零件典型表面的公差配合(清华课件))

1、http:/ 案例导入案例导入n在机械传动装置减速器等的几何量精度设计中，有许多典型表面的结合，如图1.1所示，有标准件键5、12、16与输入轴和输出轴上轴(键)槽或与带孔齿轮11上轮毂槽的配合；有输入轴(或称齿轮轴)上齿轮与带孔齿轮啮合。键和齿轮以及螺纹、圆锥等为典型表面，它们的精度设计在机械产品的精度设计中所占的比重较大。国家相关标准对这些典型表面的公差与配合作了哪些规定？应如何选择公差与配合？如何正确地标注？http:/ 键与花键的公差配合与检测键与花键的公差配合与检测n7.2 螺纹的公差配合与检测螺纹的公差配合与检测n7.3 圆柱齿轮传动的精度与检测圆柱齿轮传动的精度与检测n7.4 圆

2、锥结合的公差配合与检测圆锥结合的公差配合与检测 n7.5 习题与练习习题与练习 http:/ 键联接的公差配合与检测键联接的公差配合与检测n7.1.2 矩形花键联接的公差配合与检测矩形花键联接的公差配合与检测n7.1.3 本节实训本节实训 http:/ (45mm)结合输出扭矩，它们都是由键联接实现的。如何选择键联接的尺寸，确定相应的配合公差？本节结合实例分别介绍平键和矩形花键结合的公差与配合。http:/ 键联接的结构和几何参数键联接的结构和几何参数n键联接又分为单键联接和花键联接。单键按其结构形式的不同分为平键(包括普通平键、导向平键、薄形平键)、半圆键、楔键(包括普通楔键、钩头楔键)和切

3、向键四种。各种单键的结构见表7.1。 http:/ 普通平键联接结构形式普通平键联接结构形式http:/ 10952003平键 键槽的剖面尺寸对轴槽宽规定了三种公差带，代号分别为H9、N9、P9；对毂槽宽也规定了三种公差带，代号为D10、JS9、P9。键宽和键槽宽的公差带如图7.2所示。分别构成较松联接、正常联接和紧密联接三组不同的配合，以满足不同的使用要求。平键联接的三组配合及其应用见表7.4。http:/ 平键联接键宽与槽宽的公差带图平键联接键宽与槽宽的公差带图http:/ 已知如图1.1所示的齿轮减速器输出轴与齿轮配合56H7/h6，采用普通平键联接传递扭矩，齿轮宽度B=63mm，试选择

4、平键的规格，确定键槽的相应尺寸及其极限偏差、形位公差和表面粗糙度，并作图表示，将选择结果标注在图样上。(详解见书226页)http:/ http:/ 槽宽极限量规槽宽极限量规 (b) 轮毂槽深极限量规轮毂槽深极限量规 (c) 轴槽深极限量规轴槽深极限量规n图图7.4 键槽尺寸检验极限量规键槽尺寸检验极限量规 http:/ 键槽的对称度量规键槽的对称度量规 http:/ 矩形花键的几何参数矩形花键的几何参数http:/ n矩形花键联接内、外花键定心小径的极限尺寸遵守包容要求。n内、外花键的位置度误差将会影响花键联接的键侧配合间隙，国家标准规定了相应的位置度公差，且遵守相关要求，矩形花键的位置度公

5、差和标注见表7.7。n国家标准还对矩形花键的对称度和等分度提出了公差要求，键宽和键槽宽的对称度公差和标注见表7.8。 n矩形花键各配合表面的表面粗糙度推荐值见表7.9。http:/ 某花键联接，键数N=6，定心小径d=23H7/f7，大径D=26H10/a11，键宽B=6H11/d10，试进行标记。n【解】 标记如下。n花键规格：NdDB为623266。n花键副：623H7/f726H10/a116H11/d10，GB/T 11442001。n内花键：623H726H106H11，GB/T 11442001。n外花键：623f726a116d10，GB/T 11442001。http:/ 矩形

6、花键综合量规矩形花键综合量规 http:/ 花键的极限量规花键的极限量规http:/ 说明减速器输出轴端(45mm)选用哪种单键联接？选择键的规格尺寸，并确定相应键槽的尺寸与公差；确定键16与输出轴外伸出端的轴槽配合代号和与键有关尺寸及公差(包括：键宽尺寸及其公差、槽底到轴颈素线的距离尺寸d-及公差)；确定轴槽的形位公差项目、等级及公差值；确定轴槽各表面的表面粗糙度要求。最后将选择结果标注在图2.2中。n(2) 若要合格地检测轴槽，请问用何种方法来测量尺寸误差和形位误差？n(3) 如果输出轴端选用楔键进行联接，能否满足使用要求？容易产生什么问题？http:/ n在某机床变速箱中，某一滑移齿轮拟

