KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI
Przedmiot:
Miernictwo i systemy pomiarowe
Numer ćwiczenia:
Instrukcja do ćwiczenia:
Pomiar gwintów
5
1. Cel ćwiczenia
Poznanie podstawowych narzędzi pomiarowych oraz metod pomiaru parametrów
gwintów. Praktyczne opanowanie metod pomiaru i doboru narzędzi pomiarowych w
zależności od wartości pola tolerancji.
2. Przebieg ćwiczenia
1. Określić wymiary gwintu zewnętrznego i wewnętrznego na podstawie normy.
2. Zmierzyć wymiar średnicy zewnętrznej przy użyciu mikrometru.
3. Dobrać końcówki stożkową i pryzmatyczną na podstawie skoku gwintu.
4. Wykalibrować mikrometr z wymiennymi końcówkami w zależności od zakresu
pomiarowego mikrometru.
5. Zmierzyć średnicę podziałową przy użyciu mikrometru z wymiennymi końcówkami.
6. Dobrać średnicę wałeczków pomiarowych na podstawie PN w zależności od średnicy
zewnętrznej oraz podziałki gwintu.
7. Wyznaczyć średnicę podziałową wykorzystując do tego metodę pomiarową
trójwałeczkową.
8. Wykonać pomiary parametrów gwintu (średnicę zewnętrzną, podziałową, rdzenia, skok
gwintu, kÄ…t zarysu) przy wykorzystaniu mikroskopu iNEXIVE.
3. Wytyczne do opracowania sprawozdania
Sprawozdanie powinno zawierać:
1. Wyznaczone wymiary gwintu na podstawie normy wraz z uzupełnionymi rysunkami.
2. Zmierzoną średnicę zewnętrzną gwintu przy użyciu mikrometru.
3. Zmierzoną średnicę podziałową przy użyciu mikrometru z wymiennymi końcówkami
(podany zakresu użytych końcówek) oraz metody pomiarowej trójwałeczkowej
(dobrane średnice wałeczków).
4. Zmierzone parametry gwintu na mikroskopie.
5. Orzeczenie z przeprowadzonych pomiarów wraz z określeniem niepewności pomiaru na
mikroskopie.
Uwagi:
Załącznikiem jest wzór sprawozdania
Instrukcje zostały opracowane na podstawie prac przejściowych i dyplomowych realizowanych w
Katedrze Technik Wytwarzania i Automatyzacji.
Laboratorium Metrologii Technicznej
1. Parametry geometryczne i tolerancje gwintów
1.1. Wymiary gwintów metrycznych
Gwinty metryczne opisane są przez następujące parametry (rys. 1.):
D - średnica zewnętrzna gwintu wewnętrznego (średnica znamionowa)
d - średnica zewnętrzna gwintu zewnętrznego (średnica znamionowa)
D2 - średnica podziałowa gwintu wewnętrznego
d2 - średnica podziałowa gwintu zewnętrznego
D1 - średnica wewnętrzna gwintu wewnętrznego
d1 - średnica wewnętrzna gwintu zewnętrznego
d3 - średnica wewnętrzna gwintu zewnętrznego z zaokrąglonym dnem bruzd
H - wysokość trójkąta podstawowego
P  podziałka
R- promień zaokrąglenia dna zarysu gwintu zewnętrznego
Rys. 1. Wymiary nominalne gwintów metrycznych wg PN-ISO 68-1:2000
Średnica zewnętrzna (d, D) jest to średnica wyobrażalnego walca opisanego na wierzchołkach
występów w przypadku gwintu zewnętrznego (gwintu śruby) lub opisanego na dnach bruzd w
przypadku gwintu wewnętrznego (gwintu nakrętki).
Laboratorium Metrologii Technicznej
Średnica wewnętrzna (d1, D1) jest to średnica wyobrażalnego walca opisanego na dnach bruzd
w przypadku gwintu zewnętrznego (gwintu śruby) lub opisanego na wierzchołkach występów w
przypadku gwintu wewnętrznego (gwintu nakrętki).
Średnica podziałowa (d2, D2) jest to średnica wyobrażalnego walca, którego oś pokrywa się z
osią gwintu, a jego powierzchnia boczna przecina gwint w ten sposób, że szerokość występów i
bruzd wzdłuż tworzącej są sobie równe.
Kąt gwintu ą jest to kąt między różnoimiennymi bokami zarysu i dla gwintów metrycznych
jest on równy 60°.
