G-常用结合件互换性

1、2022-1-151第第7章章 常用结合件的互换性常用结合件的互换性东华大学 机械工程学院2022-1-152内容概要内容概要q 滚动轴承的互换性滚动轴承的互换性q 键和花键结合的互换性键和花键结合的互换性q 普通螺纹结合的互换性普通螺纹结合的互换性2022-1-1537.17.1、滚动轴承的互换性、滚动轴承的互换性q 滚动轴承的组成和型式滚动轴承的组成和型式q 滚动轴承的精度等级滚动轴承的精度等级q 滚动轴承与轴和外壳孔的配合滚动轴承与轴和外壳孔的配合q 轴和外壳孔的形位公差及表面粗糙度轴和外壳孔的形位公差及表面粗糙度q 滚动轴承的标注滚动轴承的标注2022-1-154一、滚动轴承的组成和型

2、式一、滚动轴承的组成和型式1 1、滚动轴承的组成、滚动轴承的组成内圈、外圈、滚动体内圈、外圈、滚动体(钢球或滚子钢球或滚子)和保持架组成和保持架组成外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架2022-1-1552 2、滚动轴承的型式、滚动轴承的型式按滚动体的形状按滚动体的形状球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承按受负荷的作用方向按受负荷的作用方向向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承向心推力轴承向心推力轴承滚针轴承滚针轴承2022-1-156向心球轴承n向心球轴承是一种通用设计，能够在高速运动中承受不同大小的负荷。n标准的向心球轴承里有一个深沟结构,可以承受来自任意向上的径向负荷和较小轴向负荷.具有最大载荷能

3、力的向心球轴承主要承受径向负荷。n不同的密封配置可以保护滚动轴承内部组件，并能够留置润滑油脂。n向心球轴承广泛应用于普通工业，汽车行业，农业，化工业和家用电器行业。 2022-1-157圆锥滚子轴承 n圆锥滚子轴承可以分离，由内圈与滚子、保持架一起组成的组件和外圈可以分别安装。滚子和滚道接触处修正的接触线可以减少应力集中。圆锥滚子轴承可以承受大的径向载荷和轴向载荷。由于圆锥滚子轴承只能传递单向轴向载荷，因此，为传递相反方向的轴向载荷就需要另一个与之对称安装的圆锥滚子轴承。2022-1-158推力球轴承n推力球轴承由座圈、轴圈和钢球保持架组件三部分构成。与轴配合的称轴圈，与外壳配合的称座圈。n接

4、受力情况分单向推力球轴承和双向推力球轴承。n单向推力球轴承，可承受单向轴向负荷。n双向推力球轴承，可承受双向轴向负荷。双向推力球轴承，其中圈与轴配合。座圈的安装面呈球面的轴承，具有调心性能，可以减少安装误差的影响。n推力球轴承不能承受径向负荷，极限转速较低。n推力球轴承的用途：推力球轴承的用途：只适用于承受一面轴向负荷、转速较低的机件上，例如起重机吊钩、立时水泵、立时离心机、千斤顶、低速减速器等。轴承的轴圈、座圈和滚动体是分离的，可以分别装拆。2022-1-1593 3、滚动轴承的应用、滚动轴承的应用u 通常，滚动轴承用于转动支承通常，滚动轴承用于转动支承u内圈装在传动轴的轴颈上，随内圈装在传

5、动轴的轴颈上，随轴一起旋转，以传递扭矩轴一起旋转，以传递扭矩u 外圈固定于机体孔中，起支承外圈固定于机体孔中，起支承作用作用d内圈的内径内圈的内径d和外圈的外径和外圈的外径D是滚动轴承与结合件配合的公称尺寸是滚动轴承与结合件配合的公称尺寸2022-1-15104 4滚动轴承的结构特点滚动轴承的结构特点v滚动轴承是一种标准件滚动轴承是一种标准件 v有内外两种互换性有内外两种互换性 v滚动轴承的精度要求很高滚动轴承的精度要求很高2022-1-15115 5有关滚动轴承的国标规定有关滚动轴承的国标规定 n滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承本身的尺寸公差、旋转精度（跳