7、选用矩形花键联接，规格为632366，内、外花键表面的硬度要求4045HRC，齿轮的精度等级为6GB/T 10095.122001，试确定：n(1) 内、外花键的尺寸极限偏差、形位公差和表面粗糙度。n(2) 用综合通规和单项止规分别检测内、外花键是否合格？ n(3) 分析花键联接所采用的公差原则。http:/ 概述概述n7.2.2 普通螺纹的公差配合普通螺纹的公差配合n7.2.3 机床丝杠和螺母的公差机床丝杠和螺母的公差n7.2.4 普通螺纹的检测普通螺纹的检测n7.2.5 本节实训本节实训 http:/ http:/ 牙型角牙型角()和牙型半角和牙型半角(/2)。在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的

8、夹角，称为牙型角；牙型角的一半为牙型半角。普通螺纹的牙型角=60，牙型半角/2=30。n2) 大径大径(D或或d)。是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。D表示内螺纹的大径，d表示外螺纹的大径。国家标准规定，普通螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称直径。普通螺纹的螺距分为粗牙和细牙两种，n直径与螺距标准组合系列见表7.10。 http:/ 普通螺纹的基本牙型普通螺纹的基本牙型http:/ 普通螺纹的基本牙型普通螺纹的基本牙型http:/ 普通螺纹的中径与单一中径普通螺纹的中径与单一中径http:/ 作用中径。作用中径。在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。这个假

9、想螺纹具有理想的螺距、半角以及牙型高度，并在牙顶处和牙底处留有间隙，以保证包容时不与实际螺纹的大、小径发生干涉。内、外螺纹的作用中径如图7.11所示。n7) 螺距螺距(P)。是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。普通螺纹的基本尺寸见表7.11。http:/ 外螺纹的作用中径外螺纹的作用中径http:/ 导程导程(L)。同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对于单线(头)螺纹，L=P；对于多线(头)螺纹，导程等于螺距与线数n的乘积：L=nP。n9) 螺纹升角螺纹升角( )。在中径圆柱或圆锥上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。n10)旋合长度。旋合长度。两个相互配

10、合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。http:/ n1)螺距误差对螺纹互换性的影响螺距误差对螺纹互换性的影响n对于紧固螺纹，螺距误差主要影响螺纹的可旋合性和联接的可靠性；对于传动螺纹，螺距误差会影响螺纹的传动精度，并影响螺纹牙上载荷分布均匀性。n2)牙型半角误差及其中径当量值牙型半角误差及其中径当量值n牙型半角误差是指实际牙型半角 与公称牙型半角 之差，即 。牙型半角误差产生的原因主要是实际牙型角的角度误差或牙型角方向偏斜。 http:/ 和 ，当内、外螺纹旋合时，牙型将产生干涉(见图中阴影部分)。 n对于普通螺纹，内、外螺纹都会产生牙型半角误差，中径当量值计算如下。n当 时，如图7.1

11、3(a)所示，将会在外螺纹的顶部 处发生干涉http:/ 时，如图时，如图7.13(b)所示，将会在外螺纹的底部所示，将会在外螺纹的底部 处发生干涉处发生干涉n但实际情况是，同一牙型的左右半角并不一定对称，左右半但实际情况是，同一牙型的左右半角并不一定对称，左右半角误差也并不一定相等，对互换性的影响也就不同。如图角误差也并不一定相等，对互换性的影响也就不同。如图7.13(c)所示，中径当量值所示，中径当量值 可根据具体情况按下式计算：可根据具体情况按下式计算：http:/ 牙型半角误差对旋合性的影响牙型半角误差对旋合性的影响 http:/ 牙型半角误差对旋合性的影响牙型半角误差对旋合性的影响

12、http:/ 中径误差对螺纹互换性的影响中径误差对螺纹互换性的影响n在螺纹的制造过程中，螺纹中径也会出现误差，此时如果外螺纹的中径大于内螺纹的中径时，外螺纹就无法旋合拧入；而当外螺纹的中径过小，外螺纹拧入后内、外螺纹的间隙过大，配合过松，影响联接的紧密性和联接强度。为了保证螺纹联接的配合质量和联接强度，必须控制严格中径误差。n由牙型半角误差折算成中径当量值 。内、外螺纹中径总公差 ( )应满足以下关系式http:/ 中径合格性判断原则中径合格性判断原则n国家标准普通螺纹的公差与配合(GB/T 1972003)中，规定判断螺纹中径合格性的原则应遵守泰勒原则，即实际螺纹的作用中径(d 、D )不允

13、许超出最大实体牙型的中径；实际螺纹任何部位的实际中径(单一中径)不允许超出最小实体牙型的中径。n内、外螺纹能正确旋合，合格螺纹的中径应满足以下关系。n对于外螺纹： ， ；n对于内螺纹： ， 。http:/ 1972003)中，列出了普通螺纹的公差等级，分别规定了内、外螺纹的中径和顶径公差，普通螺纹的公差等级见表7.12。其中6级是基本级，3级公差值最小，精度最高；9级精度最低。n2.普通螺纹的公差带普通螺纹的公差带n1)普通螺纹的标准公差普通螺纹的标准公差n在不同的公差等级中，各直径的公差值按表7.13的公式进行计算。公式中k为公差等级系数，按表7.14选取。n内螺纹顶径(小径)公差Td1和外

