第六章典型零件公差與配合

第六章典型零件公差與配合第1頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月螺紋的種類和使用要求

1、普通螺紋

通常也稱緊固螺紋，主要用于聯(lián)接和緊固各種機械零件。這類螺紋聯(lián)接的使用要求是可旋合性(便于裝配和拆換)和聯(lián)接的可靠性。（如：螺栓、螺母）

2．傳動螺紋

這類螺紋通常用于傳遞運動或動力。螺紋聯(lián)接的使用要求是傳遞動力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。（具有一定的間隙，如絲杠螺母）3．緊密螺紋

這類螺紋用于密封聯(lián)接。螺紋的使用要求是結(jié)合緊密，不漏水、不漏氣和不漏油。（具有一定的過盈，如管螺紋連接）第2頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月HHH/4H/8大徑小徑軸線軸線軸向剖面的原始三角形(等邊三角形)軸向剖面基本牙型的形成普通螺紋的基本牙型及幾何參數(shù)H=P/2*ctg30°=0.866P（mm)PP第3頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月

螺紋的幾何參數(shù)單一中徑D2S、d2S

螺距PD1=d1=D-2*5H/8=D-1.082PD2=d2=D-2*3H/8=D-0.6495PH=P/2*ctg30軸線小徑D1、d1大徑D、d中徑D2、d2H/8H3/8H/4P/2P/2

/2底徑D頂徑d頂徑D1底徑d1HP/4P/8牙型角α第4頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1、大徑（D或d）:與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的理想圓柱面的直徑。公稱直徑，數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化。2、小徑（D1或d1）是與外螺紋的牙底或內(nèi)螺紋的牙頂相重合的假象的圓柱面的直徑。3、中徑（D2或d2）：是一個假象的圓柱面的直徑。該圓柱面的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，此假設(shè)圓柱為中徑圓柱，中徑圓柱的母線為中徑線。4、螺距（P）：是相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點的軸向距離。5、牙型角（α）：和牙型半角（α/2）α是在過螺紋軸線的剖面內(nèi)，螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的夾角。公制普通螺紋的牙型角為60°6、螺紋接觸高度：兩個相互配合的螺紋牙型上，牙型重合的部分在垂直與軸線的距離見圖7、螺紋旋合長度（L）：兩個相配合的螺紋沿螺紋軸向方向相互旋合部分的長度見圖。第5頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—2圖螺紋接觸高度公制螺紋基本牙型接觸高度為0.541P即5/8H第6頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—3圖螺紋旋合長度第7頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月螺紋主要幾何參數(shù)誤差對互換性的影響

螺紋在加工過程中不可辟免產(chǎn)生一定誤差。螺紋幾何參數(shù)對零件影響最大是螺距、牙型半角和中徑誤差，這三個參數(shù)誤差反映了牙型的位置和形狀誤差從而影響螺紋的可旋合性和連接的可靠性。螺距誤差牙型半角誤差中徑誤差第8頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1）螺距偏差的影響螺距偏差ΔP是指實際螺距Pa與基本螺距P之差：ΔP=Pa–P

螺距偏差的影響與旋合長度有關(guān)：

假設(shè)內(nèi)螺紋理想，外螺紋螺距偏差大于零ΔP>0，則內(nèi)、外螺紋在螺牙的右側(cè)產(chǎn)生干涉（反之，內(nèi)、外螺紋在螺牙的左側(cè)產(chǎn)生干涉），干涉量可用旋合長度上的n個螺牙的累計偏差ΔPΣ

表示。第9頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—4螺距積累誤差對互換性的影響P外﹥P內(nèi)=P在N個螺距長度上螺距積累誤差為：⊿P∑=nP外—nP內(nèi)螺紋不能旋入內(nèi)螺紋第10頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—5螺距累積誤差的中徑當(dāng)量為了螺紋旋入，外螺紋必須在中徑方向上減小一個fp，fp螺距積累誤差的中徑當(dāng)量：fp=⊿P∑ctg(α/2)=1.732︱⊿P∑︱(um)第11頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月測量時，為了消除螺紋的安裝誤差對螺距測量結(jié)果的影響，⊿P∑取螺紋旋合長度范圍內(nèi)牙型左、右兩側(cè)距積累誤差的絕對值。即：⊿P∑=1/2（︱⊿P∑左︱+︱⊿P∑右︱）第12頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2）牙型半角偏差的影響牙型半角偏差（△

