G-常用結(jié)合件的互換性

第7章常用結(jié)合件的互換性東華大學機械工程學院2024/5/151內(nèi)容概要滾動軸承的互換性鍵和花鍵結(jié)合的互換性普通螺紋結(jié)合的互換性2024/5/1527.1、滾動軸承的互換性滾動軸承的組成和型式滾動軸承的精度等級滾動軸承與軸和外殼孔的配合軸和外殼孔的形位公差及表面粗糙度滾動軸承的標注2024/5/153一、滾動軸承的組成和型式1、滾動軸承的組成內(nèi)圈、外圈、滾動體(鋼球或滾子)和保持架組成外圈內(nèi)圈滾動體保持架2024/5/1542、滾動軸承的型式按滾動體的形狀球軸承滾子軸承按受負荷的作用方向向心軸承推力軸承向心推力軸承滾針軸承2024/5/155向心球軸承向心球軸承是一種通用設(shè)計，能夠在高速運動中承受不同大小的負荷。標準的向心球軸承里有一個深溝結(jié)構(gòu),可以承受來自任意向上的徑向負荷和較小軸向負荷.具有最大載荷能力的向心球軸承主要承受徑向負荷。不同的密封配置可以保護滾動軸承內(nèi)部組件，并能夠留置潤滑油脂。向心球軸承廣泛應用于普通工業(yè)，汽車行業(yè)，農(nóng)業(yè)，化工業(yè)和家用電器行業(yè)。2024/5/156圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承可以分離，由內(nèi)圈與滾子、保持架一起組成的組件和外圈可以分別安裝。滾子和滾道接觸處修正的接觸線可以減少應力集中。圓錐滾子軸承可以承受大的徑向載荷和軸向載荷。由于圓錐滾子軸承只能傳遞單向軸向載荷，因此，為傳遞相反方向的軸向載荷就需要另一個與之對稱安裝的圓錐滾子軸承。

2024/5/157推力球軸承推力球軸承由座圈、軸圈和鋼球保持架組件三部分構(gòu)成。與軸配合的稱軸圈，與外殼配合的稱座圈。接受力情況分單向推力球軸承和雙向推力球軸承。單向推力球軸承，可承受單向軸向負荷。雙向推力球軸承，可承受雙向軸向負荷。雙向推力球軸承，其中圈與軸配合。座圈的安裝面呈球面的軸承，具有調(diào)心性能，可以減少安裝誤差的影響。推力球軸承不能承受徑向負荷，極限轉(zhuǎn)速較低。推力球軸承的用途：只適用于承受一面軸向負荷、轉(zhuǎn)速較低的機件上，例如起重機吊鉤、立時水泵、立時離心機、千斤頂、低速減速器等。軸承的軸圈、座圈和滾動體是分離的，可以分別裝拆。2024/5/1583、滾動軸承的應用

通常，滾動軸承用于轉(zhuǎn)動支承內(nèi)圈裝在傳動軸的軸頸上，隨軸一起旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩

外圈固定于機體孔中，起支承作用d內(nèi)圈的內(nèi)徑d和外圈的外徑D是滾動軸承與結(jié)合件配合的公稱尺寸2024/5/1594．滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點滾動軸承是一種標準件

有內(nèi)外兩種互換性

滾動軸承的精度要求很高2024/5/15105．有關(guān)滾動軸承的國標規(guī)定

滾動軸承的國家標準不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動公差等）、測量方法還規(guī)定了與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度設(shè)計機械需采用滾動軸承時，除了確定滾動軸承的型號外，還必須選擇其精度等級、與軸和外殼孔的配合、軸和外殼孔的幾何公差及表面粗糙度等參數(shù)2024/5/1511二、滾動軸承的精度等級滾動軸承按其公稱尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度分為五個公差等級，用0，6，5，4，2表示。精度依次提高

