5.2 螺纹几何参数误差对互换性的影响(课件）-高二《极限配合与技术测量》同步教学（人民邮电版）

5.2 螺纹几何参数误差对互换性的影响 5.2.1 几何参数误差对互换性的影响 螺纹结合的互换性是指内螺纹（或外螺纹）可以不经任何选择或修配，就能旋入任何一个相同规格、相同尺寸的外螺纹（或内螺纹）全长上，并保证连接可靠。 从互换性的角度来看，螺纹的五个基本几何参数（即大径、小径、中径、螺距和牙型半角）都有影响，这5个基本几何参数在加工过程中不可避免地都有一定的误差，不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧，还会影响连接的可靠性，从而影响螺纹的互换性。 为了保证螺纹的互换性，必须对内、外螺纹的5个基本几何参数误差加以限制。 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，实际加工出来的内螺纹大径和外螺纹小径的牙底形状都是略呈圆弧状的，为了防止旋合时在该处发生干涉，因此，螺纹结合在大径和小径处规定不接触。 为了保证内、外螺纹的旋合性，应使内螺纹大、小径的实际尺寸分别大于外螺纹大、小径的实际尺寸。 但内螺纹的小径过大，外螺纹的大径过小，虽不影响螺纹结合性，但会减小螺纹的接触高度，从而影响螺纹的连接可靠性，因此必须加以限制，规定其公差。 内螺纹小径和外螺纹大径的公差应考虑螺纹毛坯的制造精度，以及与中径公差的协调，因此，内螺纹小径和外螺纹大径规定了较大的公差。 从互换性观点来看，对内螺纹大径只要求与外螺纹大径之间不发生干涉，因此内螺纹只限制大径的最小极限尺寸，而外螺纹小径不仅要与内螺纹小径保持间隙的要求，还要考虑其牙底对外螺纹的影响，所以外螺纹不仅要限制小径的最大极限尺寸，而且对外螺纹小径的最小极限尺寸，还应考虑其牙底的形状。 2．螺距误差对互换性的影响 螺距误差是客观存在的，它使内、外螺纹发生干涉，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。 螺距误差包括两部分，即与旋合长度有关的累积误差和与旋合长度无关的局部误差，从互换性的观点来看，螺距的累积误差是主要的。 在车间生产条件下，对螺距很难逐个地分析检测，因而对普通螺纹不采用规定螺距公差的办法，而采取将外螺纹中径减少或内螺纹中径增大，抵消螺距误差的影响，以保证达到旋合的目的。 为了便于分析，假定内螺纹具有基本牙型，内、外螺纹的中径与牙型半角分别相同，仅外螺纹的螺距有误差，并设在旋入n个螺牙的旋合长度内，其螺距最大累积误差为P∑。 此误差P∑相当于使外螺纹中径增大一个fp值，此fp值称为螺距误差的中径当量或补偿值。fp=∣P∑∣cot。当 α＝60°时，则fp=1.732︱P∑︱。 如图5.4所示，表示螺距误差对互换性的影响，以及外螺纹中径减小后的旋合情况，图中用粗实线表示具有基本牙型的内螺纹，用细实线表示具有螺距误差的外螺纹牙型，螺纹两侧接触不均匀，产生干涉，即一侧有间隙，另一侧产生过盈。显然，在这种情况下，内、外螺纹因产生干涉，而无法旋合。 图5.4 螺距误差对互换性的影响 因此，必须用螺距最大累积误差P∑来计算外螺纹的中径当量fp，才能补偿螺距误差的影响。 如图5.4所示的细实线表示外螺纹中径减小fp值后与内螺纹旋合在一起的情况。 3．牙型半角误差对互换性的影响 牙型半角误差是由于牙型角有误差 [ （右）= （左）]，而 （实际）≠，或是由于对牙型角位置误差造成牙型角的平分线不垂直于螺纹轴线所引起，如图5.5所示，也可能是两个因素共同造成。 图5.5 牙型半角误差 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 牙型半角误差也使内、外螺纹结合时发生干涉，影响可旋合性，并且使螺纹接触面积减少，磨损加快，降低了连接的可靠性，所以必须限制牙型半角误差。 在车间生产条件下，对牙型半角误差更难逐个地分析检测，因而对普通螺纹的牙型半角公差也不作具体规定，而同样采取将外螺纹中径减少或内螺纹中径增大，即用牙型半角误差换算成中径的补偿值，称为牙型半角误差的中径当量，以f/2或F/2表示。 为了便于分析，假定内螺纹具有基本牙型，内、外螺纹的中径与螺距分别相同，仅外螺纹的牙型半角有误差，并分别为/2（左）<0，/2（右）<0， 如图5.6所示，表示牙型半角误差对互换性的影响，以及外螺纹中径减小后的旋合情况。 图中用粗实线表示具有基本牙型的内螺纹，用细