zml滚动轴承键的互换性精讲.ppt

（1）表面粗糙度的概念零件加工表面存在的一种由较小间距和微小峰谷形成的微观几何形状误差。（2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度lr、评定长度ln和基准线（轮廓最小二乘中线、轮廓算术平均中线）。,第四章内容回顾,（3）表面粗糙度轮廓的评定参数：幅度参数（轮廓算术平均Ra和轮廓最大高度Rz）间距特征参数（轮廓单元的平均宽度RSm）形状参数（轮廓支承长度率Rmr(c)（4）在图纸上标注时，通常只给出幅度参数Ra或Rz的值。（5）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有：比较法、针描法、光切法、干涉法,第四章内容回顾,表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向标注表面。,3,第四章内容回顾,4,习题,5,习题,6,习题,7、在工具显微镜上按基准和理论正确尺寸测得实际孔心偏离理想孔心5m，则其位置度误差为（）。A.5mB.2.5mC.10mD.20m,6滚动轴承、键和螺纹的互换性,主讲：赵明利,7,了解滚动轴承内外径公差、公差带、负荷类型等基本概念；掌握滚动轴承精度设计的基本方法；了解键、花键结合的种类、特点及形位公差；掌握键、花键结合的精度设计；了解螺纹结合的种类、基本牙型及主要几何参数，螺纹几何参数对互换性的影响；,基本要求,8,掌握作用尺寸中径、及螺纹中径公差的合格性条件；学会螺纹结合的标注及精度设计；了解螺纹的公差带、基本偏差及公差带与配合的选用；掌握螺纹精度概念及图样上的标注；,基本要求,9,滚动轴承的精度设计；键、花键结合的精度设计；掌握作用尺寸中径、及螺纹中径合格性判定；掌握螺纹精度概念及图样上的标注。,学习重点与难点,10,6.2滚动轴承的互换性,11,1.概述2.滚动轴承的精度等级3.滚动轴承内径与外径的公差带及其特点4.滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择,本节内容,12,1.概述2.滚动轴承的精度等级3.滚动轴承内径与外径的公差带及其特点4.滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择,本节内容,13,作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。分类：滑动轴承滚动轴承按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承,轴承的作用及分类,14,a)向心轴承b)圆锥滚子轴承c)角接触球轴承d)推力轴承滚动轴承的类型,15,GB419984滚动轴承公差定义GB/T307.194滚动轴承向心轴承公差GB/T307.494滚动轴承推力球轴承公差GB/T27593滚动轴承与轴和外壳的配合GB/T460484滚动轴承径向游隙,16,影响滚动轴承使用要求的因素及其控制,轴颈、外壳孔误差,17,1.概述2.滚动轴承的精度等级3.滚动轴承内径与外径的公差带及其特点4.滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择,本节内容,18,滚动轴承由内圈、外圈、滚动体(钢球或滚子)和保持架组成。轴承内径为d，外径为D。,19,滚动轴承,20,滚动轴承的安装形式,外圈与箱体上的轴承座配合，内圈与旋转的轴颈配合。通常外圈固定不动因而外圈与轴承座为过盈配合；内圈随轴一起旋转内圈与轴也为过盈配合。考虑到运动过程中轴会受热变形延伸，一端轴承应能够作轴向调节。,21,滚动轴承的安装形式,外圈与箱体上的轴承座配合，内圈与旋转的轴颈配合。通常外圈固定不动因而外圈与轴承座为过盈配合；内圈随轴一起旋转内圈与轴也为过盈配合。考虑到运动过程中轴会受热变形延伸，一端轴承应能够作轴向调节；调节好后应轴向锁紧。,22,滚动轴承的性能要求,必要的旋转精度轴承工作时轴承的内外圈和端面的跳动应控制在允许的范围内，以保证零件的回转精度。合适的游隙滚动体与内、外圈之间的游隙分为径向游隙和轴向游隙。轴承工作时这两种游隙的大小应保持在合适的范围内，以保证轴承正常运转，寿命长。,23,24,25,按照尺寸精度和旋转精度可以分为：0、6（6x）、5、4、2GB/T307.3-2005,低高,滚动轴承的公差等级及应用,尺寸精度：轴承内径d、外径D和内外圈宽度B/C的尺寸公差；旋转精度：轴承内外圈作相对运动时跳动的程度。(包括轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摆动等）,滚动轴承按其内外圈基本尺寸公差和旋转精度分为五级：其名称和代号由低到高分别为普通级/0、高级/6、/6x、精密级/5、超精密级/4、最精密级/2。凡属普通级的轴承，一般在轴承型号上不标注公差等级代号。0、6、5、4、2适用于向心轴承；0、6x、5、4适用于圆锥滚子轴承；0、6、5、4适用于推力轴承。