滾動軸承公稱尺寸精度：軸承內(nèi)徑d和外徑D的制造精度；軸承內(nèi)圈寬度B和外圈寬度C的制造精度等

滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度：軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動、內(nèi)外圈端面對滾道的軸向跳動等2024/5/1512各級精度等級的應用0級(普通精度級)軸承在機械中應用最廣主要用于中等負荷、中等轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度要求不高（大于10um）的一般機構(gòu)中例如，普通機床中的變速箱和進給箱，汽車、拖拉機的變速箱，普通電機、水泵、壓縮機和汽輪機中的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等2024/5/1513各級精度等級的應用6級(中等精度級)軸承應用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如普通機床的主軸軸承，精密機床傳遞軸的軸承5、4級(高、精精度級)軸承應用于旋轉(zhuǎn)精度高和轉(zhuǎn)速高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中如精密機床的主軸軸承、精密儀器和機械使用的軸承2級軸承用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速很高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中如精密坐標鏜床的主軸軸承、高精度儀器和各種高精度磨床主軸所用的軸承（小于5um）2024/5/1514三、滾動軸承與軸和外殼孔的配合1、滾動軸承內(nèi)、外徑的平均直徑dmp、Dmp國標規(guī)定了軸承內(nèi)、外徑的平均直徑的公差，用以確定內(nèi)、外圈結(jié)合直徑的公差帶2、滾動軸承內(nèi)、外圈結(jié)合直徑的公差帶軸承內(nèi)、外徑局部實際尺寸的最大值和最小值的平均值2024/5/1515P200表7.1和表7.2由軸承的內(nèi)徑、外徑和精度等級可查出滾動軸承內(nèi)、外圈平均直徑的極限偏差確定內(nèi)、外徑的公差帶滾動軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點？上偏差為零下偏差為負2024/5/15163、與軸、外殼孔的配合特點內(nèi)圈與軸采用基孔制外圈與外殼孔采用基軸制查表(國標)Dd可滿足各種旋轉(zhuǎn)機構(gòu)不同配合性質(zhì)的需要又可按標準公差來制造與之相配合的零件2024/5/1517四、滾動軸承配合的選擇選擇滾動軸承型號和精度等級查表確定滾動軸承內(nèi)、外圈基準結(jié)合面的公差帶選擇與軸承內(nèi)圈結(jié)合的軸的公差帶與外圈結(jié)合的孔的公差帶確定與軸承內(nèi)、外圈結(jié)合的軸和外殼孔的形位公差和表面粗糙度2024/5/1518四、滾動軸承配合的選擇

1、軸和外殼孔的公差帶2024/5/15192、軸和外殼孔公差帶的選用

影響公差帶選用的因素負荷類型負荷大小工作溫度旋轉(zhuǎn)精度軸向游隙工作條件其它：配合零件的結(jié)構(gòu)、材料與安裝與拆卸2024/5/1520負荷類型局部負荷循環(huán)負荷擺動負荷2024/5/1521負荷類型選較松的過渡配合或具有極小間隙的間隙配合局部負荷循環(huán)負荷擺動負荷選較緊的過渡配合或過盈量較小的過盈配合配合松緊介于循環(huán)負荷與局部負荷之間2024/5/1522負荷大小P<0.07C輕負荷正常負荷重負荷0.07C<P<0.15CP>0.15CC-額定負荷較重的負荷，選較大的過盈配合較輕的負荷，選較小的過盈配合承受較重的負荷或沖擊負荷時，將引起軸承較大的變形，使結(jié)合面實際過盈減小和軸承內(nèi)部實際間隙增大，這時為了使軸承旋轉(zhuǎn)正常，應選用較大的過盈配合2024/5/1523其他因素選擇配合時應考慮溫度的影響軸承的內(nèi)圈可能因熱脹而使配合變松外圈會因熱脹而使配合變緊旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，應避免采用帶間隙的配合，但也不能太緊2024/5/1524類比法應用滾動軸承標準(GB/T275-1993)推薦的資料進行選取表7.4表7.5表7.6表7.72024/5/1525六、滾動軸承的標注在裝配圖上不用標注軸承的公差等級代號只需標注與之相配合的軸承座及軸頸的公差等級代號φ80J7φ35k62024/5/1526零件圖上的標注在零件圖上，應標注以下參數(shù)A、尺寸公差B、形狀公差C、位置公差D、表面粗糙度2024/5/15277.2、鍵和花鍵結(jié)合的互換性鍵和花鍵的基本概念平鍵配合的精度設(shè)計花鍵配合的精度設(shè)計2024/5/1528一、鍵和花鍵的基本概念1、鍵和花鍵的作用常用于軸和帶轂零件（如齒輪、蝸輪等）之間的可拆卸聯(lián)結(jié)實現(xiàn)周向固定傳遞轉(zhuǎn)矩和運動當配合件之間要求作軸向移動時，還可以起導向作用2024/5/15292、鍵的分類

