互換性(第2版) PPT 第6章

互換性與測(cè)量技術(shù)第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性第6章章節(jié)內(nèi)容6.1

滾動(dòng)軸承的互換性6.2鍵聯(lián)結(jié)的互換性6.3螺紋聯(lián)接的互換性第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.1

滾動(dòng)軸承的互換性6.1.1滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精度是按照其外形尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度分級(jí)的。外形尺寸公差指成套軸承的內(nèi)、外徑和寬度的尺寸公差，旋轉(zhuǎn)精度主要指軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動(dòng)、端面對(duì)滾道的跳動(dòng)和端面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)等。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T307.3—2005規(guī)定向心軸承(圓錐滾子軸承除外)分為0、6、5、4、2五級(jí)，精度等級(jí)依次增高(相當(dāng)于GB3073—1984中的G、E、D、C和B級(jí))，圓錐滾子軸承精度分為0、6x、5和4四級(jí)，推力軸承分為0，6，5和4四級(jí)。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性滾動(dòng)軸承各級(jí)精度的應(yīng)用如下：

0級(jí)—普通級(jí)。應(yīng)用最廣泛，用于低、中速及旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)。例如普通機(jī)床變速箱及進(jìn)給箱的軸承，汽車、拖拉機(jī)變速箱的軸承，普通電動(dòng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的軸承。

6級(jí)—用于轉(zhuǎn)速較高、旋轉(zhuǎn)精度要求較高的機(jī)構(gòu)。例如普通機(jī)床的主軸后軸承，精密機(jī)床變速箱的軸承等。

5級(jí)、4級(jí)—用于高速和旋轉(zhuǎn)精度要求高的機(jī)構(gòu)。例如精密機(jī)床的主軸軸承，精密儀器儀表的主要軸承等。

2級(jí)—用于轉(zhuǎn)速很高、旋轉(zhuǎn)精度要求也很高的機(jī)構(gòu)。例如齒輪磨床、精密坐標(biāo)鏜床的主軸軸承，高精度儀器儀表的主要軸承等。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.1.2滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外徑公差帶及其特點(diǎn)

滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈都是薄壁零件，在制造和使用時(shí)容易引起變形，但當(dāng)軸承內(nèi)圈與軸、外圈與外殼孔裝配后，這種少量的變形會(huì)得到一定程度的矯正。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軸承內(nèi)、外徑分別規(guī)定了兩種尺寸公差及其尺寸的變動(dòng)量，用以控制配合性質(zhì)和限制自由狀態(tài)下的變形量。對(duì)配合性質(zhì)影響最大的是單一平面平均內(nèi)、外徑偏差△dmp和△Dmp，即軸承套圈任意橫截面內(nèi)測(cè)得的最大直徑與最小直徑的平均值dm(Dm)與公稱直徑d(D)的差，必須在極限偏差范圍內(nèi)，因?yàn)槠骄睆绞桥浜蠒r(shí)起作用的尺寸。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為了保證其互換性，軸承內(nèi)圈與軸采用基孔制配合，外圈與孔采用基軸制配合，如圖6-1所示。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的軸承外圈單一平面平均直徑Dmp

公差帶的上偏差為零，這與一般基軸制相同。而單一平面平均內(nèi)徑dmp

公差帶的上偏差也為零，這和一般基孔制的規(guī)定不同。圖6-1第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.1.3滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合1.軸和外殼孔的公差帶國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T275—1993對(duì)與0級(jí)和6級(jí)軸承配合的軸頸規(guī)定了17種公差帶，對(duì)外殼孔規(guī)定了16種公差帶，如圖6-2所示。圖6-2第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性2.配合的選用

正確選擇軸承的配合，對(duì)保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)、提高軸承使用壽命、充分發(fā)揮其承載能力關(guān)系很大，選擇時(shí)主要考慮的因素：

(1)負(fù)荷類型,

(2)負(fù)荷大小,

(3)其它因素表6-2、6-3列出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的安裝向心軸承和角接觸軸承的軸以及外殼孔的公差帶的應(yīng)用情況，供選用時(shí)參考。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-3軸承套圈承受的負(fù)荷類型a)內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷，外圈定向負(fù)荷

b)內(nèi)圈定向負(fù)荷，外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷c)內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷，外圈擺動(dòng)負(fù)荷

d)內(nèi)圈擺動(dòng)負(fù)荷，外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性3.其它公差要求表6-4、6-5列出了GB/T275—1993規(guī)定了與軸承相配合的軸、軸承座孔零件的形位公差、表面粗糙度要求等，供參考選用。

