3.3 螺纹和齿轮 ( GEARS )的测量

    3.3.1 螺纹的测量

    螺纹零件的测量可分为综合测量和单项测量

    (齿轮, 齿轮箱, 汽车齿轮, gears, gearboxes 1) 综合测量

    同时测量螺纹的几个参数称为综合测量。在实际生产中,主要用螺纹极限量规控制螺纹零件的极限轮廓和极限尺寸,以保证螺纹的互换性。在成批大量生产中均采用综合测量。

    将螺纹极限量规分为工作量规,验收量规和校正量规三种:

    齿轮, 齿轮箱, 汽车齿轮, gears, gearboxes 1)工作量规 生产中,加工者使用的量规称为工作量规。它包括测量内螺纹的螺纹塞规和光滑塞规;测量外螺纹的螺纹环规和光滑卡规。

    光滑塞规和光滑卡规用来检验内外螺纹的顶径尺寸。螺纹塞规和螺纹环规与光滑塞规和光滑卡规一样都有通端和止端。

    ① 通端工作塞规( T ) 通端工作塞规首先用来检验内螺纹的作用中经,其次是控制内螺纹大径的最小极限尺寸。因此,应有完整的牙型和标准的旋合长度( 8 个牙),合格的内螺纹应被通端工作塞规顺利旋入。这样,就保证了内螺纹的作用中径和大径不小于它的最小极限尺寸,即 D 2作用 >D 2 min 。

    ② 止端工作塞规( Z ) 止端工作塞规用来检验内螺纹单一中径一个参数。为了减少牙型半角和螺距累积误差的影响,止端牙型应做成截断的不完整牙形(减少牙 型 半角误差的影响)即缩短旋合长度到 2 ~ 2.5 牙(减少螺距累积误差的影响)。合格的内螺纹不应通过止端工作塞规,但允许旋入一部分,这些没有完全旋入止端工作塞规的内螺纹,说明它的单一中径没有大于中径的最大极限尺寸,即 D 2 单一 <D 2max 。

    用螺纹塞规检验内螺纹的示意图,如图 3 - 54 所示。

图 3-54 用螺纹塞规检验内螺纹

    ③ 通端工作环规( T ) 通端工作环规用来检验外螺纹作用中径,其次是控制外螺纹小径的最大极限尺寸。因此,通端应有完整的牙型和标准的旋合长度。合格的外螺纹应被通端工作环规顺利旋入,这样就保证了外螺纹的作用中径和小径不大于它的最大极限尺寸,即 d2 作用 <d2max 。

    ④ 止端工作环规( Z ) 止端工作环规用来检验外螺纹单一中径一个参数。和止端工作塞规同理,止端工作环规的牙型应截短,旋合长度应缩短。合格的外螺纹不应通过止端工作环规,但允许旋入一部分,这些没有完全被旋入的外螺纹,说明它的单一中径没有小于中径的最小极限尺寸,即 d 2 单一 >d 2max 。

    用螺纹环规检验外螺纹的示意图,如图 3 - 55 所示。

图 3-55 用螺纹环规检验外螺纹

    2)验收量规和校对量规 验收量规和校对量规是工厂检验人员或用户验收人员使用的检验螺纹的螺纹量规。

    (2)单项测量

    对螺纹的基本参数(中径螺距牙型半角)单独进行测量称为单向测量。

    齿轮, 齿轮箱, 汽车齿轮, gears, gearboxes 1)螺纹百分尺测量单一中径 带插头的螺纹百分尺是生产中用于测量外螺纹单一中径的量具。它的构造基本上与外径百分尺相似,只是在两个测头处,将其外形制成能与螺纹牙型相吻合的外形,一端呈 V 型和牙厚相吻合,一端呈圆锥形和牙型沟槽相吻合,如图 3 - 56 。

文本框:

图 3-56 用螺纹百分尺测量单一 中径

    螺纹百分尺有一套可换测量头,每对测量头只能用来测量一定螺距范围的螺纹。测头是根据标准牙型角和基本螺距制造的,测量所得是螺纹的单一中径,它不包括螺纹螺距和牙型角误差的补偿值。当被测量的螺纹存在螺距误差和牙型半角误差时,测量头与被测螺纹就不能很好地吻合,测出的单一中径数值误差较大,一般在 0.05 ~ 0.20mm 之间。因此,螺纹百分尺只能用于低精度螺纹或工序间的检验。

    2) 用三针法测量单一中径 将三根直径相同的量针放入被测螺纹牙槽内,用测微仪测出辅助尺寸 M ,如图 3 - 57 所示。再根据已知的螺距 P 、牙 型 半角 α /2及量针直径 d 0 ,计算出 d 2 。三针法在实际生产中用于测量外螺纹的单一中径。

    由图 3 - 57 可知:

因为

    所以

    当测量普通螺纹时, ,则

    由上述可知,三针法的测量精度,除与量仪本身的误差和量针误差有关外,还与被测螺纹的牙 型 半角误差和螺距误差有关。

图 3-57 三针法测量螺纹中径

图3-58 最佳三针

    为了消除牙型半角误差对测量结果的影响,应使选择的量针直径放在螺纹牙槽内与螺纹牙型侧面的接触点恰好在中径线上,如图 3-58所示。该量针称为最佳量针,其直径为d 0最佳 。 此时,量针与牙侧两切点的距离刚好等于基本螺距的一半,因此,测得的中径为单一中径。

    如图3-58可知:

所以

    由上式可见,最佳量针直径与螺距大小有关,每一种螺距对应一种最佳量针直径。此时单一中径的计算可简化如下:

    三针的精度分为 0级和1级两个等级,0级三针主要用于测量中径公差不小于4μm的螺纹零件;1级三针用于测量中径公差大于8μm的螺纹零件。

    三针量法的最大优点是测量精度较高,检测方便,因此得到广泛应用。