/2）是指實際牙型半角（

a/2）與基本牙型半角（

/2）之差：

△

/2=（

a

/2）-（

/2）由于

/2=30°，所以

a/2可簡寫為

/2，則：△

/2=（

/2）-30°

設(shè)內(nèi)螺紋理想，外螺紋的△

/2>0，則內(nèi)、外螺紋在螺牙的中徑以下部位干涉；若牙型半角偏差小于零，偏差△

/2<0，則內(nèi)、外螺紋在螺牙的中徑以上部位干涉.第13頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—6外螺紋半角<內(nèi)螺紋半角30度時，牙型半角誤差的中徑當(dāng)量外螺紋中徑須減少一個fα/2，由正弦定理在△ABC中ABC第14頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—7外螺紋半角>內(nèi)螺紋半角30度時，牙型半角誤差的中徑當(dāng)量ABC外螺紋中徑須減少一個fα/2，由正弦定理在△ABC中第15頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)外螺紋的左右半角一個大與30度一個小于30度實際應(yīng)用中內(nèi)外螺紋都有誤差，因此牙型半角誤差中徑當(dāng)量為以上兩式的平均當(dāng)量即：

它適用與內(nèi)外螺紋的左右半角一個大與30度一個小于30度，當(dāng)左右半角不相等時，以上三式△α/2應(yīng)取左右牙型半角誤差的平均值，即：第16頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月螺紋半角誤差的中徑當(dāng)量當(dāng)時，當(dāng)時，同一牙型的左右半角不對稱，一個大于30度一個小于30度或：見表6.10第17頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月3）中徑誤差對互換性的影響1、單一中徑：是一假想圓柱面的直徑，該圓柱母線通過牙型的上溝槽寬度等于基本螺距一半的地方。它強調(diào)中線通過牙型溝槽寬度為1/2P。單一中徑和實際中徑相差不大，實際中用單一中徑。2、中徑誤差：是實際中徑（單一中徑）對基本中徑之差⊿D2=D2a-D2或⊿d2=d2a-d2

螺紋加工過程中，刀具進(jìn)刀越深，外螺紋的中徑越小，內(nèi)螺紋的中徑則越大，中徑的大小決定了牙型的徑向位置，影響螺紋結(jié)合的松緊程度因此對中徑誤差也必須加以限制。 第18頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月D2a、d2aD2sa、

