第五章典型零部件的互換性

1、2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1 1 第六章第六章 典型零部件結(jié)合的互換性典型零部件結(jié)合的互換性 u主要內(nèi)容主要內(nèi)容： 滾動軸承、鍵與花鍵、滾動軸承、鍵與花鍵、 螺紋、圓錐（導軌）螺紋、圓錐（導軌） u重點重點 掌握標準件本身的精度特點掌握標準件本身的精度特點 與其它零件間的配合選用與其它零件間的配合選用 u重點掌握重點掌握 配合選用配合選用 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2 2 第一節(jié)第一節(jié) 滾動軸承精度的結(jié)合設(shè)計滾動軸承精度的結(jié)合設(shè)計 滾動軸承特點：滾動軸承特點： 滾動軸承的結(jié)構(gòu)與基本尺寸：滾動軸承的結(jié)構(gòu)與基本尺寸

2、： 標準化部件；標準化部件； 摩擦系數(shù)小、潤滑簡單、易于更換摩擦系數(shù)小、潤滑簡單、易于更換 應(yīng)用應(yīng)用 廣泛廣泛 外徑外徑 D D 內(nèi)徑內(nèi)徑 d d 內(nèi)圈寬度內(nèi)圈寬度 B B 外圈寬度外圈寬度 C C 基本尺寸基本尺寸 裝配高度裝配高度 T T 配合配合 尺寸尺寸 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3 3 一、滾動軸承精度等級一、滾動軸承精度等級 GB/T 307.3-96 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承-0、6x、5、4； 推力軸承分為推力軸承分為0、6、5、4。 向心球軸承向心球軸承0、6、5、4、2 （G、E、 D、C、B-77）。）。 最低最低最高最高 精度精

3、度 滾動軸承的滾動軸承的公差等級公差等級是由是由和和 決定的。決定的。 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)4 4 滾動軸承精度等級劃分滾動軸承精度等級劃分 依據(jù)：依據(jù)：外形尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度外形尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度 外形尺寸公差外形尺寸公差： 成套軸承的內(nèi)徑成套軸承的內(nèi)徑d d、外徑、外徑D D和寬度尺寸和寬度尺寸B B的公差的公差 旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度： 成套軸承內(nèi)（外）圈的徑向跳動成套軸承內(nèi)（外）圈的徑向跳動Kia（Kea）、）、 內(nèi)圈基準端面對內(nèi)孔的跳動內(nèi)圈基準端面對內(nèi)孔的跳動Sd、 成套軸承內(nèi)（外）圈基準端面對滾道的跳動成套軸承內(nèi)（外）圈基準端面對滾道的跳動

4、Sia 外圈外表面素線對基準端面的傾斜度 外圈外表面素線對基準端面的傾斜度SD 0級和級和6級向級向 心球軸承：心球軸承： 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)5 5 二、滾動軸承內(nèi)外圈的公差帶二、滾動軸承內(nèi)外圈的公差帶 配合：配合： 外圈外徑與座孔采用基軸制配合外圈外徑與座孔采用基軸制配合 內(nèi)圈內(nèi)徑與軸徑采用基孔制配合，保證一定的內(nèi)圈內(nèi)徑與軸徑采用基孔制配合，保證一定的 過盈過盈 特殊的基孔特殊的基孔 制制上偏差為上偏差為0 限制過限制過 盈量，防止盈量，防止 為薄壁的內(nèi)為薄壁的內(nèi) 圈不因為過圈不因為過 大的應(yīng)力而大的應(yīng)力而 變形和破壞變形和破壞 2021-6

5、-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)6 6 滾動軸承配合制滾動軸承配合制 軸承外圈公差帶軸承外圈公差帶 軸承內(nèi)圈公差帶軸承內(nèi)圈公差帶 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)7 7 滾動軸承與實心軸配合過盈量的選擇：滾動軸承與實心軸配合過盈量的選擇： u過盈量與軸承載荷的大小、工作溫度及加工精過盈量與軸承載荷的大小、工作溫度及加工精 度有關(guān)；度有關(guān)； u軸為實心或厚壁鋼制作；軸為實心或厚壁鋼制作； u外殼為鑄鋼或鑄鐵制作；外殼為鑄鋼或鑄鐵制作； u軸承游隙為軸承游隙為0 0組。與一般基軸制相同組。與一般基軸制相同 配合（類比法）：配合（類比法）：