圖6-5軸承在裝配圖上的標(biāo)注1—軸承座

2—軸承

3—軸第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性鍵屬于聯(lián)結(jié)件，有單鍵、花鍵之分。單鍵種類比較多，按照其結(jié)構(gòu)和形狀分平鍵、半圓鍵和楔鍵。平鍵又分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵；楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵。采用鍵使軸與其上的零件如鏈輪、齒輪、帶輪、凸輪、手輪、撥叉等結(jié)合在一起的聯(lián)結(jié)稱為鍵聯(lián)結(jié)，其作用是用來傳遞運(yùn)動(dòng)或扭矩。鍵聯(lián)結(jié)是機(jī)械制造中最常用的聯(lián)接方式之一，其中平鍵聯(lián)結(jié)應(yīng)用最廣。6.2鍵聯(lián)結(jié)的互換性第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.2.1平鍵聯(lián)接的互換性平鍵是一種截面呈矩形的零件，其一半嵌在軸槽里，另一半嵌在安裝于軸上的其它零件的孔槽里。對(duì)平鍵聯(lián)結(jié)互換性的要求主要是，應(yīng)使鍵與鍵槽的側(cè)面有充分的有效接觸面積來承受負(fù)荷，以保證鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度、壽命和可靠性，鍵嵌在軸槽里要牢固、防止松動(dòng)，方便裝拆。因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍵與鍵槽規(guī)定了尺寸極限與配合。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1095—2003和GB/T1566—2003中有關(guān)平鍵的剖面尺寸與公差。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-6普通平鍵鍵槽的剖面尺寸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1095—2003規(guī)定了寬度有關(guān)平鍵的剖面尺寸及公差，如圖6-6和表6-6所示。