Kąt boku jest to kąt między bokiem zarysu i prostą prostopadłą do osi gwintu. W gwintach
metrycznych kÄ…t boku wynosi 30°.
Podziałka (P) jest to odległość osiowa między dwoma odpowiadającymi sobie punktami na
najbliższych jednoimiennych bokach gwintu. Ze względu na wartość podziałki rozróżnia się
gwinty zwykłe i gwinty drobnozwojne, których podziałka jest mniejszej od podziałki gwintu
zwykłego.
Skok linii śrubowej (Ph) odnosi się do gwintów wielokrotnych i jest związany z podziałką
zależnoÅ›ciÄ… P = n · P, gdzie n jest krotnoÅ›ciÄ… gwintu.
h
Długość skręcenia jest to długość osiowa, na której może występować styk gwintu
zewnętrznego i wewnętrznego. Norma wyróżnia trzy długości skręcenia: S-małą, N-
średnią i L-długą.
1.2 Tolerowanie gwintów metrycznych
Zarówno gwinty zewnętrzne jak i wewnętrzne toleruje się w głąb materiału przyjmując za linię
zerową zarys nominalny gwintu. W gwintach zewnętrznych tolerowane są średnice d2 i d,
natomiast w gwintach wewnętrznych D2 i D1 (rys. 2.).
Rys. 2. Pola tolerancji gwintu zewnętrznego (śruby) i gwintu wewnętrznego (nakrętki).
Laboratorium Metrologii Technicznej
Charakter pasowania zależy od wzajemnego położenia pól tolerancji średnic podziałowych
śruby i nakrętki. Rozróżnia się tu pasowanie ciasne, luz
ne i suwliwe. Pasowanie suwliwe jest
szczególnym przypadkiem pasowania luz
nego, przy którym luz przyjmuje wartość równą zeru
lub wartości dodatnie (przy pasowaniu luz
nym luz ma zawsze wartość dodatnią).
Zbiór szeregów tolerancji i pól tolerancji tolerowanych średnic przedstawia poniższa tabela:
Tab. l. Tolerowane średnice gwintów
tolerowana średnica szereg tolerancji położenie pola tolerancji
d2 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
e, f, g, h
d 4, 6,8
D2 4, 5, 6, 7, 8
E, F, G, H
D1 4, 5, 6, 7, 8
1.3 Oznaczenia gwintów metrycznych
Oznaczenie gwintu składa się z: symbolu określającego gwint metryczny M, średnicy
znamionowej d lub D, skoku (jeśli gwint jest drobnozwojowy), symboli określających szeregi
tolerancji i położenia pól poszczególnych tolerowanych średnic, oraz wartości długości
skręcenia (jeśli jest ona inna niż średnia).
W oznaczeniu gwintu zewnętrznego, podaje się najpierw szereg tolerancji i symbol
położenia pola średnicy podziałowej, następnie szereg tolerancji i symbol położenia pola
średnicy zewnętrznej. Jeśli te wielkości są. takie same to podaje się tylko jeden symbol.
a) oznaczenie gwintu zewnętrznego
M20x2  5h6h : gwint metryczny zewnętrzny o średnicy znamionowej d=20 i podziałce P=2,
szereg i położenie tolerancji średnicy d2  5h, szereg i położenie tolerancji średnicy d  6h,
średnia długość skręcenia: (przy średniej długości skręcenia nie jest wymagane podanie
wartości tego parametru w oznaczeniu gwintu).
M20  5h - 32: gwint metryczny zewnętrzny zwykły (w opisie nie jest podana wartość
podziałki, więc nie jest to gwint drobnozwojny), o średnicy znamionowej d=20, szereg i
położenie tolerancji dla średnicy d2 i średnicy d 5h, długość skręcenia 32 mm.
b) oznaczenie gwintu wewnętrznego
M20x2  5H6H -32: gwint metryczny wewnętrzny o średnicy znamionowej D=20 i podziałce
P=2, szereg i położenie tolerancji średnicy D 2  5h, szereg i położenie tolerancji średnicy D 1 
6h, długość skręcenia 32 mm.
M20  6H: gwint metryczny wewnętrzny zwykły o średnicy znamionowej D=20, szereg i
położenie tolerancji dla średnicy D2 i średnicy D1  6H, średnia długość skręcenia.
