当前课程知识点:机械精度设计基础 > 考试 > 期末考试 > 6.2 影响普通螺纹结合精度的因素
这节课我们要学习的内容是
影响普通螺纹结合精度的因素
要实现普通螺纹的互换性
必须要满足它的使用要求
也就是既要保证良好的旋合性
还要保证可靠的连接
在加工螺纹的过程中
不可避免地会产生一定的加工误差
而这些加工误差对于螺纹结合精度
都会产生不同程度的影响
内外螺纹的直径呢包括小径、中径和大径
螺纹直径的偏差
指的是螺纹加工后
直径的实际尺寸与螺纹直径的基本尺寸之差
相互结合的内外螺纹
它们的基本尺寸 是相同的
因此如果外螺纹的直径偏差大于
内螺纹的直径偏差
就保证不了二者的旋合性
反之如果外螺纹的直径偏差小于
内螺纹的直径偏差
那么虽然能够保证旋合性
但又会使它们的接触高度减小
连接强度又会在一定程度上被削弱
因为螺纹的配合面是牙侧面
所以中径偏差对于其互换性的影响
要比小径和大径的更大一些
所以中径的影响是不容忽视的
在考虑中径的影响的时候
其它参数我们都假设为具有理想的状态
那实际中径呢
通常是以单一中径的形式体现的
根据上述的分析
必须要控制螺纹直径的实际尺寸
要对直径规定适当的上下极限偏差
相互结合的内外螺纹呢 在
顶径处和底径处应该分别留有适当的间隙
用来保证它们能够自由的旋合
而为了保证螺纹的连接强度
螺纹的牙底应该是制成圆弧的形状
螺距偏差也会
对螺纹互换性产生一定的影响
螺距偏差分为单个螺距偏差和
累积螺距偏差两种
单个螺距偏差指的是
螺距的实际尺寸与公称尺寸之差
累计螺距偏差
ΔPΣ是在规定的螺纹长度之内
任意两个同名牙侧与中径线交点之间的
实际轴向距离与基本值之差的最大绝对值
它的式子是这样的
累积螺距偏差
对于螺纹互换性的影响
要比单个螺距偏差的更大
图中所示的内螺纹呢具有基本牙型
与之相配合的外螺纹 只存在螺距偏差
没有中径偏差和牙侧角偏差
它的螺距P外也就是外螺纹的这个螺距
要比理想的螺纹的螺距稍微大一些
那么在n个螺距的旋合长度内
外螺纹的轴向距离等于n乘以P外
内螺纹的轴向距离呢等于n乘以P内
所以外螺纹存在的累积螺距偏差
ΔPΣ应该等于n乘以P外
减去n乘以P它的绝对值
由于累积螺距偏差的存在
使得内外螺纹因为牙侧发生干涉
而无法正常旋合
为了使具有累积螺距偏差的
外螺纹能够旋入理想的内螺纹中
就必须使外螺纹的中径减小一个数值fp
同理在n个螺距的旋合长度内
内螺纹存在的这个
累积螺距偏差的时候呢
为了保证旋合性
就必须将内螺纹的中径增大一个数值Fp
Fp和fp呢被称之为
螺距偏差的中径当量
螺距偏差的中径当量就是
将螺距偏差换算成中径上的数值
从△ABC中呢可以得出
Fp与ΔPΣ之间的关系
下一个影响因素是牙侧角偏差
牙侧角偏差指的是
牙侧角的实际值与其基本值之差
基本值是30度
是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置误差
对螺纹的旋合性和连接强度
都有一定的影响
看一下这幅图
图中我们假设内螺纹1
是具有基本牙型的
外螺纹2的中径和螺距都不存在偏差
只存在牙侧角偏差
左牙侧角偏差呢是Δβ1
因为β1呢是小于30度的
所以Δβ1 是负值
右牙侧角偏差呢是Δβ2
因为β2呢是大于30度的
所以Δβ2为正值
这样就会在内外螺纹中径上面的左侧
和中径下面的右侧产生干涉
而无法旋入
为了消除干涉 保证旋合性
就必须将外螺纹的牙型
沿垂直于螺纹轴线的方向向下
移到虚线3的位置
这样才能保证正常旋合
虽然保证了这个旋合性
但是此时对应的中径
却减小了一个数值fβ
同理 如果内螺纹存在牙侧角偏差时
要是也为了保证旋合性
就得将内螺纹的中径
增大一个数值Fβ
这个数值Fβ
就是牙侧角偏差的中径当量
这个中径当量是指牙侧角偏差
