螺纹的测量方法

项目六 螺纹测量

教学目标

通过本项目学习和实践， 使学生掌握普通螺纹的基本几何参数及其对螺纹互换性的影响；掌握普通螺纹的合格性判断及其公差与配合；掌握使用螺纹千分尺测量普通外螺纹中径、利用三针测量法测量梯形（普通） 螺纹中径；掌握使用工具显微镜测量螺距、中径、牙型半角等。

教学重点和难点

重点：普通螺纹的公差与配合、正确使用螺纹千分尺测量普通外螺纹中径、利用三针测量法正确测量梯形（普通）螺纹中径，正确使用工具显微镜测量螺距、中径、牙型半角等。

难点：螺纹中径、顶径极限尺寸的确定、正确使用螺纹千分尺测量普通外螺纹中径、利用三针测量法正确测量梯形（普通）螺纹中径、正确使用工具显微镜测量螺距、中径、牙型半角等。

学时分配

教学内容

一、螺纹的分类及使用要求

1．分类

联接螺纹，如普通螺纹（米制三角形螺纹）

传动螺纹，如梯形螺纹、矩形螺纹等

2．作用：联接、传递运动和动力、定位、密封等。

3．要求： ①可旋入性

②联接可靠性

③有足够的强度和准确的位移

二、普通螺纹的基本几何参数

1．原始三角形高度H

2．大径D或d

与内螺纹牙底或外螺纹牙顶重合的假想圆柱体的直径。国标规定：普通螺纹大径的基本尺寸为公称尺寸。

3．小径D1或d1

与内螺纹牙顶或外螺纹牙底重合的假想圆柱体的直径。

4．中径D2或d2

母线在H/2处的假想圆柱体直径。牙厚和牙槽的宽相等。

5．螺距P

相邻两牙在中径母线上对应两点间的轴向距离。国标规定了螺距和公称直径的关系，见表5-5。

6．单一中径D2单一或d2单一

螺纹牙槽宽等于P一半处所在的假想圆柱体直径。

7．牙型角α与牙型半角α/2

（1）牙型角α

螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角普通螺纹α=60°

（2）牙型半角α/2

牙侧与螺纹轴线垂直线间的夹角。

8．牙型高度h

螺纹牙顶与牙底间的距离，h=(5/8)H。

9．旋合长度

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。

三、几何参数对互换性的影响

1．螺距偏差对互换性的影响；

2．牙型半角误差对互换性的影响；

3．中径误差对互换性影响。

四、螺纹合格性判断

1．作用中径

当内外螺纹旋合时，实际起作用的中径。

（1）外螺纹螺距和牙型半角有误差时，须将外螺纹的中径减少一个值，才能旋合。所以，外螺纹的实际作用中径增大了。

d2m=d2单一+（f2/α+fp）

（2）内螺纹螺距和牙型半角有误差时，须将外螺纹的中径增大一个值，才能旋合。所以，外螺纹的实际作用中径变小了。

D2m=D2单一+（f2/α+fp）

2．合格性判断

——依据泰勒原则

外螺纹合格性判断：D2m≥D2min且D2单一≤D2max

内螺纹合格性判断：d2m≤d2max且d2单一≥ d2min

五、普通螺纹的公差与配合

1．普通螺纹的公差带

（1）螺纹的公差等级：3、4、5、6、7、8、9，其中6级为基本级

外螺纹的公差等级：3、4、5、6、7、8、9；

内螺纹的公差等级：4、5、6、7、8。

（2）普通螺纹的公差特点

①内螺纹的基本偏差为上偏差，基本偏差代号有G、H，ES>0；

②外螺纹的基本偏差为下偏差，基本偏差代号有e、f、g、h，ei

③查螺纹公差时，基本尺寸为公称直径（D、d）或螺距（P）；

④螺纹公差值比同等尺寸公差值大；

⑤同一等级的内、外螺纹公差值也不同；

⑥内螺纹小径和外螺纹大径有公差。保证旋合不干涉。

（3）旋合长度

①短旋合长度S

容易加工和旋合，但联接稳定性差。

②长旋合长度L