6、轴承本身的尺寸公差、旋转精度（跳动公差等）、测量方法动公差等）、测量方法n还还规定了与滚动轴承相配的箱体孔和规定了与滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸公差、形位公差和表面粗轴颈的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度糙度设计机械需采用滚动轴承时，除了确定滚动轴承设计机械需采用滚动轴承时，除了确定滚动轴承的的型号型号外，还必须选择其外，还必须选择其精度等级精度等级、与轴和外壳、与轴和外壳孔的孔的配合配合、轴和外壳孔的、轴和外壳孔的几何公差几何公差及及表面粗糙度表面粗糙度等参数等参数2022-1-1512二、滚动轴承的精度等级二、滚动轴承的精度等级u滚动轴承按其公称尺寸精度和旋转精度分为滚动轴承按其公称尺寸

7、精度和旋转精度分为五个公差等级，用五个公差等级，用0 0，6 6，5 5，4 4，2 2表示。精度表示。精度依次提高依次提高u 滚动轴承公称尺寸精度滚动轴承公称尺寸精度：轴承内径：轴承内径d d 和外径和外径D D 的制的制造精度；轴承内圈宽度造精度；轴承内圈宽度B B 和外圈宽度和外圈宽度C C的制造精度等的制造精度等u 滚动轴承的旋转精度滚动轴承的旋转精度：轴承内、外圈的径向跳动、：轴承内、外圈的径向跳动、内外圈端面对滚道的轴向跳动等内外圈端面对滚道的轴向跳动等2022-1-1513各级精度等级的应用各级精度等级的应用n0 0级级( (普通精度级普通精度级) )轴承轴承在机械中应用最广在机

8、械中应用最广主要用于中等负荷、中等转速、旋转精度要主要用于中等负荷、中等转速、旋转精度要求不高（大于求不高（大于10um10um）的一般机构中）的一般机构中例如，普通机床中的变速箱和进给箱，汽车、例如，普通机床中的变速箱和进给箱，汽车、拖拉机的变速箱，普通电机、水泵、压缩机拖拉机的变速箱，普通电机、水泵、压缩机和汽轮机中的旋转机构等和汽轮机中的旋转机构等2022-1-1514各级精度等级的应用各级精度等级的应用n6 6级级( (中等精度级中等精度级) )轴承轴承应用于旋转精度和转速应用于旋转精度和转速较高较高的旋转机构中，的旋转机构中，如如普通机床的主轴轴承普通机床的主轴轴承，精密机床传递轴的

9、轴承，精密机床传递轴的轴承n5 5、4 4级级( (高、精精度级高、精精度级) )轴承轴承应用于旋转精度高和转速应用于旋转精度高和转速高高的旋转机构中的旋转机构中如如精密机床的主轴轴承精密机床的主轴轴承、精密仪器和机械使用的、精密仪器和机械使用的轴承轴承n2 2级轴承用于旋转精度和转速很高的旋转机构中级轴承用于旋转精度和转速很高的旋转机构中如如精密坐标镗床的主轴轴承精密坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器和各种、高精度仪器和各种高精度磨床主轴所用的轴承高精度磨床主轴所用的轴承 （小于5um）2022-1-1515三、滚动轴承与轴和外壳孔的配合三、滚动轴承与轴和外壳孔的配合1 1、滚动轴承内、外径的平

10、均直径、滚动轴承内、外径的平均直径d dmpmp、D Dmpmp国标规定了轴承内、外径的平均直径的公国标规定了轴承内、外径的平均直径的公差，用以确定内、外圈结合直径的公差带差，用以确定内、外圈结合直径的公差带2 2、滚动轴承内、外圈结合直径的公差带、滚动轴承内、外圈结合直径的公差带轴承内、外径局部实际尺寸的最大值和最轴承内、外径局部实际尺寸的最大值和最小值的平均值小值的平均值2022-1-1516P200 表7.1和表7.2 v由轴承的内径、外径和精度等级可查出由轴承的内径、外径和精度等级可查出滚动轴承内、外圈平均直径的极限偏差滚动轴承内、外圈平均直径的极限偏差 确定内、外径的公差带确定内、外