6、 軸承軸承 軸頸軸頸 座孔座孔 0 0、6 6級級 IT6IT6（5 5） IT7IT7（6 6） 5 5級級 IT6 IT6 （IT5IT5） 4 4級級 IT5IT5（4 4） IT6IT6（5 5） 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)8 8 u0 0級級 普通機床的變速箱、汽車和拖拉普通機床的變速箱、汽車和拖拉 機的變速箱、普通電動機、水泵、壓縮機等一般機的變速箱、普通電動機、水泵、壓縮機等一般 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中低速及旋轉(zhuǎn)精度要求不高的軸承。應(yīng)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中低速及旋轉(zhuǎn)精度要求不高的軸承。應(yīng) 用最廣。用最廣。 三、滾動軸承精度等級選擇三、滾動軸承精度等級選擇 普通級

7、、高級、精密級、超精密、最精密普通級、高級、精密級、超精密、最精密 u6 6、5 5級級 普通機床主軸的后軸承、精密普通機床主軸的后軸承、精密 機床變速箱等轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求較高的旋轉(zhuǎn)機機床變速箱等轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求較高的旋轉(zhuǎn)機 構(gòu)。構(gòu)。 u4 4、2 2級級 精密機床的主軸承、精密儀器精密機床的主軸承、精密儀器 儀表中，轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。儀表中，轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)9 9 四、滾動軸承配合選擇四、滾動軸承配合選擇 原則：原則：保證機器高質(zhì)量運轉(zhuǎn)、延長軸承壽命保證機器高質(zhì)量運轉(zhuǎn)、延長軸承壽命 主要考

8、慮因素主要考慮因素 u負荷類型負荷類型 u負荷大小負荷大小 u工作溫度工作溫度 u旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度 u軸頸和座孔的結(jié)構(gòu)與材料軸頸和座孔的結(jié)構(gòu)與材料 u安裝條件安裝條件 u配合表面的其它要求配合表面的其它要求 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1010 （1 1）負荷類型）負荷類型 定向負荷定向負荷 旋轉(zhuǎn)負荷旋轉(zhuǎn)負荷 擺動負荷擺動負荷 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1111 定向負荷定向負荷：過渡或具有極小間隙的間隙配合過渡或具有極小間隙的間隙配合 擺動負荷擺動負荷：與旋轉(zhuǎn)負荷的情況相同或稍松些：與旋轉(zhuǎn)負

9、荷的情況相同或稍松些 旋轉(zhuǎn)負荷旋轉(zhuǎn)負荷：選用小過盈或易產(chǎn)生過盈的過渡配合選用小過盈或易產(chǎn)生過盈的過渡配合 套圈在振動或沖擊力下被摩擦力矩帶動，偶套圈在振動或沖擊力下被摩擦力矩帶動，偶 爾能稍稍轉(zhuǎn)動，改變套圈的受力點，以延長軸承爾能稍稍轉(zhuǎn)動，改變套圈的受力點，以延長軸承 的使用壽命的使用壽命 避免軸承套圈在配合表面上打滑引起發(fā)熱、避免軸承套圈在配合表面上打滑引起發(fā)熱、 磨損磨損 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1212 （2 2） 負荷大小負荷大小 過盈量近似計算公式：過盈量近似計算公式： -選擇軸承套圈與結(jié)合件之間最小過盈量的依據(jù)選擇軸承套圈與結(jié)合件之間最小