平鍵

半圓鍵

斜鍵普通平鍵導向平鍵滑鍵楔鍵切向鍵松連接緊連接動連接靜連接2024/5/1530鍵的型式及結(jié)構(gòu)2024/5/15313、花鍵的分類矩形花鍵聯(lián)結(jié)應用最廣泛花鍵的優(yōu)點：定心精度高；導向性好；承載能力強2024/5/15324、矩形花鍵的定心方式矩形花鍵國家標準(GB/T1144-2001)規(guī)定，矩形花鍵用小徑定心花鍵的定心方式2024/5/1533國家標準規(guī)定采用小徑d定心。由于花鍵結(jié)合面的硬度要求較高，需淬火處理，為了保證定心表面的尺寸精度和形狀精度，淬火后需要進行磨削加工。從加工工藝性來看，小徑便于用磨削方法進行精加工（內(nèi)花鍵小徑可以在內(nèi)圓磨床上磨削，外花鍵小徑可用成形砂輪磨削），因此GB/T1144—2001規(guī)定采用小徑d定心，對定心小徑d采用較小的公差等級；非定心大徑D采用較大的公差等級，并且非定心直徑表面之間留有較大的間隙，以保證它們不接觸，從而可獲得更高的定心精度，保證花鍵的表面質(zhì)量，有利于提高連接質(zhì)量。小徑d定心2024/5/1534二、平鍵配合的精度設(shè)計1、平鍵聯(lián)結(jié)的配合制bt1th平鍵為標準件，且鍵又為外表面鍵連接的配合尺寸是鍵和鍵槽寬鍵與軸槽、鍵與輪轂槽的配合均采用基軸制國家標準對鍵寬只規(guī)定了一種公差帶h8為了保證鍵與鍵槽側(cè)面接觸良好又便于拆卸，鍵與鍵槽采用過渡配合或小間隙配合，其中鍵與軸槽寬配合應較緊，而鍵與輪轂槽寬的配合可較松2024/5/1535二、平鍵配合的精度設(shè)計2、平鍵公差帶圖bh8h8h8H9N9P9D10P9JS9較松連接一般連接較緊連接鍵公差帶軸槽公差帶輪轂槽公差帶P209+0-導向平鍵小載荷重載、沖擊載荷、雙向扭矩2024/5/1536二、平鍵配合的鍵槽剖面尺寸及極限公差見表7-92024/5/1537二、平鍵配合的精度設(shè)計4、表面粗糙度鍵槽側(cè)面取Ra為1.6～6.3μm其他非配合面取Ra為6.3～12.5μm2024/5/1538二、平鍵配合的精度設(shè)計5、軸和輪轂的圖樣標注示例2024/5/1539三、矩形花鍵配合的精度設(shè)計花鍵分為內(nèi)花鍵（花鍵孔）和外花鍵（花鍵軸）把鍵和軸、鍵槽和輪轂做成一整體的聯(lián)結(jié)件既可以是固定聯(lián)結(jié)，也可以是滑動聯(lián)結(jié)與鍵聯(lián)結(jié)相比，花鍵聯(lián)結(jié)有聯(lián)結(jié)可靠，強度高，可以傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，且孔、軸定心精度高和導向精度高等優(yōu)點2024/5/15401、矩形花鍵聯(lián)結(jié)的配合制采用基孔值配合，減少拉刀的數(shù)目三、矩形花鍵配合的精度設(shè)計2024/5/15412、矩形花鍵的公差與配合三、矩形花鍵配合的精度設(shè)計P2132024/5/15423、形位公差設(shè)計

內(nèi)、外花鍵小徑d的極限尺寸應遵守包容原則位置度公差（鍵、槽的等分度、對稱度等）按GB/T1144－2001選取，P213三、矩形花鍵配合的精度設(shè)計4、表面粗糙度Ra內(nèi)花鍵：小徑表面不大于0.8um,鍵槽側(cè)面不大于3.2um,大徑表面不大于6.3um;外花鍵：小徑表面不大于0.8um,鍵槽側(cè)面不大于0.8um,大徑表面不大于3.2um;2024/5/15435、花鍵連接在圖紙上的標注三、矩形花鍵配合的精度設(shè)計矩形花鍵的尺寸公差帶代號和配合代號按照花鍵規(guī)格規(guī)定的次序標注，即N×d×D×B。即：內(nèi)花鍵：6×28H6×32H10×7H9外花鍵：6×28g5×32a11×7f7花鍵副：2024/5/15447.3、普通螺紋結(jié)合的互換性普通螺紋的種類和使用要求普通螺紋的主要幾何參數(shù)螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響螺紋的精度設(shè)計2024/5/1545一、普通螺紋鍵的種類和使用要求按用途分普通螺紋傳動螺紋緊密螺紋

使用要求可旋合性連接可靠性2024/5/1546二、普通螺紋鍵的主要幾何參數(shù)

大徑(d或D)-公稱直徑

小徑(d1

或D1

)中徑(d2

或D2

)單一中徑牙型角α和牙型半角α/2螺距P與導程Pn

Pn=nP（n-線數(shù)）螺紋旋合長度L2024/5/1547三、螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響影響螺紋結(jié)合互換性的主要幾何參數(shù)誤差螺距誤差牙型半角誤差中徑誤差2024/5/1548螺距誤差的影響（影響旋合性與連接強度）螺距誤差的中徑當量螺距累積誤差2024/5/1549牙型半角誤差的影響2024/5/1550式中，P—螺距，mm—左右牙型半角誤差（′）K1，K2—左右牙型半徑誤差系數(shù)

對外螺紋，牙型半角誤差為正時，取2；為負時取3對內(nèi)螺紋，牙型半角誤差為正時，取3；為負時取2牙型半角誤差的影響2024/5/1551中徑誤差的影響若外螺紋的中徑>內(nèi)螺紋的中徑，就會產(chǎn)生干涉難以旋合外螺紋的中徑<內(nèi)螺紋的中徑外螺紋中徑不能過小國標中規(guī)定了螺紋中徑的公差2024/5/1552螺紋中徑合格性的判斷原則合格的螺紋應滿足下列不等式