11、径的公差带滚动轴承内、外滚动轴承内、外径公差带的特点径公差带的特点？上偏差为零上偏差为零下偏差为负下偏差为负2022-1-15173 3、与轴、外壳孔的配合特点、与轴、外壳孔的配合特点 内圈与轴采用基孔制内圈与轴采用基孔制 外圈与外壳孔采用基轴制外圈与外壳孔采用基轴制查表查表(国标国标)Dd可满足各种旋转机构不同配合性质的需要可满足各种旋转机构不同配合性质的需要又可按标准公差来制造与之相配合的零件又可按标准公差来制造与之相配合的零件2022-1-1518四、滚动轴承配合的选择四、滚动轴承配合的选择选择滚动轴承选择滚动轴承型号和精度等级型号和精度等级查表确定滚动轴承内、外查表确定滚动轴承内、外圈

12、圈基准结合面的基准结合面的公差带公差带 选择与轴承内圈结合的选择与轴承内圈结合的轴轴的公差带的公差带 与外圈结合的与外圈结合的孔孔的公差带的公差带 确定与轴承内、外圈结合的轴和外确定与轴承内、外圈结合的轴和外壳孔的壳孔的形位公差和表面粗糙度形位公差和表面粗糙度2022-1-1519四、滚动轴承配合的选择四、滚动轴承配合的选择 1 1、轴和外壳孔的公差带、轴和外壳孔的公差带2022-1-15202 2、轴和外壳孔公差带的选用、轴和外壳孔公差带的选用 影响公差带选用的因素影响公差带选用的因素 负荷类型负荷类型 负荷大小负荷大小 工作温度工作温度 旋转精度旋转精度 轴向游隙轴向游隙工作工作条件条件其

13、它：配合零件的结构、材料与安装与拆卸其它：配合零件的结构、材料与安装与拆卸2022-1-1521负荷类型负荷类型n局部负荷局部负荷n循环负荷循环负荷n摆动负荷摆动负荷2022-1-1522负荷类型负荷类型选较松的过渡配合或具有极小选较松的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合间隙的间隙配合n局部负荷局部负荷n循环负荷循环负荷n摆动负荷摆动负荷选较紧的过渡配合或过盈量选较紧的过渡配合或过盈量较小的过盈配合较小的过盈配合配合松紧介于循环负荷与局配合松紧介于循环负荷与局部负荷之间部负荷之间2022-1-1523负荷大小负荷大小P 0.07Cn轻负荷轻负荷n正常负荷正常负荷n重负荷重负荷0.07C P 0.

14、15CC-额定负荷额定负荷较重的负荷，选较大的过盈配合较重的负荷，选较大的过盈配合较轻的负荷，选较小的过盈配合较轻的负荷，选较小的过盈配合承受较重的负荷或冲击负荷时，将引起轴承较大的变形，使结合面实际过盈减小和承受较重的负荷或冲击负荷时，将引起轴承较大的变形，使结合面实际过盈减小和轴承内部实际间隙增大，这时为了使轴承旋转正常，应选用较大的过盈配合轴承内部实际间隙增大，这时为了使轴承旋转正常，应选用较大的过盈配合2022-1-1524其他因素其他因素q 选择配合时应考虑温度的影响选择配合时应考虑温度的影响 轴承的内圈可能因热胀而使配合变松轴承的内圈可能因热胀而使配合变松 外圈会因热胀而使配合变紧

15、外圈会因热胀而使配合变紧q 旋转精度要求较高时，应避免采用带间旋转精度要求较高时，应避免采用带间隙的配合，但也不能太紧隙的配合，但也不能太紧2022-1-1525类比法类比法u 应用滚动轴承标准应用滚动轴承标准( (GB/T 275-1993GB/T 275-1993) )推推荐的资料进行选取荐的资料进行选取n表表7.47.4n表表7.57.5n表表7.67.6n表表7.77.72022-1-1526六、滚动轴承的标注六、滚动轴承的标注q 在装配图上在装配图上不用标注轴承的公不用标注轴承的公差等级代号差等级代号只需标注与之相配只需标注与之相配合的轴承座及轴颈合的轴承座及轴颈的公差等级代号的公差

16、等级代号80J735k62022-1-1527零件图上的标注零件图上的标注q在零件图上，在零件图上，应标注以下参应标注以下参数数A A、尺寸公差尺寸公差B B、形状公差形状公差C C、位置公差位置公差D D、表面粗糙度表面粗糙度2022-1-15287.27.2、键和花键结合的互换性、键和花键结合的互换性q 键和花键的基本概念键和花键的基本概念q 平键配合的精度设计平键配合的精度设计q 花键配合的精度设计花键配合的精度设计2022-1-1529一、键和花键的基本概念一、键和花键的基本概念v 1 1、键和花键的作用、键和花键的作用 常用于轴和带毂零件（如齿轮、蜗轮等）常用于轴和带毂零件（如齿轮、