内外螺纹旋合后，稳定性好，有足够的联接强度，但加工困难。

③中等旋合长度N

通常省略不写。

2．螺纹公差带的选择

普通螺纹的配合精度分为三个等级：精密级、中等级、粗糙级。

螺纹配合选择原则：满足使用要求，保证足够的联接强度，常选用的配合代号有：H/g、H/h、G/h等。

3．螺纹标记

（1）普通螺纹标记

举例：M10×1—5g6g—L、M12×1—6H—LH、M20×2—6H/5g6g—LH

（2）梯形螺纹标记

举例：Tr18×4LH—7h、T55×12—6

六、螺纹的检测

1．测量方法

（1）综合检测

通常用螺纹量规，分为塞规和环规，如图6-1所示。

图6-1

（2）单项测量

①使用螺纹千分尺测量普通外螺纹中径；

②利用三针测量法测量梯形（普通）螺纹中径；

③使用工具显微镜测量螺距、中径、牙型半角等。

2．实训目的

①掌握螺纹综合检测的方法；

②掌握用三针法测量螺纹中径的方法；

③掌握使用螺纹千分尺测量普通外螺纹中径的方法；

④掌握使用工具显微镜测量螺距、中径、牙型半角等。

3．测量步骤

（1）利用三针量法检测梯形螺纹的测量步骤

图6-2

①根据图纸中梯形螺纹的M值选择合适规格的公法线千分尺；

②擦净零件的被测表面和量具的测量面，按图将三针放入螺旋槽中，用公法线千分尺测量值记录读数；

③重复步骤②，在螺纹的不同截面、不同方向多次测量，逐次记录数据；

④判断零件的合格性。

（2）使用螺纹千分尺测量普通外螺纹中径的测量步骤

图6-3

①根据图纸上普通螺纹基本尺寸，选择合适规格的螺纹千分尺；

②测量时,根据被测螺纹螺距大小按螺纹千分尺附表选择1、2的测头型号,依图所示的方式装入螺纹千分尺,并读取零位值；

③测量时，应从不同截面、不同方向多次测量螺纹中径，其值从螺纹千分尺中读取后减去零位的代数值，并记录；

④查出被测螺纹中径的极限值，判断其中径的合格性。

（3）使用工具显微镜测量螺距、中径、牙型半角等的测量步骤

图6-4

①将工件安装在工具显微镜两顶尖之间，同时检查工作台园周刻度是否对准零位； ②接通电源，调节光源及光栏，直到螺纹影像清晰；

③旋转手轮，按被测螺纹的螺旋升角调整立柱的倾斜度；

④调整目镜上的调节环使米字线，分值刻线清晰，调节仪器的焦距，使被测轮廓影像清晰；

⑤测量螺纹各参数。

螺纹中径测量

图6-5

（a）将立柱顺着螺纹方向倾斜一个螺旋升角ψ；

（b）找正米字线交点位于牙型沟槽宽度等于基本螺距一半的位置上，如上图所示； （c）将目镜米字线中两条相交60度的斜线分别与牙型影象边缘相压：记录下横向千分尺读数，得到第一个横向数值a1、a2 ；

（d）将立柱反射旋转到离中心位置一个螺纹升角ψ，依照上述方法测量另一边影象，得到第二个横向读数a3、a4 ；

（e）两次横向数值之差，即为螺纹单一中径：d2左=a4－a2 ，d2右=a3－a1，最后取两者平

均值作为所测螺纹单一中径。

牙形半角测量

图6-6

（a）调节目镜视场中的米字线的中虚线分别与牙型影象的边缘相压，此时角度目镜中显示的读数。即为该牙侧的半角数值；

（b）分别测量相对的两个左半角和两个右半角，取代数和求均值，得出被测螺纹牙型左、右半角的数值。

(1)(4)(2)(3)(左)＝(右)＝2222

螺距测量

图6-7

（a）使目镜米字线的中心虚线与螺纹牙型的影象一侧相压；

（b）记下纵向千分尺的第一次读数，然后移动纵向工作台，使中虚线与相邻牙的同侧牙型相压，记下第二次读数，两次读数之差即为所测螺距的实际值；

（c）在螺纹牙型左右两侧进行两次测量，取其平均值为螺距的实测值：

P实＝Pn（左）＋Pn(右)2

（d）根据螺纹精度要求，判定螺纹各参数的合格性。