第六章 螺纹测量

丝杠的测量

1一、螺纹的分类

二、普通螺纹的基本参数三、螺纹测量

6.1 螺纹的基本概念

2一、螺纹的分类

螺纹：在圆柱面上，沿着螺旋线所形成的具有相同剖面的连续凸起和沟槽。

按螺纹形成的表面分：外螺纹、内螺纹按螺纹的形状分：圆柱螺纹、圆锥螺纹

按螺纹牙型分：三角形、梯形、锯齿形、矩形等

按螺纹用途分：紧固螺纹、传动螺纹、密封螺纹、专用螺纹

3一、螺纹的分类

1. 紧固螺纹：作紧固件和连接件

普通螺纹、过渡配合螺纹、过盈配合螺纹、高强度螺纹2.传动螺纹：用于传递运动、位移或动力

梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹3.密封螺纹：用于密封

管螺纹、锥螺纹

4.专用螺纹：

石油螺纹、气瓶螺纹、

光学细牙螺纹、灯泡螺纹等

4二、普通螺纹的基本参数

螺纹牙型：是轴剖面内螺纹轮廓的形状。

它是削去原始等边三角形的顶部(H/8)和底部(H/4)所形成的牙型。

5二、普通螺纹的基本参数

1、大径：D、d

与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。

2、中径：D2、d2

一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方，此假想圆柱为中径圆柱。3、小径：D1、d1

与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。4、单一中径：D2a、d2a

一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽的宽度等于基本螺距一半的地方。

6二、普通螺纹的基本参数

5、牙型角：α在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。6、牙型半角：α/2牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角称牙侧角。牙型左右对称的牙侧角成为牙型半角。7、螺距：P相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。8、导程：P同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。h9、螺纹升角：在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。7三、螺纹测量

1、单项测量：

1）螺纹中径：D2、d22）螺距：P3）牙型半角：α/22、综合测量：

螺纹量规：

螺纹环规、螺纹塞规

86.2 圆柱外螺纹的测量

一、中径测量二、螺距测量

三、牙型半角测量

9一、中径测量

1、螺纹千分尺测量法2、量针法

3、影像法4、轴切法5、球接触法

10一、中径测量

1、螺纹千分尺测量法用通用量具直接测量。在千分尺的测量端带有可更换的专用成对的测头，每对测头由一个V型测头和一个圆锥型测头组成。

11一、中径测量

2、量针法

把量针放在工件牙型内，用专用量具测出量针外母线间的跨距M，再通过计算求出中径d2的实际尺寸。量针法是一种精密的间接测量方法。分类：

1）三针法2）两针法3）单针法

122、量针法

1）三针法

把三根直径相同的高精度的小圆柱放入被测螺纹的沟槽中，其中单针应放在成对使用的两根量针对面的中间牙槽内，测量三针的外尺寸M，再进行计算得出螺纹中径d2。应用：用于精密螺纹误差测量，