17、蜗轮等）之间的可拆卸联结之间的可拆卸联结 实现周向固定实现周向固定 传递转矩和运动传递转矩和运动 当配合件之间要求作轴向移动时，还可当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起以起导向作用导向作用2022-1-15302 2、键的分类、键的分类u 平键平键u 半圆键半圆键u 斜键斜键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键楔键楔键切向键切向键松连接松连接紧连接紧连接动连接动连接静连接静连接2022-1-1531键的型式及结构键的型式及结构2022-1-15323 3、花键的分类、花键的分类矩形花键联结应用最广泛矩形花键联结应用最广泛花键的优点：定心精度高；导向性好；承载能力强花键的优点：定心精度高；

18、导向性好；承载能力强2022-1-15334 4、矩形花键的定心方式、矩形花键的定心方式A矩形花键国家标准矩形花键国家标准( (GB/T 1144-2001)GB/T 1144-2001)规规定，定，矩形花键用小径定心矩形花键用小径定心n花键的定心方式花键的定心方式2022-1-1534 国家标准规定采用小径国家标准规定采用小径d定心。由于花键定心。由于花键结合面的硬度要求较高，需淬火处理，为了保结合面的硬度要求较高，需淬火处理，为了保证定心表面的尺寸精度和形状精度，淬火后需证定心表面的尺寸精度和形状精度，淬火后需要进行磨削加工。从加工工艺性来看，小径便要进行磨削加工。从加工工艺性来看，小径便

19、于用磨削方法进行精加工（内花键小径可以在于用磨削方法进行精加工（内花键小径可以在内圆磨床上磨削，外花键小径可用成形砂轮磨内圆磨床上磨削，外花键小径可用成形砂轮磨削），因此削），因此GB/T 11442001规定采用小径规定采用小径d定心，对定心小径定心，对定心小径d采用较小的公差等级；非采用较小的公差等级；非定心大径定心大径D采用较大的公差等级，并且非定心采用较大的公差等级，并且非定心直径表面之间留有较大的间隙，以保证它们不直径表面之间留有较大的间隙，以保证它们不接触，从而可获得更高的定心精度，保证花键接触，从而可获得更高的定心精度，保证花键的表面质量，有利于提高连接质量。的表面质量，有利于提

20、高连接质量。 小径小径d定心定心2022-1-1535二、平键配合的精度设计二、平键配合的精度设计n1 1、平键联结的配合制、平键联结的配合制bt1th 平键为标准件，且键平键为标准件，且键又为外表面又为外表面键连接的配合尺寸是键键连接的配合尺寸是键和键槽宽和键槽宽 键与轴槽、键与轮毂键与轴槽、键与轮毂槽的配合均槽的配合均采用基轴制采用基轴制 国家标准对键宽只规国家标准对键宽只规定了一种定了一种公差带公差带h8h8为了保证键与键槽侧面接触良好又便于拆卸，键与键槽采用过渡配合或小间隙配合，为了保证键与键槽侧面接触良好又便于拆卸，键与键槽采用过渡配合或小间隙配合，其中键与轴槽宽配合应较紧，而键与轮

21、毂槽宽的配合可较松其中键与轴槽宽配合应较紧，而键与轮毂槽宽的配合可较松2022-1-1536二、平键配合的精度设计二、平键配合的精度设计n2 2、平键公差带图、平键公差带图bh8h8h8H9N9P9D10P9JS9较松较松连接连接一般一般连接连接较紧较紧连接连接键公差带键公差带轴槽公差带轴槽公差带轮毂槽公差带轮毂槽公差带P209+0-导向平键导向平键小载荷小载荷重载、冲击载荷、双向扭矩重载、冲击载荷、双向扭矩2022-1-1537二、平键配合的键槽剖面尺寸及极限公差二、平键配合的键槽剖面尺寸及极限公差n见表见表7-97-92022-1-1538二、平键配合的精度设计二、平键配合的精度设计n4