軸槽和輪轂槽的剖面尺寸及上、下偏差，鍵槽的形位公差、表面粗糙度參數(shù)在圖樣上的標(biāo)注如圖6–7所示。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-7鍵槽尺寸及公差標(biāo)注第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.2.2花鍵聯(lián)接的互換性1.花鍵聯(lián)接的配合特點(diǎn)（1）多參數(shù)配合（D、d、B）（2）采用基孔制配合（3）幾何公差的影響圖6–8花鍵的基本尺寸第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性2.花鍵的定心方式三種定心方式：大徑定心、小徑定心、鍵寬定心。定心尺寸應(yīng)具有較高的尺寸精度，非定心尺寸可以有較低的尺寸精度。鍵寬B不論是否作為定心尺寸，都要求其具有一定的尺寸精度，因?yàn)榛ㄦI聯(lián)結(jié)傳遞扭矩和導(dǎo)向都是利用鍵槽側(cè)面。圖6-9矩形花鍵的小徑定心第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《矩形花鍵尺寸公差和檢驗(yàn)》GB/T1144—2001規(guī)定了小徑定心矩形花鍵的基本尺寸、公差與配合、檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)記方法。為了便于加工和測(cè)量，鍵數(shù)規(guī)定為偶數(shù)，有6、8、10三種。按承載能力不同，矩形花鍵可分為中、輕兩個(gè)系列。中系列的鍵高尺寸較大，承載能力強(qiáng)，輕系列的鍵高尺寸較小，承載能力較低。矩形花鍵尺寸系列見表6–7。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性小徑d輕系列中系列規(guī)格N×d×D×B鍵數(shù)N大徑D鍵寬B規(guī)格N×d×D×B鍵數(shù)N大徑D鍵寬B236×23×26×66×26×30×66×28×32×762630326676×23×28×66×26×32×66×28×34×762832346672628328×32×36×68×36×40×78×42×46×88×46×50×98×52×58×108×56×62×108×62×68×1283640465058626867891010128×32×38×68×36×42×78×42×48×88×46×54×98×52×60×108×56×65×108×62×72×128384248546065726789101012364246525662表6–7矩形花鍵基本尺寸系列(摘自GB/T1144—2001)單位：mm第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性3.矩形花鍵的公差與配合矩形花鍵的公差配合采用基孔制，其尺寸公差帶見表6-8。表中所給定的公差帶是成品零件的公差帶，對(duì)于拉削后不進(jìn)行熱處理或拉削后熱處理的零件，所用拉刀不同，采用不同的公差帶。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-10矩形花鍵在圖樣中的標(biāo)注第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性5.其它公差要求矩形內(nèi)、外花鍵的位置度標(biāo)注按圖6-11所示，位置度公差值見表6-9。對(duì)稱度公差值見表6-10。表面粗糙度參考值見表6-11。圖6-11第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.2.3鍵與花鍵的檢測(cè)⒈平鍵的檢測(cè)對(duì)于平鍵聯(lián)結(jié)，需要檢測(cè)的項(xiàng)目有鍵寬、軸槽和輪轂槽的寬度、深度及槽的對(duì)稱度。⑴鍵和槽寬單件小批量生產(chǎn)，一般采用通用計(jì)量器具測(cè)量，如千分尺，游標(biāo)卡尺等，大批量生產(chǎn)時(shí)，用極限量規(guī)控制，如圖6-12a所示。⑵軸槽和輪轂槽深單件小批量生產(chǎn)，一般用游標(biāo)卡尺或外徑千分尺測(cè)量軸尺寸d－t1，用游標(biāo)卡尺或內(nèi)徑千分尺測(cè)量輪轂尺寸d＋t2。大批量生產(chǎn)時(shí)，用專用量規(guī)如輪轂槽深度極限量規(guī)和軸槽深極限量規(guī)，如圖6-12b、c所示。圖6–12鍵槽尺寸量規(guī)a)槽寬極限量規(guī)b)輪轂槽深量規(guī)c)軸槽深量規(guī)第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性⑶鍵槽對(duì)稱度單件小批量生產(chǎn)時(shí)，可用分度頭、v型塊和百分表測(cè)量，大批量生產(chǎn)時(shí)一般用綜合量規(guī)檢驗(yàn)，如對(duì)稱度極限量規(guī)。只要量規(guī)通過即為合格，如圖6-13a、b所示，圖a為輪轂槽對(duì)稱度量規(guī)，圖b為軸槽對(duì)稱度量規(guī)。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-13a)輪轂槽對(duì)稱度量規(guī)b)軸槽對(duì)稱度量規(guī)第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性2.矩形花鍵的檢測(cè)矩形花鍵的檢測(cè)包括尺寸檢驗(yàn)和形位誤差的檢驗(yàn)。單件小批量生產(chǎn)時(shí)，花鍵的尺寸和位置誤差用千分尺、游標(biāo)卡尺、指示表等通用計(jì)量器具分別測(cè)量。大批量生產(chǎn)時(shí)，內(nèi)(外)花鍵用花鍵綜合塞(環(huán))規(guī)，同時(shí)檢驗(yàn)內(nèi)(外)花鍵的小徑、大徑、各鍵槽寬(鍵寬)、大徑對(duì)小徑的同軸度和鍵(鍵槽)的位置度等項(xiàng)目。此外，還要用單項(xiàng)止端塞(卡)規(guī)或普通計(jì)量器具檢測(cè)其小徑、大徑、各鍵槽寬(鍵寬)的實(shí)際尺寸是否超越其最小實(shí)體尺寸。檢測(cè)內(nèi)、外花鍵時(shí)，如果花鍵綜合量規(guī)能通過，而單項(xiàng)止端量規(guī)不能通過，則表示被檢測(cè)的內(nèi)、外花鍵合格。反之，即為不合格。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-14矩形花鍵綜合量規(guī)

內(nèi)外花鍵綜合量規(guī)的形狀如圖6–14所示，圖a、b為花鍵塞規(guī)，圖c為花鍵環(huán)規(guī)。6.3螺紋聯(lián)接的互換性6.3.1螺紋及幾何參數(shù)特性

1.螺紋種類及使用要求（1）聯(lián)接螺紋（緊固螺紋）基本牙型是三角形。用于聯(lián)接或緊固零件，如普通螺紋和管螺紋等。（2）傳動(dòng)螺紋用于傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)，其基本牙型主要有梯形、矩形，如絲杠螺桿等。對(duì)傳動(dòng)螺紋主要要求是傳動(dòng)準(zhǔn)確、可靠，螺牙接觸性能好、耐磨性好。本節(jié)主要討論普通螺紋的互換性。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性2.普通螺紋基本幾何參數(shù)(1)大徑（D或d）

與內(nèi)螺紋牙底或外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體的直徑。普通螺紋大徑的基本尺寸即螺紋公稱直徑。內(nèi)螺紋大徑用D表示，外螺紋大徑用d表示。(2)小徑（D1或d1）

與內(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑。內(nèi)螺紋小徑用D1表示，外螺紋小徑用d1表示。工程實(shí)際中習(xí)慣于將外螺紋牙頂d和內(nèi)螺紋牙頂D1稱為頂徑。