10、過盈量的依據(jù) 負荷大小表示：負荷大小表示： P C 當量徑向動負荷當量徑向動負荷 徑向額定動負荷徑向額定動負荷 0.07PC 0.070.15CPC 0.15PC 輕負荷輕負荷 正常負荷正常負荷 重負荷重負荷 min 6 13 () 10 Pk Ymm b max 3 11.4 () (22) 10 p kd Ymm k p k-k-與軸承有關(guān)系數(shù)與軸承有關(guān)系數(shù) b b配合寬度配合寬度 - -許用拉應(yīng)力許用拉應(yīng)力 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1313 工作溫度工作溫度- -熱膨脹的影響熱膨脹的影響 旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度 高精度要求，配合要

11、緊高精度要求，配合要緊 具體問題具體分析：具體問題具體分析： 負荷大、旋轉(zhuǎn)精度高：消除彈性變形和振動，負荷大、旋轉(zhuǎn)精度高：消除彈性變形和振動， 勿用間隙配合勿用間隙配合 負荷小、旋轉(zhuǎn)精度高：避免座孔和軸頸形狀負荷小、旋轉(zhuǎn)精度高：避免座孔和軸頸形狀 誤差影響，間隙配合誤差影響，間隙配合 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1414 軸頸和座孔的結(jié)構(gòu)與材料軸頸和座孔的結(jié)構(gòu)與材料 剖分式結(jié)構(gòu)剖分式結(jié)構(gòu)- -避免外圈產(chǎn)生橢圓變形避免外圈產(chǎn)生橢圓變形較松配合較松配合 薄壁座孔、輕合金座孔、薄壁空心軸頸薄壁座孔、輕合金座孔、薄壁空心軸頸 保證軸承有足夠的制成剛度和強度保證軸

12、承有足夠的制成剛度和強度較緊配合較緊配合 安裝條件安裝條件 拆卸方便：較松配合拆卸方便：較松配合 拆卸方便要求緊配合：分離式軸承拆卸方便要求緊配合：分離式軸承 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1515 配合表面的其它技術(shù)要求配合表面的其它技術(shù)要求 限制與套圈端面接觸的軸肩與外殼孔肩的傾限制與套圈端面接觸的軸肩與外殼孔肩的傾 斜誤差：圓柱度、端面圓跳動斜誤差：圓柱度、端面圓跳動 保證軸承工作時的安裝精度和旋轉(zhuǎn)精度保證軸承工作時的安裝精度和旋轉(zhuǎn)精度 軸頸和外殼孔的表面粗糙度軸頸和外殼孔的表面粗糙度 與軸頸和座孔的配合選擇與軸頸和座孔的配合選擇 類比法類比法 計算

13、法計算法 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1616 第二節(jié)第二節(jié) 鍵與花鍵連接的配合鍵與花鍵連接的配合 一、平鍵結(jié)合配合的選擇一、平鍵結(jié)合配合的選擇 特點特點 可拆連接可拆連接 軸和齒輪、皮帶輪的連接軸和齒輪、皮帶輪的連接 作用作用 傳遞扭矩和運動或者導向傳遞扭矩和運動或者導向 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1717 主要類型：主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵平鍵、半圓鍵、楔鍵 配合尺寸：鍵槽寬配合尺寸：鍵槽寬b-通過鍵與鍵槽側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩通過鍵與鍵槽側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩 配合制：鍵同時與鍵槽和輪轂槽連接配合制：鍵同時與鍵槽和輪轂槽連

14、接 基軸制基軸制 配合種類：保證接觸良好又便于拆裝配合種類：保證接觸良好又便于拆裝 小的過盈或間隙小的過盈或間隙 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1818 平鍵結(jié)合的公差與配合平鍵結(jié)合的公差與配合 適用范圍適用范圍鍵槽鍵槽轂槽轂槽鍵鍵 較松較松導向鍵導向鍵H9D10 h9 一般一般一般機械一般機械N9JS9 較緊較緊 載荷大沖擊、載荷大沖擊、 雙向扭矩雙向扭矩 P9 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)1919 平鍵的標注圖樣平鍵的標注圖樣 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2020 二、花鍵