Laboratorium Metrologii Technicznej
c) oznaczenie połączenia gwintowego
M20x2 6H/5h6h  połączenie gwintu wewnętrznego M20x2 6H z gwintem zewnętrznym
M20x2 5h6h.
2. Stanowiska pomiarowe
Laboratorium Metrologii Technicznej
Rys. 3. Widok stanowiska pomiarowego (część 1/2). 1 - mikrometr z wymiennymi końcówkami, 2  mikrometr z założonymi
wałeczkami pomiarowymi, 3 - mikrometr , 4 - gwinty do pomiarów, 5  promieniomierze , 6 - pojemniki z wałeczkami, 7 pojemnik z
wymiennymi końcówkami. i wzorcami
Laboratorium Metrologii Technicznej
Rys. 4. Widok stanowiska pomiarowego (część 2/2). 1 - mikroskop, 2 - gwint mierzony, 3 - obraz z
kamery mikroskopu.
3. Przebieg ćwiczenia
Narzędzia do pomiaru średnicy zewnętrznej, wewnętrznej oraz podziałowej gwintu dobiera się
w zależności od sprawdzanej tolerancji T i dla warunków produkcyjnych przyjmuje się, że
dziaÅ‚ka elementarna narzÄ™dzia Ä… = 0,1 · T [mm], natomiast dla warunków laboratoryjnych a =
0,2 " T [mm].
3.1 Pomiar średnicy zewnętrznej gwintu zewnętrznego
Pomiar średnicy zewnętrznej gwintu zewnętrznego za pomocą mikrometru przeprowadza się z
wykorzystaniem końcówek płaskich (Rys.5). Przed pomiarem należy sprawdzić, czy narzędzie
jest wykalibrowane.
Rys. 5. Pomiar średnicy zewnętrznej gwintu zewnętrznego mikrometrem z płaskimi końcówkami.
Laboratorium Metrologii Technicznej
3.2 Pomiary gwintu zewnętrznego mikrometrem z wymiennymi końcówkami
Do pomiaru średnicy podziałowej gwintu zewnętrznego używa się dedykowanych do tego celu
końcówek. Końcówki należy dobrać wg skoku gwintu. Przy zakładaniu końcówek należy
zwrócić uwagę, że końcówka pryzmatyczna 2 powinna być założona po stronie kowadełka, a
końcówka stożkowa 4 po stronie wrzeciona (Rys.6.). Przed pomiarem mikrometr należy
wykalibrować. Mikrometry o zakresie pomiarowym 0-25 mm kalibruje się poprzez ustawienie
go na wymiar 0, zablokowanie bębenka i doprowadzenia do zetknięcia wymiennych końcówek
przesuwając kowadełko za pomocą nakrętek 1. Mikrometry o innych zakresach pomiarowych
kalibruje się na wzorcu nastawczym 3. W tym celu mikrometr z założonymi końcówkami
należy ustawić na wymiar, który widnieje na wzorcu, a następnie zablokować obrót bębenka.
Wzorzec umieszcza się pomiędzy końcówkami pomiarowymi i odpowiednio przesuwa się
kowadełko, tak aby unieruchomić wzorzec bez nadmiernego ściskania go.
Rys. 6. Wzorcowanie mikrometru. 1 - regulacja konika, 2 - końcówka pryzmatyczna, 3 - końcówka
stożkowa, 4 - wzorzec nastawczy.
Pomiar średnicy podziałowej przeprowadza się jak na Rys. 7.
Rys.7. Pomiar średnicy podziałowej mikrometrem z wymiennymi końcówkami.
a) wybrać odpowiednie końcówki i założyć na mikrometr
b) wywzorcować mikrometr
c) przeprowadzić pomiar
Laboratorium Metrologii Technicznej
3.3 Pomiar średnicy podziałowej metodą trójwałeczkową
Pomiar średnicy podziałowej za pomocą trzech wałeczków pomiarowych jest pomiarem
pośrednim, polegającym na zmierzeniu odległości pomiędzy wałeczkami ułożonymi we
wrębach gwintu (Rys.8.). Średnicę wałeczków pomiarowych dobiera się wg PN w zależności od
średnicy zewnętrznej oraz podziałki gwintu.
Rys. 8. Pomiar średnicy podziałowej metodą trójwałeczkową.