d2sa實際中徑線單一中徑線實際牙型D2a、d2a≠D2sa、

d2sa

單一中徑D2s、d2s—母線通過牙型上溝槽寬度等于螺距基本值的一半處的一個假想圓柱面的直徑。由于實際中徑不便測量，D2a、d2a≈D2sa、

d2sa第19頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月四、保證螺紋互換性的條件1、中徑綜合誤差：普通螺紋互換性要求主要可旋合性和可連接的可靠性，為保證互換性的要求，必須對螺距、牙型半角和中徑這三個參數(shù)的誤差加以控制。因為螺距公差和牙型半角公差已集成到徑向誤差當(dāng)量因而只規(guī)定了一個中徑綜合誤差。2、作用中徑：在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，正好包絡(luò)實際外（內(nèi)）螺紋的一個假象的螺紋中徑。它具有基本的螺距、牙型半角及牙型高度，并在牙頂和牙底留有間隙以保證不于外（內(nèi)）螺紋發(fā)生干涉，分別用d2m和D2m表示。第20頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—9外螺紋作用中徑：d2m=d2a+(fp+fα/2)第21頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—10內(nèi)螺紋作用中徑：D2m=D2a-(fp+fα/2)D2aD2m第22頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月3、保證螺紋互換性的條件保證螺紋中徑合格性的準(zhǔn)則是泰勒原理，螺紋的作用中徑不得超過中徑的最大實體尺寸；螺紋的任意實際中徑不得超過中徑的最小實體尺寸（見圖）對外螺紋：對內(nèi)螺紋：中徑合格判斷原則，見書P191第23頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—11第24頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月4、普通螺紋的公差與配合標(biāo)準(zhǔn)在GB197—81中，對公稱直徑1～355mm、螺距0.2～6mm的普通螺紋，規(guī)定了最小間隙為零和具有保證間隙的基本偏差系列和公差系列。一、螺紋的公差帶二、旋合長度三、螺紋的選用公差帶與陪合四、普通螺紋的標(biāo)記五、螺紋表面粗糙度和形位公差第25頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月公差帶的大小和公差等級GB197-2003規(guī)定了普通螺紋中徑和頂徑的公差等級：螺紋直徑公差等級外螺紋中徑d2外螺紋大徑d內(nèi)螺紋中徑D2內(nèi)螺紋小徑D13、4、5、6、7、8、94、6、84、5、6、7、84、5、67、8一、螺紋的公差帶表6.14第26頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月一、螺紋的公差帶螺紋公差帶也具有大小和位置這兩個特征。公差帶大小由公差等級所決定；公差帶位置由基本偏差所決定。1、公差等級系列：按內(nèi)外螺紋的中徑、頂徑公差的大小可分為不同的公差等級。在同一公差等級中，內(nèi)螺紋中徑公差TD2比外螺紋中徑公差TD2大32%：內(nèi)螺紋頂徑公差TD1比外螺紋頂徑公差Td大25%～32%。內(nèi)外螺紋各直徑公差值可查表6.15、6.16和6.17。國標(biāo)規(guī)定內(nèi)螺紋底徑Dmin>dmax，規(guī)定了外螺紋的頂徑d1max<D1min。使螺紋在大徑和小徑處均不發(fā)生干涉滿足旋合性的要求。第27頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2、基本偏差系列國標(biāo)規(guī)定內(nèi)螺紋下偏差EI,和外螺紋上偏差es為基本偏差。為了滿足松緊不同的各種配合性質(zhì)的要求，國標(biāo)對內(nèi)螺紋規(guī)定了G和H兩種基本偏差對內(nèi)螺紋規(guī)定了e、f、g、h四種基本偏差。內(nèi)外螺紋基本偏差值列于表6.13第28頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—12圖7—12內(nèi)螺紋公差帶位置國標(biāo)對內(nèi)螺紋規(guī)定了G和H兩種基本偏差（見表6.13）G陰影部分：實際牙型的變動范圍公差帶特點：①沿基本牙型分布；②位置和大小在垂直于螺紋軸線方向計值第29頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—13對外螺紋規(guī)定了e、f、g、h四種基本偏差（見表6.13）圖7—13外螺紋公差帶的位置陰影部分：實際牙型的變動范圍第30頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7—14若已知基本偏差和公差T則有：外螺紋下偏差：ei=es-T內(nèi)螺紋上偏差：ES=EI+T第31頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月二、旋合長度國標(biāo)將螺紋旋合長度分為三組：短旋合長度（代號S）中等旋合長度（代號N），應(yīng)用最為普遍長旋合長度（代號L）中等旋合長度的值(LN)是根據(jù)粗牙螺紋的一般常用旋合長度的范圍0.5d～1.5d而定，其最大最小長度為：各種旋合長度的數(shù)值見表6.19。第32頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月三、螺紋的選用公差帶與配合將不同的公差等級和不同的基本偏差組合可形成各種公差帶，由內(nèi)外螺紋的各種公差帶又可分成各種組合為了減少刀具、量具的規(guī)格的數(shù)量必須對公差帶的種類進(jìn)行限制。國標(biāo)規(guī)定內(nèi)外螺紋公差帶選用見表6.20。螺紋的公差帶與精度、旋合長度和基本偏差有關(guān)。1、螺紋精度的確定國標(biāo)規(guī)定了精度級、中等精度級、和粗糙級三種精度。

同一精度等級，旋合長度長的螺紋公差等級要比旋合長度短螺紋公差等級要低2、旋合長度的確定一般選用中等旋合長度N，特殊條件下選用短旋合長度S和長旋合長度L第33頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月3、螺紋偏差及配合的選用內(nèi)外螺紋公差帶可以任意組成各種不同的配合為了保護(hù)牙型有足夠的高度，完工后的零件最好組成H/g、H/h、G/h的配合。其中H/h的最小間隙為零，一般情況選用此配合。對中徑小于1.4mm的螺紋副應(yīng)用5H/6h或更高精度的配合。H/g、G/h和其他配合都具有保證間隙，主要用于一下情況：（1）需要鍍保護(hù)層的螺紋配合（2）要求易安裝的螺紋配合（3）需要在高溫下裝卸的螺紋配合（4）需要改善勞動強度的螺紋配合第34頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月普通螺紋的標(biāo)注例：M40×7(14/2)LH-5g6g-S

螺距P=7um,導(dǎo)程=14線數(shù)=2左旋中徑公差帶代號頂徑公差帶代號短旋合長度普通螺紋大徑d＝40mm外螺紋記住：螺紋公差帶代號與尺寸公差帶代號次序相反！