,26,滚动轴承的公差等级及应用,滚动轴承精度等级的选择,0：用于旋转精度和运动平稳性要求不高的一般机构中，应用最广。普通机床、汽车和拖拉机的变速机构和普通电机、水泵、压缩机的旋转机构的轴承。6、5、4：用于旋转精度和运动平稳性要求较高或转速较高的机构中。普通（精密）机床的主轴轴承，精密机床传动轴使用的轴承。2：用于高精度、高转速的特别精密部件上。精密坐标镗床的主轴轴承，高精度仪器和高转速机构中使用的轴承。,27,转速的高低：转速高时，由于与轴承配合的旋转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动，势必造成旋转的不平稳，产生振动和噪音。因此，转速高时，应选用精度高的轴承。,28,滚动轴承公差带及其特点,29,1单一平面平均内径：在轴承内圈任一横截面内测得的内圈内径的最大与最小直径的平均值，用dmp表示。2单一平面平均外径：在轴承外圈任一横截面内测得的外圈外径的最大与最小直径的平均值，用Dmp表示。3单一平面平均内径偏差：单一平面平均内径与公称直径（用d表示）的差，用dmp表示。4单一平面平均外径偏差：单一平面平均外径与公称直径（用D表示）的差，用Dmp表示。,滚动轴承内外径评定指标,30,两种尺寸公差：1、轴承单一内径ds与单一外径Ds的偏差ds、Ds；即：ds、Ds为轴承内圈内径d或外圈外径D的实际尺寸的偏差。（用来控制内外圈制造时的实际偏差）2、轴承单一平面平均内径dmp与外径Dmp的偏差dmp、Dmp。即：dmp、Dmp为同一轴承的d和D的最大与最小实际尺寸算术平均值（平均尺寸）的偏差。（用来控制轴承与轴及孔装配后，单一径向平面内的配合尺寸的偏差）,GB对d和D规定了两种尺寸公差和两种形状公差：,滚动轴承内、外圈直径公差带及特点,两种形状公差：1、轴承单一径向平面内，内径ds与外径Ds的允许变动量Vdsp,VDsp，用来控制单一径向平面内的圆度误差；2、轴承不同径向平面间平均内径与平均外径的允许变动量Vdmp,VDmp，用来控制整个轴承宽度上的圆柱度误差。,GB对d和D规定了两种尺寸公差和两种形状公差：,滚动轴承内、外圈直径公差带及特点,0,6(6X),5,4,2,0,5,4,2,+0-,+0-,D,d,轴承外径Dmp的公差带,轴承内径dmp的公差带,6(6X),33,滚动轴承内外径公差带特点,一般零件基孔制的基准孔位置,轴承内圈与轴颈的配合：基孔制,一般零件基轴制的基准轴位置,轴承外圈与壳体孔配合：基轴制,与一般基准制的比较,轴承内圈通常与轴一起旋转，为防止结合面间相对滑动而产生磨损，应选用小过盈配合。轴是一般的轴，如采用一般零件的基孔制的过盈配合，过盈量太大。轴承内外圈均为薄壁零件，过盈量大会使其产生较大的变形，影响轴承内部的游隙。此特殊公差带配置方式，一般零件中的过渡配合在此可获得较紧的配合。,公差带采用向内配置的原因,轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋转，考虑到工作时温度升高会使轴膨胀，两端轴承中有一端应是游动支承，可把外圈与外壳孔的配合稍松一点，使之能补偿轴的热胀伸长量，不然轴弯曲，轴承内部就有可能卡死。,轴承外圈与箱体孔配合特点,部分向心轴承dmp和Dmp的极限值,37,滚动轴承内、外径公差带的特点,就滚动轴承而言，由于是标准件，与外圈相配合的部分采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。滚动轴承内圈所有公差等级的公差带都在以公称内径d为零线的下方且上偏差为零。,38,其主要原因是为了防止内圈与轴颈的配合面相对滑动而使配合面产生磨损，影响轴承的工作性能，因此要求配合面间有少量的过盈量。轴承内外圈均为薄壁零件，过盈量大会使其产生较大的变形，影响轴承内部的游隙。,39,轴承外圈外圆柱面公差带位于以公称内径D为零线的下方，且上偏差为0。轴承外圈安装在机器外壳孔中，机器工作时，温度会升高而使轴膨胀。若外圈不旋转，则可把外圈与外壳孔配合得稍松一些，使之能补偿轴的热膨胀微量伸长量，不然轴会弯曲，轴承内外圈中间得滚动体就有可能卡死。,40,薄壁零件型的轴承内外圈无论在制造过程中或在自由状态下都容易变形，但当其与形状正确的轴颈、外壳孔装配后，这种变形容易得到矫正。GB/T307.1-2005：在轴承内、外圈任一横截面内测得的最大与最小直径平均值对公称直径的实际偏差在内、外径公差带内，就认为合格。,41,由于滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生产轴承时已经确定，故轴承在使用时与轴颈和外壳孔的配合面间所需要的配合性质要由轴颈和外壳孔的公差带决定。,42,轴颈和外壳孔的常用公差带,与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带,43,与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带,44,过渡配合,过盈配合,45,与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带,与G/hP/h配合相同,46,与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带,轴承内圈与轴颈的配合比GB1801-79中基孔制同名配合偏紧一些，h5、h6、h7、h8轴径与内圈的配合变成过渡配合，k5、k6、m5、m6、n6轴颈与内圈的配合变成过盈量较小的过盈配合，其余的也有所偏紧。