换算成中径之后的数值
从△ABC和△DEF可以看出
左右牙侧角的偏差是不同的
两侧干涉区的最大静相干涉量
AA’和DD’也不一样
AA’等于BC的长度
DD’等于EF的长度
所以通常取它们的平均值
作为牙侧角偏差的中径当量
我们可以根据任意三角形的正弦定理
导出这个式子
式子中的K1和K2为系数
对于外螺纹而言
当牙侧角偏差为正值的时候
此时中径至小径部分
实际牙型大于基本牙型
会在这部分产生干涉
系数K1和K2值呢取为2
当牙侧角偏差为负值的时候
此时中径至大径部分
实际牙型小于基本牙型
会在这部分产生干涉
系数K1和K2呢取3
对于内螺纹而言 正好是相反的
实际生产中因为螺纹的中径偏差
螺距偏差 还有牙侧角偏差
往往是同时存在的
按理来说应该对它们
分别进行单项的检测
但是测量起来呢比较困难
而且也比较费时
因此通常我们都采用作用中径
来表示螺纹加工后的综合偏差
什么是作用中径呢
作用中径是指在规定的旋合长度内
恰好包容实际螺纹牙侧的
一个假想螺纹的中径
这个理想的螺纹具有基本牙型
并且包容时与其实际螺纹
在牙顶还有牙底处不发生干涉
但外螺纹存在螺距误差
还有牙侧角偏差的时候
作用中径比实际中径要增大
fp或者是fβ值
在规定的长度内有这样一个假想的
具有基本牙型的内螺纹
它正好能够包容变大了的实际的外螺纹
那么这个内螺纹的中径
就被称之为外螺纹的作用中径
我们用D2fe表示
那D2fe的话就等于
d2s加上fp加上fβ
这是外螺纹的作用中径
同理 如果实际的内螺纹
也存在螺距偏差 牙侧角偏差
也相当于实际的内螺纹的中径
减小了一个Fp或者是Fβ的值
所以在规定的旋合长度内
可以有一个假想的
具有基本牙型的外螺纹
正好能够包容这个实际的内螺纹
这个假想的外螺纹的中径就被称为
内螺纹的作用中径
用d2fe表示
那么大d2fe呢就应该等于
D2s减去Fp加上Fβ
对于普通的螺纹零件
为了加工和检测方便
在标准中我们
通常只规定了一个综合公差
我们把这个公差叫做中径综合公差
用这个中径综合公差
同时来控制中径偏差
螺距偏差和牙侧角偏差
式子中的T为中径综合公差
fd是螺纹中径本身的偏差
中径呢是螺纹的配合直径
与圆柱体相似
为了保证可旋入性
还有螺纹件本身的强度以及连接强度
那实际螺纹的作用中径应该是
不能超过最大实体牙型的中径
所谓最大的实体牙型就是指
由设计牙型和各个直径的基本偏差
所决定的最大实体状态下的螺纹牙型
实际螺纹的单一中径呢
不能超过这个最小的实体中径
所以基本尺寸相同的内外螺纹
如果能自由地旋合的时候
必须要满足内螺纹的作用中径
要大于外螺纹的作用中径
这节的内容并不多
需要大家理解中径偏差 螺距偏差
牙侧角偏差和作用中径的概念
以及对螺纹的互换性有怎样的影响
并且重点掌握中径综合公差
是能够综合控制以上三个偏差的
检测时呢通常只对中径综合公差进行检测
-1.2 机械精度设计的研究对象
-1.3 标准化与优先数系
-1.4 几何量测量的基本知识
-讨论题1
-讨论题2
-讨论题3
-第一章 作业
-2.1 基本术语及其定义
-2.2 极限与配合国家标准的构成
-2.3 尺寸精度设计
-讨论题4
-讨论题5
-讨论题6
-第二章作业
-3.1 概述
--3.1.1 概述
-3.2 几何公差的标注方法及公差带
-3.3 公差原则
-3.5 几何精度的检测与评定
-讨论题7
-讨论题8
-讨论题9
-第三章作业
-4.4 表面微观轮廓精度的设计
-第四章作业
-第五章作业
-第六章作业
-第七章作业
-第八章作业
-9.3 圆锥要素的精度设计
-第九章作业
-10.1 尺寸链的基本概念
-10.2 用完全互换法计算尺寸链
-第十章作业
-11.1 典型零件精度设计
-第十一章作业
-期末考试