將內(nèi)螺紋牙底D和外螺紋牙底d1稱為底徑。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性(3)中徑(D2或d2)

指一個(gè)假想圓柱體的直徑，該圓柱體的母線通過牙槽溝槽和凸起寬度相等的地方，中徑圓柱的軸線稱為螺紋軸線。中徑圓柱的素線稱為螺紋中徑線。對(duì)于普通螺紋,中徑并不等于大徑與小徑的平均值。(4)單一中徑

指一個(gè)假想圓柱體的直徑，該圓柱體的母線在牙槽寬度等于基本螺距一半即P/2的地方，而不考慮牙體寬度。如圖6–16所示。當(dāng)螺距無誤差的，中徑就是單一中徑，當(dāng)螺距有誤差時(shí)，則兩者不相等。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-15普通螺紋基本牙型第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-16單一中經(jīng)(5)螺距P與導(dǎo)程S

螺距P是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程S指同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。對(duì)單線螺紋，導(dǎo)程即是螺距；對(duì)多線螺紋，導(dǎo)程是螺距與螺紋線數(shù)的乘積。(6)牙型角α和牙型半角α/2

牙型角α是在螺紋牙型上，相鄰兩牙側(cè)間的夾角。普通螺紋牙型角α=60°。牙型半角α/2即牙型角的一半，指在螺紋牙型上，牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角。(7)螺紋旋合長(zhǎng)度L

指兩個(gè)相配合的螺紋相互旋合部分沿螺紋軸線方向上的長(zhǎng)度。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性6.3.2普通螺紋公差與配合

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通螺紋公差》GB/T197—2003將普通螺紋公差帶的兩個(gè)要素—公差帶大小即公差等級(jí)和公差帶位置即基本偏差進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，組成各種螺紋公差帶?？紤]到旋合長(zhǎng)度對(duì)螺紋精度的影響，由螺紋公差帶與旋合長(zhǎng)度構(gòu)成螺紋精度，形成了較為完整的螺紋公差體系。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性1.普通螺紋的基本偏差—公差帶位置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197—2003要求按下面規(guī)定選取內(nèi)外螺紋的公差帶位置，如圖6-17所示。內(nèi)螺紋G—其基本偏差EI為正值，如圖6–19a所示。

H—其基本偏差EI為零，如圖6–19b所示。外螺紋e、f、g—其基本偏差es為負(fù)值，如圖6–19c所示。

h—其基本偏差es為零，如圖6–19d所示第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6-17內(nèi)外螺紋的公差帶位置TD1—內(nèi)螺紋小徑公差T

D2—內(nèi)螺紋中徑公差T

d—外螺紋大徑公差Td2—外紋中徑公差2.普通螺紋的公差等級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T197—2003要求按表6-13中的規(guī)定選取內(nèi)外螺紋的公差等級(jí)。3級(jí)精度最高，9級(jí)精度最低，6級(jí)為基本級(jí)。內(nèi)螺紋較難加工，在同一公差等級(jí)中，內(nèi)螺紋中徑公差比外螺紋中徑公差大32%。表中對(duì)內(nèi)螺紋大徑D和外螺紋小徑d1沒有規(guī)定具體公差等級(jí)。內(nèi)外螺紋公差數(shù)值見表6-14和表6-15。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性3.普通螺紋旋合長(zhǎng)度和螺紋精度第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性圖6–18螺紋旋合長(zhǎng)度4.螺紋公差帶組合及選用原則內(nèi)外螺紋的推薦公差帶見表6-17和表6-18。表中內(nèi)螺紋公差帶與外螺紋公差帶可以形成任意組合，推薦加工后的螺紋零件宜優(yōu)先組成H/g、H/h或G/h配合。對(duì)公稱直徑小于1.4mm的螺紋，應(yīng)選用5H/6h、4H/6h或更精密的配合。公差帶優(yōu)先選用的順序?yàn)榇肿煮w公差帶、一般字體公差帶、括號(hào)內(nèi)公差帶。帶方框的粗字體公差帶用于大量生產(chǎn)的緊固件螺紋。第6章幾種常用標(biāo)準(zhǔn)件的互換性1.普通螺紋標(biāo)注完整的螺紋標(biāo)注由螺紋特征代號(hào)、尺寸代號(hào)、公差帶代號(hào)及其它必要的說明信息。普通螺紋特征代號(hào)用M表示；Ph導(dǎo)程、P螺距；螺紋尺寸代號(hào)與公差帶間用“－”分開；外螺紋中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g：5g6g。裝配