螺紋測量的方法

摘  要：螺紋作為標準件在機件聯結和傳動中有著重要地位，在維修中加工螺紋也是常見的，螺紋的精度對其聯結和傳動有直接影響，螺紋檢測的方法也是必備的。

 1．用螺紋環(塞)規及卡板測量
對于一般標準螺紋，都采用螺紋環規或塞規來測量如圖(a)示。在測量外螺紋時，如果螺紋“過端”環規正好旋進，而“止端”環規旋不進，則說明所加工的螺紋符合要求，反之就不合格。測量內螺紋時，采用螺紋塞規，以相同的方法進行測量。

圖(a)

    圖(c)
圖(b)


在使用螺紋環規或塞規時，應注意不能用力過大或用扳手硬旋，在測量一些特殊螺紋時，須自制螺紋環(塞)規，但應保證其精度。對于直徑較大的螺紋工件，可采用螺紋牙形卡板來進行測量、檢查，如圖(b)示。
2．用螺紋千分尺測量
螺紋千分尺是用來測量螺紋中徑的，如圖(c)示，一般用來測量三角螺紋，其結構和使用方法與外徑千分尺相同，有兩個和螺紋牙形角相同的觸頭，一個呈圓錐體，一個呈凹槽。有一系列的測量觸頭可供不同的牙形角和螺距選用。
測量時，螺紋千分尺的兩個觸頭正好卡在螺紋的牙形面上，所得的讀數就是該螺紋中徑的實際尺寸。

圖(d)

3．用齒厚游標卡尺測量
齒厚游標卡尺由互相垂直的高卡尺和齒厚卡尺組成，如圖(d)示，用來測量梯形螺紋中徑牙厚和蝸桿節徑齒厚。
測量時，將齒高卡尺讀數調整至齒頂高(梯形螺紋等于0.25﹡螺距t，蝸桿等于模數)，隨后使齒厚卡尺和蝸桿軸線大致相交成一螺紋升角β，并作少量擺動。這時所測量的最小尺寸即為蝸桿軸線節徑法向齒厚Sn。
蝸桿(或梯形螺紋)節徑法向齒厚，可預先用下面的公式計算出來：
Sn=t*cosβ
基中：Sn­：蝸桿(或梯形螺紋)節徑法向齒厚、t ：蝸桿周節、β：螺紋升角
例1如何用齒厚游標卡尺對模數mn＝6、頭數K＝2、外徑da ＝80mm的蝸桿進行測量？
解  在測量時應先算出：
蝸桿周節 t ＝mn*π＝6*3.142＝18.852mm
蝸桿導程 L＝t*k＝18.825*2 = 37.704mm
蝸桿節徑 d = da－2* ms＝80－2*6＝68.00mm
螺旋角   β＝=＝＝10°1ˊ
蝸桿節徑處法向齒厚　Sn=t*cosβ＝*18.825*cos10°1ˊ＝9.28mm
齒厚游標卡尺應在與蝸桿軸線成10°1ˊ的交角位置上進行測量，如果測得的蝸桿節徑處法向齒厚實際尺寸為9.28 mm時(因齒厚公差的存在，有些偏差)，則說明蝸桿齒形正確。

4．三針測量法　
用量針測量螺紋中徑的方法稱三針量法，測量時，在螺紋凹槽內放置具有同樣直徑D的三根量針，如圖(e)示，然后用適當的量具(如千分尺等)來測量尺寸M的大小，以驗證所加工的螺紋中徑是否正確。
螺紋中徑的計算公式：
d2=M－D+t*ctg
M：千分尺測量的數值(mm)、D：量針直徑(mm)、α/2：牙形半角、t：工件螺距或蝸桿周節(mm)
量針直徑D的計算公式：
D=
如果已知螺紋牙形角，也可用下面簡化公式計算：

   
圖(e)

例2對M24﹡1.5的螺紋進行三針測量，已知M＝24.325，求需用的量針直徑D及螺紋中徑d2 ？
解    ∵　α = 60°代入D=0.577t中　　　得D=0.577﹡1.5＝0.8655mm
∴  d2=24.325－0.8655(1+1/0.5)+1.5﹡1.732/0.5=23.0275mm
與理論值(d2=23.026)相差△=23.0275－23.026＝0.0015mm，可見其差值非常的小。
實際上螺紋的中徑尺寸，一般都可以從螺紋標準中查得或從零件圖上直接注明，因此只要將上面計算螺紋中徑的公式移項，變換一下，便可得出計算千分尺應測得的讀數公式：
M=d2+D－t*ctg
如果已知牙形角，也可以用下面簡化公式計算：

   例3用三針量法測量M24﹡1.5的螺紋，已知 D = 0.866mm，d2＝23.026mm，求千分尺應測得的讀數值？
解   ∵   α = 60°代入上式
M = d2+3D－0.866t = 23.026＋3﹡0.866－0.866﹡1.5
＝24.325mm
5．雙針測量法
雙針測量法的用途比三針測量法還要廣泛，如螺紋圈數很少的螺紋，以及螺距大的螺紋(螺距大于6.5)，都不便用三針量法測量，而用雙針量法測量則簡便可行，對于普通螺紋，牙形角α =60°，如圖(f)示。

圖(f)

d2=Mˊ－3D－+0.866t
Mˊ：雙針量法的測量尺寸(mm)
(d2、D、t的含義同前，在圖(f)上不再標注)
從上公式中可看出，在公式右端第一項與第三項中都含有Mˊ值，而Mˊ值需要在測量之前就計算出來，直接應用上述公式是不便計算理論Mˊ值，需對上式化簡才能求出，以便在加工時準確控制Mˊ尺寸，保證螺紋中徑d2合格。
雙針量法測量螺紋中徑用Mˊ值的計算如下：
由上式變形為：
d2=(Mˊ－D)－2D－+0.866t
設 Mˊ－D = x　上式變為：
d2= x－2D－+0.866t
將上式變形為：8 x d2= 8 x2－16 x D－t2+0.866(8 x) t
整理后變為：  x2+(0.866 t－2 D－d2) x－=0
求解出x來
x 1=
x 2=
舍去x 2這個根，保留x 1得出：
x =
將上式代入　Mˊ－D = x　進一步求解Mˊ：
Mˊ＝＋D
這就是用雙針法測量普通螺紋中徑的理論值Mˊ的公式
例4用雙針量法測量M12(6h)的螺紋，已知D = 1.008mm，d2=10.863，求用雙針量法測量時測得的讀數 ？
解    ∵ M12的粗牙螺紋  α = 60°  螺距 t =1.75mm
Mˊ＝＋D
= +1.008
=12.4051mm 
而螺紋中徑本身存在著公差，所測量出來的值也有范圍。
由于螺紋是標準件，使用極其廣泛，檢測其精度是否符合標準是常見的工作，上面所介紹的幾種測量方法也是常用的，對其歸納、總結、推導和演繹，希望對檢測工作有所幫助。

（聲明：本文僅代表作者觀點，不代表伊斯來福立場。）