就是普通螺 纹的基本不型轮廓
XA☒ 图7-3普通蝶纹的基本牙型的形成 3.几何参数 (1)大径D、d,是指与外蝶纹牙项或内蝶纹牙底相切的假想圆柱的直径，见图(74) 国家标准规定，普通蝶纹大径的基本尺小为蝶纹的公称直径，内螺纹基本大径用D表示， 外螺纹基本大径用d表示。 (2)小径D,、d,·是指与外螺纹牙底或内蝶致牙顶相切的假想圆柱的直径，见图(74) 内蝶纹基本小径用D表示，外螺纹基本小径用d,表示， (3)中径D,d,。足指一个假想圆柱的直径，该圆杜的母线通过牙型上沟槽和凸起 宽度相等的地方（均为P2),见图(74）。该假想圆柱称为中径圆柱。内螺纹基本中径用D 表示，外蝶纹基本中径用d,表示。 图74普通螺纹的大径、小径、中径 中径是普通螺纹公差与配合中的主要参数之一，中径的大小决定了缘纹牙侧相对于与轴 线的径向位。普通螺致中径并非大径与小径的平均值。 大径、中径，小径的具体数值可查询GB/T196一2003中“表1《基木尺寸》”。本节选 录其中部分数值，见附表(71)，以供参考，如有史多需要可自行查阅该国家标准。 (4)顶径。是指与外螺纹或内螺纹牙项相切的假想圆柱的直径，即外蝶纹的大径d或 内蝶纹的小径D, (S)底径是指与外蝶纹或内蝶纹牙底相切的假想圆柱的直径，即外螺纹的小径d,或 内蝶纹的大径D。 3
(6)单一中径D,、d,。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12基本堞距(P2)的地方，见图(7-5).当蝶距无误差时，中径与单一中径相 等：当螺距有误差时，则二者不相等。内蝶纹单一中径用D,表示，外纹单一中径用d, 表示。 图75普通螺纹的单一中径 图7-6普通螺纹的作用中径 (7)作用中径D,m、d,。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，这个假想螺纹具有理想的螺距、半角以及牙型高度，并另在牙顶处和牙底处州 有间原，以保证包容时不与实际蝶纹的大、小径发生干涉，即蝶纹联结在旋合时起作用的中 径。见图(7-6)。内螺纹作用中径用D表示，外螺纹作用中径用d,m表示。 《8)螺距P。是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，见图(7-7)。普通螺 文的紫距分粗牙和细牙两种。 农妮媒纹 中径线 图7-7普通螺纹的螺距、导程 图7-8普通螺纹的螺纹升角 螺距的具体数值应按GBT193一2003中“表1《直径与螺距标准组合系列》”的推荐根 据蝶纹公称直径进行选用，不得随意确定。本节选录其中部分数值，见附表(7-2)，以供参 考，如有史多需要可自行查阅该国家标准。除此之外，根据设计要求还可参考GBT 9144 2003《普通螺纹优选系列》 在一个螺纹副中，内、外蝶纹的蝶距是相同的。 普通蝶纹的大径、小径、中径、媒距之间的关系可用下列公式表示： D.d,)=Dd)-2xH=Dd)-0.6495P (7-1) D,(d)=Dd)-2x3H=Dd)-1.0825P (7-2) (9)导程P。是指同一条蝶饰线上的相邻两不在中径线上对应两点倒的轴向距离，见 图(7-7)。对单线蝶纹，导程等于蝶距：对多线螺纹，导程等于螺距与蝶纹线数的乘积， B=nP. (10)螺纹升角（导程角）中。是指在中径圆杜上，螺旋线的切线与垂直于蝶致轴线的 4
平面的夹角，见图(7-8)，螺纹升角可用下式计算 (7-3) nd,nd. (11)牙型角α、牙型半角α2。牙型角是指在螺纹牙型上两相邻牙侧向的夹角，普通 螺纹的理论牙形角α=60°：牙型半角是指不型角的一半，普通蝶纹的理论牙型半角α2=30 见图(7-9)（普通螺纹的牙型角、牙型半角GB/T14791-93P7图14） 合长度 图？-9普通螺纹的牙型角、牙型半角 图7-10普通螺纹的旋合长度 牙型半角的大小和倾斜方向会影响螺纹的旋合性和接触面积，故牙型半角α2也是螺 纹联结精度设计的主参数之 (12)螺纹旋合长度。螺致旋合长度是指两个相互配合的蝶纹沿螺纹轴线方向相互旋合 部分的长度，见图(7-10). 旋合长度的具体数值应按GB/T197一2003中“表6《螺纹的旋合长度》”的推荐进行选 用，不得随意确定。本节选录其中部分数值，见附表(？-3)，以供参考，如有史多需要可自 行查阅该国家标准， 相互旋合的在一个螺纹副中，内、外螺纹的基本参数应相同 第二节普通螺纹几何参数误差对其互换性的影响 紫纹加工中，山于刀具、机床等加工误差的原因，会造成螺纹几何参数产生误差，继而 影致的使用性能，蝶纹的旋合性、联结强度等。为了保证蝶纹联结的五换性，即保证 螺纹联结时的可旋合性和可靠性，必须分析螺纹儿何参数对其产生影用的具体情况。影响 通蝶纹五换性的几何参数主要有五个 大径、中径、小径、蝶距和牙形半角。其中，螺距误 差、牙形半角误差和中径误差尤为币要。 一、大、小径误差对普通螺纹互换性的影响 效在丁中，大小径中径都不可免地在在仙丁，这可能导到内 外螺纹在旋合时不测产 干涉 而无法旋合 为防止这种情况的发生，在螺纹精度设计时，常 通过蝶纹公差的设计，使得内蝶纹大、小径的实际尺寸分别大于外螺纹大、小径的实际尺寸 即保证在大径、小径的结合处具有适当的向隙值。但若内蝶纹的小径过大或外蝶纹的大径过 小，又会减小螺纹牙侧的接触面积，从而影响螺纹联结的可靠性。因此，国家标准中对普通 螺纹的大径、小径也规定了公差，分别参见附表(74)、附表(7-5)、附表(7-6)、附表(7-7)。 二、螺距累积误差对普通螺纹互换性的影响 蝶距误差分为蝶距局部误差△P和螺距累积误差△P,两种，主要是山加工机味运动链的 传动误差引起的，如果用成型刀具如板牙、丝锥加工螺纹，则刀具本身的媒距误差也会直接 传递到螺纹上造成蝶距误差 蝶距累积误差△P是指在规定的蝶致长度内，任意两同名牙侧与中径线交点间的实际轴 5