如螺纹塞规、丝杠等

dm——量针直径

132、量针法

1）三针法

最佳量针直径的确定：全微分：

d2f(M,dm,,P)为消除牙型角偏差对测量结果的影响，则dm0P2cos2dm0——最佳量针直径，即该直径的量针与被测螺纹牙侧面相切处恰好为螺纹中径处。

142、量针法

2）两针法

当被测螺纹较短时，可用两针法，将两根量针放于相差半扣的的牙型中，测量M，计算得出螺纹中径d2

152、量针法

3）单针法

当螺纹直径（>100mm）较大时，可采用单针法。它是以被测螺纹大径圆柱面为测量基准，测得M，计算得到d2。

d——螺纹大径实际尺寸

163、影像法

仪器：工具显微镜步骤：

①将显微镜立柱倾斜一螺纹升角

②将工件放在仪器工作台V型块或顶尖上③选好适当的光圈照亮牙型④调好焦距，得到清晰的法向影像⑤螺纹轴线的调整与测量轴线方向重合

⑥用目镜中的米字线直接瞄准螺纹牙廓的影像测量

173、影像法

测量读数：

①使目镜米字中心虚线与轮廓(Ⅰ) 压线，记下横向读数②立柱反向倾斜，移动横向滑台，在Ⅱ处压线，读数

③两次读数之差即为d2

为消除安装导致的被测螺纹轴线与测量轴线不一致，分别测出左右两侧中径，取平均值作为实际中径

184、轴切法

仪器：工具显微镜

原理：

与影像法基本相同。测量时使测量刀的刀刃与被测螺纹牙廓密合，以测量刀的刻线进行瞄准定位。测量刀的选取：

1)螺距0.5—3mm，用刻线距l为0.3mm的测量刀2)螺距3—6mm，用刻线距l为0.9mm的测量刀

194、轴切法

注意：

1) 对刀时，需把立柱倾斜一个螺纹升角；对刀完毕，柱调回零位。2) 对刀时，测量刃不得与牙型侧面来回摩擦3) 测量刀应正确压线

不正确正确正确不正确

205、球接触法

仪器：工具显微镜

原理：

与三针法相同。用球头测量刀进行测量。

应用：

测量梯形、锯齿形螺纹。步骤：

1) 选球径

2) 将球头伸入螺牙中与两牙侧接触

3) 用米字线瞄准球边缘影像，求两次读数之差N，计算d2

21二、螺距P 测量1、影像法2、轴切法3、圆弧目镜法4、干涉法

5、光学灵敏杠杆接触法

22二、螺距P 测量1、影像法

使目镜米字中心线在螺纹轮廓影像中径线附近压线①测量时在位臵Ⅰ压线，记下纵向读数X1

②横向滑台不动，移动纵向滑台，使米字线在相邻同名牙侧Ⅲ处压线，纵向读数X2③两次读数之差即为P=X2-X1

为消除安装导致的被测螺纹轴线与测量轴线不一致，分别测出左右两侧螺距，取平均值作为测量结果

23二、螺距P 测量2、轴切法

仪器的调整、对刀和压线与测量中径相似，但测量刀安装在螺纹一侧，且两把测量刀刀刃方向相同螺纹大径在3mm以下时，不能用轴切法测量螺距。为消除安装导致的被测螺纹轴线与测量轴线不一致，分别测出左右两侧螺距，取平均值作为测量结果