公差帶代號5g?第35頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月普通螺紋標(biāo)記的一般規(guī)則完整的螺紋標(biāo)記由螺紋代號、公差代號和旋合長度代號組成各代號用“-”分開；中徑公差帶中徑公差帶一定位于頂徑公差帶之前。若中徑公差帶和頂徑公差帶相同時只需標(biāo)注一個公差帶即可，旋合長度為N時，可不標(biāo)注。右旋螺紋不標(biāo)注粗牙螺距（見表6.9）不標(biāo)注。例：M20-6H.必要時可直接標(biāo)注旋合長度數(shù)值例如：M20×2-6H-24，其中旋合長度為24mm。內(nèi)外螺紋裝配在一起時的標(biāo)記是將內(nèi)外螺紋公差帶代號用斜線分開，左邊為內(nèi)螺紋右邊為外螺紋例：M20×2-6H/5g6g。第36頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖057外螺紋標(biāo)注實例公稱直徑：公制普通螺紋大徑的基本尺寸第37頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)、外螺紋裝配標(biāo)記示例：第38頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月例題加工M16-6g的螺栓，已知下列數(shù)據(jù)：Td2=0.16mm,ΔPΣ=0.01mm,fα/2=0.0252mm。問這種加工方法允許實際中徑變化范圍是多少？fp=1.732ΔPΣ=0.0173(mm)d2a≥d2min且d2m=d2a+(fp+fα/2)≤d2maxd2min≤d2a≤d2max-(fp+fα/2)d2max-(fp+fα/2)-d2min=Td2-(fp+fα/2)第39頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月例題（書P198）已知螺紋的基本尺寸和公差要求，測得螺距誤差、牙型半角誤差和實際中徑，判斷螺紋的合格性。1）由表6.15——6.18查出中徑和頂徑的公差。2）由表6.13查出中徑和頂徑的基本偏差。3）計算基本中徑的值，計算極限中徑。4）由測得的誤差計算中徑當(dāng)量和作用中徑。5）由作用中徑和中徑極限偏差判斷合格性。第40頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月416.1滾動軸承的公差與配合

§1滾動軸承的互換性和公差等級§2滾動軸承內(nèi)、外徑及相配軸頸、外殼孔的公差帶§3選擇滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合時應(yīng)考慮的主要因素§4與滾動軸承配合的軸頸、外殼孔的精度的確定第41頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月426.1滾動軸承的公差與配合§1滾動軸承的互換性和公差等級一、滾動軸承的互換性二、滾動軸承的公差等級及其應(yīng)用第42頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月436.1滾動軸承的公差與配合

§1滾動軸承的互換性和公差等級一、滾動軸承的互換性滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)如圖6-1。1.組成：

2.種類：

按滾動體形狀分

按負(fù)荷方向分

圖6-1圓柱圓錐球滾子滾針向心—推力—向心推力—徑向力軸向力徑、軸向力第43頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月44二、滾動軸承的公差等級及其應(yīng)用

1.公差等級

根據(jù)（D、d、B）尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度分：

向心軸承——其他軸承——圓錐滾子軸承有6X級，而無6級。

0、6（6X）、5、4、2五級；

0、6（6X）、5、4四級。第44頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月452.應(yīng)用

6(6X)級(中等級)和5級(較高級)：多用于旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性要求較高或轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中（如普通機床主軸支承）。

4級(精密級)：多用于轉(zhuǎn)速很高和旋轉(zhuǎn)精度要求很高的機床或機器的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中（如精密機床主軸支承）。

2級(超精級)：多用于精密機床的主軸支承（如坐標(biāo)鏜床主軸支承）。

0級(普通級)：最廣泛地應(yīng)用于精度要求不高的一般旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。第45頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月466.1滾動軸承的公差與配合

§2滾動軸承內(nèi)、外徑及相配軸頸、外殼孔的公差帶一、滾動軸承內(nèi)、外徑公差帶特點二、與滾動軸承配合的軸頸、外殼孔的常用公差帶第46頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月47§2滾動軸承內(nèi)、外徑及相配軸頸、外殼孔的公差帶一、滾動軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點(如圖所示)(1)標(biāo)準(zhǔn)部件：(3)薄壁件：(2)易損件：是配合的基準(zhǔn)件。因需拆卸，故選取過盈較小的過盈配合或過渡配合。因易變形，故與之相配合的零件的配合部位的形狀精度要求較嚴(yán)。

內(nèi)圈——基準(zhǔn)孔ES=0外圈——基準(zhǔn)軸es=0第47頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月48二、與滾動軸承配合的軸頸、外殼孔的常用公差帶與滾動軸承配合的孔、軸公差帶見圖6.3和圖6.4。

軸承內(nèi)圈與軸的配合比極限與配合標(biāo)準(zhǔn)中基孔制的配合要緊。圖6.3軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，但內(nèi)圈公差帶位于零線下方第48頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月49二、與滾動軸承配合的軸頸、外殼孔的常用公差帶與滾動軸承配合的孔、軸公差帶見圖6.3和圖6.4。

由圖可見，軸承內(nèi)圈與軸的配合比極限與配合標(biāo)準(zhǔn)中基孔制的配合要緊。圖6.4軸承外圈與軸的配合采用基軸制，外圈公差帶位于零線下方第49頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月50第六章滾動軸承的公差與配合

§3選擇滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合時應(yīng)考慮的因素一、軸承套圈相對于負(fù)荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)二、負(fù)荷的大小三、徑向游隙四、軸承的工作條件第50頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月51§3選擇滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合時應(yīng)考慮的因素一、軸承套圈相對于負(fù)荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)（如圖6.5及6.6所示）負(fù)荷類型:內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈：定向負(fù)荷內(nèi)圈：定向負(fù)荷外圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈：擺動負(fù)荷