轴承外圈与外壳孔的配合与GB1801-79中基轴制同名配合相比较，配合性质基本一致。,47,48,滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择,轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代号。选择轴承配合性质的依据是：轴承内外圈所受的负载类型、轴承所受负载的大小、轴承的工作条件、与轴承相配合的孔和轴的材料和装卸要求等。,49,配合性质的选择,定向负荷作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对静止，即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。,50,轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,如减速器转轴两端的滚动轴承的外圈，汽车、拖拉机车轮轮毂中滚动轴承的内圈。,外圈定向负荷,旋转负荷作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转，即合成径向负载顺次作用在套圈的整个圆周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。,51,如减速器转轴两端的滚动轴承的内圈，汽车、拖拉机车轮轮毂中滚动轴承的外圈。,内圈旋转负荷外圈定向负荷,摆动负荷作用于轴承上的合成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周上。通常采用与旋转负荷时的配合松紧程度相同，或稍松一些。,52,53,内圈旋转负荷外圈定向负荷,如减速器转轴两端滚动轴承的外圈受定向负荷，内圈受旋转负荷。,轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,54,内圈定向负荷外圈旋转负荷,汽车、拖拉机车轮轮毂中滚动轴承的内圈受定向负荷，外圈受旋转负荷。,轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,内圈旋转负荷外圈摆动负荷,内圈摆动负荷外圈旋转负荷,FrFc,FrFc,56,（1）当套圈相对于负荷方向固定时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松些，一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。（2）当套圈相对负荷方向旋转时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合应较紧，一般选用过盈小的过盈配合或过盈概率大的过渡配合。必要时，过盈量的大小可以通过计算确定。（3）当套圈相对于负荷方向摆动时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合的松紧程度，一般与套圈相对于负荷方向旋转时选用的配合相同，或稍松一些。,57,负荷方向对配合的影响,依据径向当量动负荷P与径向额定动负荷Cr的比值而定。轻负荷：正常负荷：重负荷：轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时，应选择较紧的配合；承受轻负荷，可选较松的配合。,58,负荷大小,游隙过大，会使转轴产生较大的径向跳动和轴向跳动，从而产生较大的振动和噪声；游隙过小，若为过盈配合，会使滚动体与套圈产生较大的接触应力，增加轴承摩擦发热，降低使用寿命。游隙的大小应适中。,59,径向游隙,深沟球轴承的径向游隙按国家标准分为五组,60,单位：m,0组径向游隙值适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合，对于采用较紧配合、内外圈温差较大、需要降低摩擦力矩及深沟球轴承承受较大轴向载荷或需改善调心性能的工况，宜采取3、4、5组游隙值。,61,轴承组件在运转时容易受热而使轴微量伸长，进而产生弯曲，故应使轴能自由轴向移动，外圈与固定外壳孔的配合应松些，并在外圈端面与端盖端面间留有适当的轴向间隙，以允许轴带着轴承一起作轴向游动。,62,轴向游动,轴承工作时，由于摩擦发热和其他热源的影响，套圈的温度高于相配合零件的温度，引起内圈与轴颈的配合变松，外圈与外壳孔的配合变紧，故工作温度高于100时，应适当修正。在旋转速度高、承受冲击振动负荷时，最好都选用过盈配合；剖分式外壳和整体式外壳的孔与轴承外圈的配合，前者应松些，以避免夹扁外圆。