15、結(jié)合精度設(shè)計二、花鍵結(jié)合精度設(shè)計 特點特點 多鍵整體結(jié)合：多個均布鍵的軸多鍵整體結(jié)合：多個均布鍵的軸 （花鍵軸）與多個均布鍵槽（花鍵孔）（花鍵軸）與多個均布鍵槽（花鍵孔） 優(yōu)點優(yōu)點 傳遞大扭矩、定心精度高、導向性好、可靠傳遞大扭矩、定心精度高、導向性好、可靠 用途：機床、拖拉機、汽車用途：機床、拖拉機、汽車 種類：矩形、漸開線、三角形種類：矩形、漸開線、三角形 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2121 矩形花鍵結(jié)合矩形花鍵結(jié)合 GB/T1144-2001： 尺寸系列、定心方式、公差與配合、標注、檢測尺寸系列、定心方式、公差與配合、標注、檢測 鍵數(shù)：鍵數(shù)：6、

16、8、10個個 系列：中系列：鍵高較大，承載能力強系列：中系列：鍵高較大，承載能力強 輕系列：鍵高較小輕系列：鍵高較小 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2222 矩形花鍵參數(shù)矩形花鍵參數(shù) 主要參數(shù)：大徑主要參數(shù)：大徑D、小徑、小徑d、鍵槽寬、鍵槽寬B 有三個接合面有三個接合面 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2323 矩形花鍵定心方式矩形花鍵定心方式 定心表面：確定配合性質(zhì)的結(jié)合面定心表面：確定配合性質(zhì)的結(jié)合面 標準規(guī)定：小徑定心（大徑定心）標準規(guī)定：小徑定心（大徑定心） 以小徑的結(jié)合面為定心表面以小徑的結(jié)合面為定心表面 特

17、點：特點： 便于花鍵軸加工便于花鍵軸加工 小徑有較高的精小徑有較高的精 度要求度要求 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2424 矩形花鍵連接的公差與配合矩形花鍵連接的公差與配合 兩類結(jié)合：兩類結(jié)合： 一般一般傳遞扭矩較大的汽車、拖拉機傳遞扭矩較大的汽車、拖拉機 精密精密機床變速箱機床變速箱 u 基孔制、間隙配合基孔制、間隙配合 u 小徑精度小徑精度槽寬槽寬大徑大徑 u 3種配合：滑動、緊滑動、固定種配合：滑動、緊滑動、固定 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2525 矩形花鍵的形位公差矩形花鍵的形位公差 限定矩形花鍵的形位公

18、差：限定矩形花鍵的形位公差： 鍵長與小徑和鍵寬相比較大，形位誤差鍵長與小徑和鍵寬相比較大，形位誤差 對連接質(zhì)量影響較大對連接質(zhì)量影響較大 規(guī)定位置度公差規(guī)定位置度公差保證分度精度保證分度精度 遵從包容要求遵從包容要求 單件小批生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)規(guī)定對稱度規(guī)定對稱度 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2626 矩形花鍵的形位公差標注矩形花鍵的形位公差標注 位置度位置度- 包容要求包容要求 對稱度對稱度 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2727 矩形花鍵的標注圖樣矩形花鍵的標注圖樣 鍵數(shù)鍵數(shù)N、小徑、小徑d、大徑、大徑D、鍵寬、鍵

19、寬B 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2828 120 0.015B 8 +0.09 0 42 +0.025 0 48 +0.1 0 2.545 3.2 兩端面 0.025A 28 3.2 6.3 6.3 6.3 B 0.025B 130 0 -0.022 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)2929 150 35 31 36 55 -0.030 -0.104 74 52 100 A A 48 -0.32 -0.48 42 -0.009 -0.034 8 -0.013 -0.049 AA 25 2-M10孔深30 50 +0.