24二、螺距P 测量3、圆弧目镜法

根据不同螺距选用接近最佳三针半径的圆弧半径。调整牙型两侧轮廓与圆弧半径相切，记下纵向读数横向滑台不动，移动纵向滑台，与下一个牙相切，记下纵向读数

两次读数之差为螺距。

25二、螺距P 测量4、干涉法

将仪器光圈调至最小，然后调焦即会在螺纹件边缘产生一系列干涉条纹，以此条纹代替被测件轮廓。瞄准时，用米字线对离螺纹轮廓像最近的干涉条纹与轮廓像组成的间隙进行压线。

干涉法可以测量轴切法不能测量的小螺距螺纹。测量精度与轴切法相当，精度较高。

26二、螺距P 测量5、光学灵敏杠杆接触法

将灵敏杠杆侧头与螺纹牙型一个侧面在中径线附近接触，瞄准记下纵横向读数

移动纵横向滑台，使灵敏杠杆侧头与相邻同名牙侧接触，在横向滑台回复到第一次位臵时，用灵敏杠杆瞄准读取纵向第二次读数

二次纵向读数差为螺距

光学灵敏杠杆接触法测量精度较高。

27三、牙型半角α/2测量

1、影像法

2、轴切法3、干涉法

4、标准轮廓目镜法

工件安装与测量螺纹中径一样。

28三、牙型半角α/2测量

注意事项：

1.为消除螺纹轴线与测量轴线倾斜引起的系统误差，要在被测螺纹轴线两侧对螺纹牙型左、右半角进行测量

2.用影像法或干涉法测量时，立柱倾斜了一个螺纹升角，测出的是法向截面半角，而定义为轴向牙型角，所以要进行换算

296.3 圆柱内螺纹的测量

综合测量：塞规单项测量：

一、中径测量二、螺距测量

三、牙型角测量

30一、中径测量

1、内螺纹千分尺测量法用通用量具直接测量

将内径千分尺的测量端装上可更换的专用成对的测头，每对测头由一个V型测头和一个圆锥型测头组成。

用于测量精度不高的内螺纹

31一、中径测量

2、双球法(测钩法)用卧式测长仪或卧式光学比较仪上的测量附件——测量钩进行比较测量。与被测公称牙型角相同的专用测块校对1) 先用专用测块和量块将仪器调零。2) 测量内螺纹，得被测中径的偏差△D23) 实际值D2实=D2+△D2

32一、中径测量

2、双球法(测钩法)量块尺寸E计算方法：(a) 专用测块下垫P/2量块

(b) 专用测块下不垫量块

33一、中径测量

3、单球法(1) 以内孔为基准34一、中径测量

3、单球法(2) 以外圆为基准35二、内螺纹螺距测量

1、印模法将配臵好的印模材料压铸在被测内螺纹局部牙槽内，经一定的硬化后取出，用测量外螺纹方法测量。36二、内螺纹螺距测量

2、在测长仪上测量螺距

在万能测长仪上加专用装臵来测量螺纹。

37三、内螺纹牙型角测量

双球法测量牙型角

用两个不同直径球型测头d1、d2

38一、丝杠的评定参数

二、丝杠螺距误差的静态测量三、螺旋线误差的动态连续测量四、滚珠丝杠的测量

6.4 丝杠的测量

39一、丝杠的评定参数

1、螺旋线误差

在牙侧同一半径上（中径线上），实际螺旋线的轨迹与理论螺旋线的轨迹之差。

在丝杠一转(单个螺距)、25mm、100mm、300mm、及全长这些点上测量。螺旋线误差用丝杠动态测量仪测量

40一、丝杠的评定参数

2、螺距误差

分类：分螺距误差，单个螺距误差，25、100、300mm和

全长的螺距累计误差。

（1）分螺距误差：

在丝杠的若干等分转角内，螺旋面的轴向实际位移对理论位移偏差的最大代数差，在中径线上测量(ΔP/n)。（2）单个螺距误差：

任意两相邻实际螺距与理想螺距的偏差(ΔPi) （3）螺距累计误差：

在丝杠一定长度内，取螺距累加偏差中的最大值与最小值之差(ΔPΣ)

41二、丝杠螺距误差的静态测量

1、在万能工具显微镜上测量

42二、丝杠螺距误差的静态测量

2、在丝杠比长仪上测量

43二、丝杠螺距误差的静态测量

例：测量P=6mm丝杠上11个牙侧的读数列表如下。求这一段全长和25mm长度内的螺距累计误差。

44三、螺旋线误差的动态连续测量

1、动态测量:根据螺旋线的形成原理进行测量

由激光干涉测长系统和圆光栅测角系统组成：

（1）被测丝杠在测量仪上用顶针定位，并和圆光栅2同步旋转，由光栅读数确定丝杠的转角。

（2）测量头3带动工作台4移动，由位于工作台4上的激光干涉测长系统5感受工作台实际位移Lө。（用公式可得测头3对应于转角ө的理论轴向位移）（3）将实测位移Lө和理论轴向位移比较，得丝杠螺旋线误差。

45三、螺旋线误差的动态连续测量

2、相对测量：并联法、串联法

布局不符合阿贝原则，测量精度低

46三、螺旋线误差的动态连续测量

2、相对测量：并联法、串联法

布局符合阿贝原则，测量精度高

47四、滚珠丝杠的测量

1、导程误差的测量

48四、滚珠丝杠的测量

2、中径(各滚珠中心所在圆柱的直径)的测量

滚珠丝杠滚珠螺母

49四、滚珠丝杠的测量

3、丝杠螺纹牙型的测量

丝杠螺纹牙型通常用光隙法或投影仪测量

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