,63,其他因素,64,表6-3,表6-4,轴颈和外壳孔采用单一要素包容原则或关联要素包容原则；轴颈和外壳孔要求比包容原则严格的圆柱度公差；轴肩和外壳孔肩的端面对基准轴线的端面圆跳动公差。表面粗糙度的大小直接影响配合性质和连接强度，故对内外圈配合表面提出较高的粗糙度要求。,66,形位公差与表面粗糙度要求,55j6,100H7,在装配图上，不用标注轴承的公差等级代号，只需标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差等级代号。,67,在装配图上的标注,100H7（）,+0.035,0,A,0.015A,0.006,1.6,3.2,+0.012,55j6（）,-0.007,0.004,0.01A,A,0.63,1.25,在零件图上，应标注以下参数：A、尺寸公差B、形状公差C、位置公差D、表面粗糙度,68,在零件图上的标注,69,按照尺寸精度和旋转精度可以分为：0、6（6x）、5、4、2GB/T307.3-2005,低高,内容回顾：滚动轴承的公差等级及应用,尺寸公差：轴承内径d、外径D和宽度B等的尺寸公差；旋转精度：轴承内外圈作相对运动时跳动的程度。(包括轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摆动等）,一般零件基孔制的基准孔位置,轴承内圈与轴颈的配合：基孔制,一般零件基轴制的基准轴位置,轴承外圈与壳体孔配合：基轴制,内容回顾：轴承内圈与轴颈配合的特殊性,55j6,100H7,在装配图上，不用标注轴承的公差等级代号，只需标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差等级代号。,71,内容回顾：在装配图上的标注,100H7（）,+0.035,0,A,0.015A,0.006,1.6,3.2,+0.012,55j6（）,-0.007,0.004,0.01A,A,0.63,1.25,在零件图上，应标注以下参数：A、尺寸公差B、形状公差C、位置公差D、表面粗糙度,72,内容回顾：在零件图上的标注,6.3键的互换性,73,74,键与花键常用于轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用以传递转矩和运动；当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用。,75,键和花键的作用,键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键联结，其中以平键联结应用最广泛。,76,键的分类,普通平键分为以下三种：,A型（圆头）,B型（方头）,C型（单圆头）,键槽应力集中大,用于轴端，安装方便。,77,包括尺寸精度设计、形位精度设计以及表面粗糙度的精度设计。,78,平键联接的互换性,平键联结的基本构成：平键联结是由键、轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。平键联结的配合尺寸：键和轴槽、轮毂槽的宽度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸，应给予较松的公差。,79,尺寸精度设计,平键结构示意图,非配合尺寸,配合尺寸,非配合尺寸,80,由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制。国家标准对键宽只规定了一种公差带h9。一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松，相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对应于较松键联结、一般键联结和较紧键联结，用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带图如图示。,81,平键联结的配合制,82,按照尺寸精度和旋转精度可以分为：0、6（6x）、5、4、2GB/T307.3-2005,低高,内容回顾：滚动轴承的公差等级及应用,尺寸公差：轴承内径d、外径D和宽度B等的尺寸公差；旋转精度：轴承内外圈作相对运动时跳动的程度。(包括轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摆动等）,一般零件基孔制的基准孔位置,轴承内圈与轴颈的配合：基孔制,一般零件基轴制的基准轴位置,轴承外圈与壳体孔配合：基轴制,内容回顾：轴承内圈与轴颈配合的特殊性,55j6,100H7,在装配图上，不用标注轴承的公差等级代号，只需标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差等级代号。,84,内容回顾：在装配图上的标注,100H7（）,+0.035,0,A,0.015A,0.006,1.6,3.2,+0.012,55j6（）,-0.007,0.004,0.01A,A,0.63,1.25,在零件图上，应标注以下参数：A、尺寸公差B、形状公差C、位置公差D、表面粗糙度,85,内容回顾：在零件图上的标注,平键公差带图,+0,-,b,h8,H9,D10,h8,N9,JS9,h8,P9,P9,键宽公差带,轴槽公差带,轮毂公差带,较松键联结,一般键联结,较紧键联结,86,87,平键高度：h11；键长：h14；键槽长：H14；轴键槽深度和轮毂键槽深度的极限偏差由GB/T1095-2003专门规定。