7.5 螺纹结合的互换性、标准及检测

7.5.1 概述：

1. 螺纹的种类和使用要求

螺纹按其结构特点和用途

可分为三类：

螺纹分类螺纹分类

类型 牙型 用途 结合要求

普通 三角形 连结和紧固保证旋合连接可靠

传动梯形 矩形 锯齿形

传递动力 回转与直线运动转换

传递动力可靠 传递比稳定

密封管螺纹锥螺纹

流体密封 结合精密不泄漏流体

2. 普通螺纹的基本牙型和主要几何参数

普通螺纹牙型的轮廓形状

由 6 个独立的基本几何参数构成：

1 ）大径 D、d( 公称直径 )

与外螺纹牙顶或与内螺纹牙底相重合 的假想圆柱的直径。 2 ）小径 D1、d1

与外螺纹牙底或与内螺纹牙顶相重合 的假想圆 柱的直径。

4 ）中径D2、d2

通过螺纹牙型上沟槽宽度与凸起 宽度相等的一个假想圆柱的直径。 单一中径 D2s 、 d2s ：指沟槽宽度等于 1

/2 基本螺距的假想圆柱直径。

3 ）螺距 P 指相邻两牙在中径线上对应两点的 距离。 H = 0.866 P

6 ）螺纹旋合长度 指两个相互结合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。

5 ）牙型角α和牙型半角 α/ 2

牙型角指牙型上相邻两牙侧之间的夹角。 牙型半角指在螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂线之间的夹角。

3. 螺纹的使用要求

a ）对传递位移的螺纹主要要求传动

比恒定。

b ）传递动力的螺纹主要要求是具有 足够的强度。

c ）密封螺纹的主要使用要求是保证 具有良好的密封性。

普通螺纹的使用要求是： 1）良好的可旋性

2 ）可靠的联接强度

螺纹接触面在牙侧，故影响螺纹互换性的主要因素是：

中径误差；螺距误差；牙型半角误差

大强度机件中精密定位传动螺纹用途好中差连接可靠性差中好旋合性过盈过渡间隙配合类别

7.5.27.5.2 普通螺纹的互换性特点普通螺纹的互换性特点

1. 中径误差 ( D△ 2 、△ d2 ) 对互换性的影响

实际中径的大小对螺纹的旋合性和连接强度的影响：

D2↓ 或 d2↑ → 配合过紧 → 旋合性↓

D2 ↑ 或 d2 ↓ → 配合过松 →连接可靠性↓

2.2. 螺纹累积误差对螺纹旋和性的影响螺纹累积误差对螺纹旋和性的影响原因：机床传动精度、成形刀具误差

影响：旋合性。旋合长度内任意两个螺牙之间的最大累计误差：

△P∑ =│nP 实际－ nP │

△P∑ ↑→ 内外螺纹干涉→ 无法旋合消除干涉： D2 ↑ 或 d2 ↓

螺距误差中径当量：

fp = (d2 ’ - d2 )/2 = 1.732 │ △P∑ │

消除干涉中径需减小： (d2 ’ - d2 )/2 = 1.732 │ △P∑ │

3. 牙型半角偏差对互换性的影响

式中 P ：为螺纹螺距；

、 ：为左、右牙型偏差；

、 ：为系数，牙型半角偏差

为正时等于 2 ，牙型半

角偏差为负时等于 3 。

21

22

1K 2K

mKKPf

22

221

1073.0

2

1. 作用中径作用中径：螺纹实际中径、螺距偏差和牙型半

角偏差三者综合影响所形成的中径。

外螺纹作用中径

内螺纹作用中径

222 apsm ffdd

222 apsm ffDD

7.5.3 中径总公差和作用中径

2. 中径总公差：

对外螺纹2

22 ap TfTfdTTd

对内螺纹2

22 ap TfTfDTTD

式中 : 、 为内、外螺纹的中径总公差；

、 为内、外螺纹中径的制造公差； 、 为螺距偏差当量和牙型半角偏

差当量所需的公差。

2TD

2Td

'

2TD '

2Td

pTf2

Tf

3. 泰勒原则

泰勒原则是判断螺纹合格性的一种原则，故也称为螺纹中径合格性判断原则。

其具体要求为：

螺纹的作用中径不超出其最大实体中径；

螺纹的实际中径不超出其最小实体中径。

螺纹的作用中径不超出其最大实体中径；

螺纹的实际中径不超出其最小实体中径。

对外螺纹：

max22 dd m 且

对内螺纹：

且

min22 dd s

min22 DD m max22 DD s

7.5.4 普通螺纹精度设计

国标 GB197-81 适用于公称直径 1mm ~ 355mm 、

螺距基本尺寸 0.2mm ~ 6mm 的普通螺纹。

1. 螺纹公差带：指沿基本牙型的牙侧、牙顶 和牙底分部的牙型公差带。 按垂直于轴线的方向计量。

1) 公差等级：

2 ）基本偏差

1 ） 标准将螺纹旋合长度分为三组 代 号

短旋合长度 S

中等旋合长度 N

长旋合长度 L

2. 旋合长度及螺纹精度

a ）螺纹公差带2 ） 螺纹精度 b ）旋合长度

3. 螺纹公差配合的选用及图纸标注1 ）公差配合的选用

2 ）图纸标注：普通螺纹完整代号由 :(1) 螺纹代号 (M) 、尺寸规格 ( 公称直径 X 螺距，单位为 mm)(2) 螺纹中径和顶径公差带代号(3) 螺纹旋合长度代号 三部分组成，并用“—”分开，粗牙螺纹的螺距不标注，中等旋合长度也不标注。 例 ：

M24×2—5g6g—30

公称直径 螺距

中径 大径

旋合长度

内、外螺纹装配在一起，它们的公差带代号用斜线分开，左边为内螺纹公差带代号，右边

为外螺纹公差带代号，例如：