20、018 +0.002 65 -0.100 -0.174 58 0 -0.046 150 35 31 36 55 -0.030 -0.104 74 52 100 A A 48 -0.32 -0.48 42 -0.009 -0.034 8 -0.013 -0.049 AA 25 2-M10孔深30 50 +0.018 +0.002 65 -0.100 -0.174 58 0 -0.046 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3030 第三節(jié)第三節(jié) 螺紋連接的精度設(shè)計螺紋連接的精度設(shè)計 一、普通螺紋分類及使用要求特點一、普通螺紋分類及使用要求特點 緊固螺紋：連接或緊固

21、零件緊固螺紋：連接或緊固零件可旋合性和可靠性可旋合性和可靠性 傳動螺紋：傳遞運動、動力和位移傳動螺紋：傳遞運動、動力和位移傳動準確、傳動準確、 可靠可靠 梯形、矩形、三角形梯形、矩形、三角形 緊密螺紋：密封結(jié)合緊密螺紋：密封結(jié)合不漏氣、水、油不漏氣、水、油 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3131 二、普通螺紋結(jié)合主要參數(shù)二、普通螺紋結(jié)合主要參數(shù) D D、d d：內(nèi)外螺紋大徑：內(nèi)外螺紋大徑 D D1 1、d d1 1：小徑：小徑 D D2 2、d d2 2：中徑：中徑 P P：螺距（導程）：螺距（導程） ：牙型角：牙型角 旋合長度旋合長度 2021-6-23

22、2021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3232 普通螺紋結(jié)合基本尺寸與配合普通螺紋結(jié)合基本尺寸與配合 GB/T196、197-2003： 3個系列個系列優(yōu)先選用第一系列優(yōu)先選用第一系列 其次第二系列其次第二系列 第三系列盡可能不用第三系列盡可能不用 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3333 三、影響螺紋結(jié)合精度的因素三、影響螺紋結(jié)合精度的因素 螺紋結(jié)合的精度要求螺紋結(jié)合的精度要求： 連接螺紋必須保證具有良好的連接螺紋必須保證具有良好的可旋入性可旋入性和和 一定的一定的連接強度連接強度。 螺紋結(jié)合精度影響因素螺紋結(jié)合精度影響因素： 中徑偏差中徑偏差

23、螺距偏差螺距偏差牙側(cè)角偏差牙側(cè)角偏差 螺紋的作用中徑螺紋的作用中徑： 在規(guī)定的長度內(nèi)，具有基本牙型，包含實在規(guī)定的長度內(nèi)，具有基本牙型，包含實 際外（內(nèi)）螺紋的假想的內(nèi)（外）的中徑。際外（內(nèi)）螺紋的假想的內(nèi)（外）的中徑。 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3434 四、普通螺紋公差帶特點四、普通螺紋公差帶特點 公差帶沿著基本牙型的牙頂、牙側(cè)和牙底連續(xù)公差帶沿著基本牙型的牙頂、牙側(cè)和牙底連續(xù) 分布，以基本牙型線為零線，垂直于螺紋軸線的方分布，以基本牙型線為零線，垂直于螺紋軸線的方 向計量大、中、小徑的偏差和公差。向計量大、中、小徑的偏差和公差。 底徑只給出基本偏

24、差底徑只給出基本偏差限制性尺寸，在底徑限制性尺寸，在底徑 處有一定間隙。處有一定間隙。 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3535 普通螺紋中徑、頂徑基本偏差普通螺紋中徑、頂徑基本偏差 內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋： 下偏差下偏差 H、G 外螺紋：外螺紋： 上偏差上偏差 e、f、g、h 與公差組合，得到各種間隙配合。與公差組合，得到各種間隙配合。 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3636 普通螺紋公差與配合的選用普通螺紋公差與配合的選用 螺紋結(jié)合精度、螺紋結(jié)合精度、 旋合長度、旋合長度、 基本偏差、基本偏差、 公差等級、公差等級、 其他技術(shù)要求其他技術(shù)要求 2021-6-232021-6-23互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)3737 螺紋結(jié)合精度：螺紋結(jié)合精度： 旋合性受半角誤差和螺距誤差影響旋合性受半角誤差和螺距誤差