为了便于测量，在图样上通常对轴键槽深度和轮毂键槽深度分别标注尺寸dt和dt1。,88,非配合尺寸的公差带,b,d-t,t,d+t1,h,d,L,A,A,AA,89,内容回顾：平键公差带图,+0,-,b,h8,H9,D10,h8,N9,JS9,h8,P9,P9,键宽公差带,轴槽公差带,轮毂公差带,较松键联结,一般键联结,较紧键联结,90,为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性，对键和键槽的位置误差要加以控制，应分别规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的对称度公差，一般可按对称度公差79级选取，查表时，公称尺寸是指键宽。,91,键联接形位精度设计,键和键槽配合面的表面粗糙度一般取Ra1.66.3m，非配合面取Ra6.312.5m。,92,表面粗糙度的选择,58H7E,3.2,3.2,12.5,62.3,+0.20,A,16JS9,0.02,1.6,M,A,93,轴的标注示例,0.02A,50,-0.2,0,58r6（）,+0.060,+0.041,A,3.2,3.2,12.5,1.6,16N9（）,0,-0.043,1、标注槽深d-t及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度,94,轮毂的标注示例,1、标注轮毂深d+t1及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度,95,58H7E,3.2,3.2,12.5,62.3,+0.20,A,16JS9,0.02,1.6,M,A,花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），它是把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件，它既可以是固定联结，也可以是滑动联结。,96,花键配合的精度设计,花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键联结，其中以矩形花键联结应用最广泛。,97,花键的分类,花键有如下优点：（1）载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩；（2）导向性好；（3）定心精度高，满足了高精度场合的使用要求。,98,内花键,外花键,矩形花键的基本尺寸：基本尺寸有小径d、大径D、键槽宽B。键数规定为偶数，分别为6、8、10三种。基本尺寸规定了轻、中两个系列，同一小径的轻系列和中系列的键数相同，键宽（键槽宽）也相同，仅大径不同。尺寸精度的规定：花键联结的主要要求是保证内、外花键的同轴度，以及键侧面与键槽侧面接触均匀，保证传递一定的转矩。,99,花键的尺寸精度设计（1）,内外花键的定心要求；侧面传力，需要充分大的有效接触面积以保证使用寿命和联结可靠性；对于滑动花键内外花键之间应有必要的间隙；花键的分度准确要求。,100,花键的使用要求,花键定心方式(三种）,101,三种定心方式：小径d定心，大径D定心，键侧B定心。按前两种定心方式时，定心直径的公差等级要求较高，非定心直径的公差等级要求较低，并且非定心直径表面之间有相当大的间隙，以保证不接触。但是，键和键槽的侧面无论作为定心表面与否，其宽度尺寸都应有足够的精度，因为要传递扭矩和导向。,102,国家标准明确规定采用小径定心，即把小径的结合面作为定心表面，规定较高的精度；其它两个尺寸规定较低的精度。,103,矩形花键的分类：按使用要求分：分为一般使用与精密传动两种。按联结使用要求分：分为滑动、紧滑动和固定三种配合类型。每种情况下花键配合的公差等级都不相同。,104,花键的尺寸精度设计（2）,选择配合种类时，首先要根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定固定联接还是非固定联接。对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长、移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动联接，以保证运动灵活性及配合面间有足够的润滑层。对于内、外花键之间定心精度要求高，传递扭矩大或经常有反向转动的情况，则选用配合间隙较小的紧滑动联接。对于内、外花键间无需轴向移动，只用来传递扭矩，则选用固定联接。,105,矩形花键的公差与配合,尺寸系列：轻、中两个系列，基本尺寸及其规格如表6-8。尺寸公差带：基孔制配合。,106,107,表6-9矩形花键的尺寸公差带（GB/T1144-2001),对矩形花键的形位公差做如下规定：1）因为小径是花键联结的定心