(4)保證普通螺紋互換性的條件
1)普通螺紋作用中徑的概念
當普通螺紋沒有螺距誤差和牙型半角誤差時,內、外螺紋旋合時起作用的中徑就是螺紋的實際中徑,但當螺紋存在誤差時,如外螺紋有牙型半角誤差,為了保證其可旋入性,須將外螺紋的中徑減小一個牙型半角誤差的中徑當量fα/2,否則,外螺紋將不能旋入具有理想牙型的內螺紋,即相當於外螺紋在旋合時真正起作用的中徑比實際中徑增大了一個fα/2值。同理,當該外螺紋同時又存在螺距累積誤差時,該外螺紋真正起作用的中徑又比原來增大了一個fP值。因此,對於外螺紋而言,螺紋結合中起作用的中徑(作用中徑d2作用)為d2作用=d2單一+(fα/2+fP)(6.5)對於內螺紋而言,當存在牙型半角誤差和螺距累積誤差時,相當於內螺紋在旋合時起作用的中徑值減小了,即內螺紋的作用中徑為D2作用=D2單一-(Fα/2+FP)(6.6)因此,螺紋在旋合時起作用的中徑(即作用中徑)是由實際中徑(單一中徑)、螺距累積誤差、牙型半角誤差三者綜合作用的結果。
2)保證普通螺紋互換性的條件
在螺紋結合中,作用中徑將中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差聯係在一起,並且是影響螺紋互換性的主要因素;同時如果內螺紋單一中徑過大,外螺紋單一中徑過小,雖然能保證可旋入性,但由此而造成過大的間隙會影響其配合質量和連接強度,因此,單一中徑也影響螺紋互換性,必須加以限製。由此可知,要保證螺紋的互換性,就要保證內、外螺紋的作用中徑和單一中徑不超過各自一定的界限值。在概念上,作用中徑與作用尺寸等同,單一中徑與實際尺寸等同。
按照極限尺寸判斷原則,螺紋互換性的條件為螺紋的作用中徑不允許超過螺紋中徑的最大實體尺寸(最大實體牙型的中徑),任何位置上的單一中徑不允許超過螺紋中徑的最小實體尺寸(最小實體牙型的中徑)。
所謂最大(最小)實體牙型,指的是在螺紋中徑的公差範圍內,螺紋含材料量最多(最少)、且與基本牙型一致的螺紋牙型。
6.3.4普通螺紋的公差與配合
對普通螺紋的公差與配合國家標準有《普通螺紋公差與配合》(GB197—2003),其內容包括普通螺紋公差帶的位置和基本偏差、螺紋公差帶的大小和公差等級、螺紋的旋合長度、螺紋的選用公差帶和配合以及螺紋的標記等。
標準規定了供選用的螺紋公差帶及具有最小保證間隙(包括最小間隙為零)的螺紋配合、旋合長度及精度等級。但沒有對普通螺紋的牙型半角誤差和螺距累積誤差製訂極限誤差或公差,而是用中徑公差綜合控製,即中徑對於牙型半角的中徑當量fα/2(Fα/2)、中徑對於螺距累積誤差的中徑當量fP(FP)及中徑實際誤差,三者均應在中徑公差範圍內。
(1)普通螺紋的公差帶
普通螺紋大徑、中徑、小徑的公差帶都是以基本牙型為零線,由基本偏差確定公差帶的位置,公差值確定公差帶的大小,並沿牙型的牙頂、牙側、牙底分布,在垂直於螺紋軸線的方向上計量。中,ES(es)、EI(ei)分別為內(外)螺紋的上、下極限偏差,TD2(Td2)分別為內(外)螺紋的中徑公差。由可知,除了對內、外螺紋的中徑規定了公差外,對外螺紋的頂徑(大徑)和內螺紋的頂徑(小徑)也規定了公差;對外螺紋的小徑規定了上極限尺寸、內螺紋的大徑規定了下極限尺寸,避免螺紋旋合時在大徑、小徑處發生幹涉,以保證螺紋的互換性;同時外螺紋牙底輪廓可以是光滑曲線,一般由刀具保證,以提高螺紋的抗疲勞強度能力。