Średnicę podziałową gwintu metrycznego oblicza się wg wzoru:
d2 = M - 3dw + 0,866P  ´1 + ´2 [mm]
gdzie:
dw - średnica wałeczków pomiarowych
P - skok gwintu
´1 - poprawka na skrÄ™cenie waÅ‚eczków
´2 - poprawka na sprężyste odksztaÅ‚cenie waÅ‚eczków
Poprawkę na skręcenie wałeczków w bruzdach wintu oblicza się wg wzoru:
Poprawkę na sprężyste odkształcenie wałeczków oblicza się wg wzoru:
gdzie:
R - nacisk przyrzÄ…du pomiarowego [kg]
Laboratorium Metrologii Technicznej
Przeprowadzić pomiar średnicy podziałowej gwintu zewnętrznego metodą trójwałeczkową:
a) wybrać komplet wałeczków wg PN.
b) założyć wałeczki na mikrometr z płaskimi końcówkami pomiarowymi
c) dokonać pomiaru wymiaru obejmującego M
d) obliczyć błędy i przyjmując nacisk mikrometru 5  10 N
e) obliczyć średnicę podziałową
3.4 Pomiary gwintu zewnętrznego za pomocą mikroskopu iNEXIV
Mikroskop iNEXIV wyposażony jest w system wizyjny, wykorzystujący do pomiarów obraz
wideo. Do pomiarów gwintu stosuje się narzędzia, które bazują na wykrywaniu krawędzi
przedmiotu analizując pozom szarości. Krawędz
jest rozpoznawana w miejscu największego
kontrastu, czyli przejścia jasnego w ciemne lub odwrotnie (Rys.9.).
Rys. 9. Rozpoznawanie krawędzi przedmiotu
Sposób przeprowadzenia pomiaru na mikroskopie:
a) Ustawić gwint w takiej pozycji, aby oś gwintu była równoległa do osi X mikroskopu.
Rys. 10. Ustawianie osi gwintu do osi mikroskopu.
b) Zmierzyć średnicę zewnętrzną gwintu  wskazać punkt na średnicy zewnętrznej,
zaakceptować przyciskiem enter i OK.
Laboratorium Metrologii Technicznej
Rys. 11. Pomiar średnicy zewnętrznej
Przesunąć stolik tak, aby widoczna była przeciwna strona gwintu i wskazać drugi punkt na
średnicy zewnętrznej, zaakceptować przyciskiem ENTER i OK. Wybrać z paska narzędzi point
to point distance (odległość między dwoma punktami) , wskazać z listy dwa punkty,
zaakceptować i odczytać odległość w osi Y.
c) Analogicznie do punktu b) zmierzyć dwa punkty na średnicy wewnętrznej znajdujące się po
przeciwnych stronach gwintu i obliczyć odległość między nimi.
d) Zmierzyć skok gwintu - przesunąć stolik tak, aby poziomy wskaz
nik przecinał gwint jak na
Rys.11 poniżej. Zablokować przesuw stolika w osi Y wciskając odpowiedni przycisk na
joysticku lub klikając na ikonę osi Y na ekranie. Zmierzyć odległość Pp między punktem
przecięcia wskaz
nika z prawym bokiem dowolnego występu i punktem przecięcia wskaz
nika z
prawym bokiem sÄ…siadujÄ…cego zwoju.
Rys. 12. Pomiar skoku gwintu
e) Analogicznie zmierzyć skok P1 po lewej stronie występów, obliczyć skok gwintu wg wzoru:
f) Zmierzyć średnicę podziałową gwintu - przesunąć stolik tak, aby pionowy wskaz
nik
przecinał zarys gwintu jak na Rys.12. Zablokować przesuw w osi X. Zmierzyć odległość d2p
między punktem przecięcia wskaz
nika z prawym bokiem dowolnego występu i punktem
przecięcia wskaz
nika bokiem występu po przeciwnej stronie gwintu.