22、4、表面粗糙度、表面粗糙度 键槽侧面取键槽侧面取RaRa为为1.61.66.36.3mm 其他非配合面取其他非配合面取RaRa为为6.36.312.512.5mm2022-1-1539二、平键配合的精度设计二、平键配合的精度设计n5 5、轴和轮毂的图样标注示例、轴和轮毂的图样标注示例2022-1-1540三、矩形花键配合的精度设计三、矩形花键配合的精度设计o 花键分为花键分为内花键内花键（花键孔）和（花键孔）和外花键外花键（花键轴）（花键轴）o 把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件o 既可以是固定联结，也可以是滑动联结既可以是固定联结，也可以是滑动联结o

23、 与键联结相比，与键联结相比，花键联结有联结可靠，强度高，花键联结有联结可靠，强度高，可以传递较大的转矩，且孔、轴定心精度高和可以传递较大的转矩，且孔、轴定心精度高和导向精度高等优点导向精度高等优点2022-1-1541n1 1、矩形花键联结的配合制、矩形花键联结的配合制 采用采用基孔值配合基孔值配合，减少拉刀的数目，减少拉刀的数目三、矩形花键配合的精度设计三、矩形花键配合的精度设计2022-1-1542n2 2、矩形花键的公差与配合、矩形花键的公差与配合三、矩形花键配合的精度设计三、矩形花键配合的精度设计P2132022-1-1543n3 3、形位公差设计、形位公差设计 内、外花键小径内、外

24、花键小径d d的极限尺寸应遵守包容原则的极限尺寸应遵守包容原则 位置度公差（键、槽的等分度、对称度等）位置度公差（键、槽的等分度、对称度等）按按GB/T 11442001选取，选取，P213三、矩形花键配合的精度设计三、矩形花键配合的精度设计n4 4、表面粗糙度、表面粗糙度RaRa内花键：小径表面不大于内花键：小径表面不大于0.8um, 键槽侧面不大于键槽侧面不大于3.2um,大径表面大径表面不大于不大于6.3um;外花键：小径表面不大于外花键：小径表面不大于0.8um, 键槽侧面不大于键槽侧面不大于0.8um,大径表面大径表面不大于不大于3.2um;2022-1-1544n5 5、花键连接在

25、图纸上的标注、花键连接在图纸上的标注三、矩形花键配合的精度设计三、矩形花键配合的精度设计n 矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花键规格规定的次序标注，即按照花键规格规定的次序标注，即N Nd dD DB B。即：即：n 内花键：内花键：6 62828H6H632H1032H107H97H9n 外花键：外花键：6 62828g5g532a1132a117f77f7n 花键副：花键副：7f9H11a10H5g6H2862022-1-15457.37.3、普通螺纹结合的互换性、普通螺纹结合的互换性q 普通螺纹的种类和使用要求普通螺纹的种类和使用要求q 普通螺纹的

26、主要几何参数普通螺纹的主要几何参数q 螺纹几何参数对互换性的影响螺纹几何参数对互换性的影响q 螺纹的精度设计螺纹的精度设计2022-1-1546一、普通螺纹键的种类和使用要求一、普通螺纹键的种类和使用要求u 按用途分按用途分n普通螺纹普通螺纹n传动螺纹传动螺纹n紧密螺纹紧密螺纹 u 使用要求使用要求 可旋合性可旋合性 连接可靠性连接可靠性2022-1-1547二、普通螺纹键的主要几何参数二、普通螺纹键的主要几何参数u 大径大径( (d d 或或D D )-)-公称直径公称直径u 小径小径( (d d1 1 或或D D1 1 ) )u 中径中径( (d d2 2 或或D D2 2 ) )u 单一

27、中径单一中径u 牙型角牙型角和牙型半角和牙型半角/2/2u 螺距螺距P与导程与导程Pn Pn=nP（n-线数）线数）u 螺纹旋合长度螺纹旋合长度L L2022-1-1548三、螺纹几何参数对互换性的影响三、螺纹几何参数对互换性的影响u 影响螺纹结合互换性的主要几何参数误差影响螺纹结合互换性的主要几何参数误差n螺距误差螺距误差n牙型半角误差牙型半角误差n中径误差中径误差2022-1-1549螺距误差的影响螺距误差的影响（影响旋合性与连接强度）（影响旋合性与连接强度）PfP732. 1螺距误差的螺距误差的中径当量中径当量螺距累积误差螺距累积误差2022-1-1550牙型半角误差的影响牙型半角误差的影响22073. 022112K