Laboratorium Metrologii Technicznej
Rys. 13. Pomiar średnicy pomiarowej po prawej stronie występu.
g) Analogicznie zmierzyć średnicę podziałową d2l po lewej stronie występu
Rys. 14. Pomiar średnicy podziałowej po lewej stronie występu
Obliczyć wymiar średnicy podziałowej wg wzoru:
h) Zmierzyć kąt zarysu: zmierzyć dwa punkty na prawym boku wrębu, wybrać narzędzie line
i wskazać te dwa punkty, aby przeprowadzić przez nie prostą. Analogicznie postąpić po
zmierzeniu dwóch punktów na lewym boku wrębu. Wybrać z paska narzędzi line to line
intersection (przecięcie pomiędzy liniami) i odczytać kąt przecięcia (kąt zarysu gwintu).
i) Uzupełnić orzeczenie z pomiarów wykonanych na mikroskopie. Za dokładność pomiarową
przyjąć największy błąd graniczny mikroskopu:
MPE = 3+8L/1000 µm
gdzie:
L  zmierzony wymiar [mm]
Laboratorium Metrologii Technicznej
KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI
Przedmiot:
Miernictwo i systemy pomiarowe
Numer ćwiczenia:
Sprawozdanie:
Pomiar gwintów
5
grupa-& & & & & & . rok akademicki
& & & & & & & & & & & & & & & ..
kierunek - & & & & & & & & ..& & & ..
(imiÄ™ i nazwisko)
Data odrobienia ćwiczenia Data oddania Ocena Podpis
sprawozdania
& & & & & & & . & & & & ..& & & . & & & & & & & & &
& & & & & & & &
1. M20 6H/6h
2. M24x1,5 6H/5h6h
3. M24x2 5h/5h6h
4. M27 6H/5h6h
5. M27x2 6H/5h6h
6. M30 6H/6h
7. M30x1,5 6H/6h
8. M30x2 6H/5h6h
9. M30x3 6H/6h
10. M33x2 6H/6h
Laboratorium Metrologii Technicznej
1. Wymiary gwintu zewnętrznego i wewnętrznego
Oznaczenie połączenia gwintowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oznaczenie gwintu zewnętrznego Oznaczenie gwintu wewnętrznego
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
es
d =
D1 ES
ei
EI
d2 es = D2 ES =
ei EI
P = P =
Ä… = Ä… =
2. Pomiary gwintu zewnętrznego mikrometrem z wymiennymi końcówkami
2.1. Pomiar średnicy zewnętrznej
Zmierzony wymiar średnicy zewnętrznej: d = . . . . . . . . . mm
2.2. Pomiar średnicy podziałowej
Zakres użytych końcówek: . . . . . . . . . . . . M
Zmierzony wymiar średnicy podziałowej: d2 = . . . . . . . . . mm
Laboratorium Metrologii Technicznej
 3. Pomiary średnicy podziałowej gwintu metodą trójwałeczkową
Średnica dobranych wałeczków: dw = . . . . . . . . . mm
Zmierzony wymiar obejmujÄ…cy: M = . . . . . . . . . mm
P
Poprawka na skręcenie wałeczków:
´1 = 0,07599dw ( )2
d2
´1 = . . . . . . . . . mm
R2
Poprawka na sprężyste odksztaÅ‚cenie waÅ‚eczków: ´ = 0,0043
2
d
´2 = . . . . . . . . . mm
Obliczony wymiar średnicy podziałowej:
d = M - 3d + 0,866 P - ´1 + ´
2 w 2
d2 = . . . . . . . . . mm
4. Pomiar gwintu zewnętrznego na mikroskopie
Pomiar średnicy zewnętrznej: d = . . . . . . . . . mm
Pomiar średnicy wewnętrznej: d1 = . . . . . . . . .mm
Pomiar średnicy podziałowej: d2p = . . . . . . . . mm
d2l = . . . . . . . . .mm
d2 = . . . . . . . . .mm
Pomiar podziałki: Pp = . . . . . . . . .mm
Pl = . . . . . . . . . mm
P = . . . . . . . . . mm
Pomiar kÄ…ta zarysu Ä… = . . . . . . . . . º
Laboratorium Metrologii Technicznej
 5. Orzeczenie z przeprowadzonych pomiarów
KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI
Imię i nazwisko Narzędzie pomiarowe Nr części Nazwa części
Gwint zewnętrzny
& & ..& & & & & & & & & & & & & .. & & & & &
Wymiary rysunkowe Wymiary zmierzone
es
d = d =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ei
d2 =
d2 es =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ei
P = . . . . . . . . . . . . . P =
. . . . . . . . . . . . .
Ä… = Ä… =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Badany gwint jest zgony/nie jest zgodny ze specyfikacjÄ….
Niepewność pomiaru +/- & & & & & . [mm] Temperatura pomiaru & & & & & & .. [ÚC]
6. Wnioski
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
Laboratorium Metrologii Technicznej