14、螺纹顶径(大径)公差Td见表7.15。n内螺纹中径公差Td2和外螺纹中径公差Td2见表7.16。http:/ 内、外螺纹的基本偏差内、外螺纹的基本偏差http:/ Ln(2.246.7)Pd 0.2n国家标准对螺纹联接规定了三组旋合长度，分别为短旋合长度组(S)、中等旋合长度组(N)和长旋合长度组(L)，各组的长度范围见表7.17。n4.螺纹的推荐公差带螺纹的推荐公差带n螺纹精度的高低，直接影响到螺纹加工的难易程度。为了减少螺纹加工刀具和检测量具的规格和种类，国家标准推荐了常用的公差带，见表7.18。 http:/ 1972003普通螺纹 公差的基本偏差和公差，GB/T 25162003普通螺

15、纹 极限偏差规定了普通螺纹(一般用途米制螺纹)中径和顶径的极限偏差。n螺纹中径和顶径的极限偏差见表7.19。表中还给出了机械设计中用于计算应力的外螺纹小径偏差。n6.普通螺纹的标记普通螺纹的标记n螺纹的完整标记由螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号及其他有必要说明的个别信息等组成。n1)螺纹特征代号用字母螺纹特征代号用字母“M”表示。表示。n2)尺寸代号。尺寸代号。单线螺纹的尺寸代号为“公称直径螺距”，单位为mm。对于粗牙螺纹，螺距项省略不标。如：M81。http:/ n国家标准规定，下列中等精度螺纹不标注公差带代号(省略)。n内螺纹：5H，公称直径1.4mm；6H，公称直径1.6mm；n外螺纹

16、：6h，公称直径1.4mm；6g，公称直径1.6mm。n(4) 有必要说明的其他信息，包括螺纹的旋合长度和旋向。有必要说明的其他信息，包括螺纹的旋合长度和旋向。n对短旋合长度组和长旋合长度组的螺纹，应在公差带代号后分别标注“S”和“L”代号，旋合长度代号与公差带代号之间用“”分开。中等旋合长度组螺纹不标注(省略)旋合长度代号“N”。http:/ 28861992机床梯形螺纹丝杠、螺母技术条件，将机床梯形丝杠和螺母的精度分为七个精度等级，即3、4、5、6、7、8和9级，其中3级精度最高，其次依次降低，其应用范围见表7.20。http:/ n如图7.17所示为用塞规检验内螺纹的图例。 http:/

17、 用螺纹环规和光滑极限量规检验外螺纹用螺纹环规和光滑极限量规检验外螺纹http:/ 用螺纹塞规和光滑极限量规检验内螺纹用螺纹塞规和光滑极限量规检验内螺纹http:/ n2)用万能工具显微镜测量螺纹各参数单项测量，还可用万能工具显微镜测量螺纹的各种参数。 http:/ 用三针法测量外螺纹的单一中径用三针法测量外螺纹的单一中径 http:/ 影像法测量螺纹的主要参数n实训目的实训目的n(1)了解工具显微镜的测量原理及结构特点。n(2)熟悉用工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。n实训内容实训内容n用工具显微镜测量外螺纹中径、牙型半角、螺距等主要参数。n计量器具及测量原理n工具显微镜常用于测量螺纹量规

18、、螺纹刀具、齿轮滚刀和轮廓样板等，它属于影像法测量。n大型工具显微镜的外形如图7.19所示，它主要由目镜1、圆工作台6、底座8、支座13、立柱14、立臂15和千分尺7、11等部分组成。转动手轮12，可使立柱绕支座左右摆动，转动手轮9，可使工作台绕轴心线旋转；转动千分尺旋钮11、7，可使工作台纵向、横向移动。http:/ 大型工具显微镜外形图大型工具显微镜外形图 n1目镜；目镜；2米字线旋转手轮；米字线旋转手轮；3角度读数目镜光源；角度读数目镜光源；4显微镜筒；显微镜筒；5顶尖座；顶尖座；6圆工作台圆工作台7横向千分尺；横向千分尺；8底座；底座；9圆工作台转动手轮；圆工作台转动手轮；10顶尖；顶

19、尖；11纵向千分尺；纵向千分尺；12立柱倾斜手轮立柱倾斜手轮13支座；支座；14立柱；立柱；15支臂；支臂；16锁紧螺钉；锁紧螺钉；17升降手轮；升降手轮；18角度示值目镜角度示值目镜http:/ http:/ 工具显微镜的光学系统工具显微镜的光学系统n1主光源；主光源；2聚光镜；聚光镜；3滤色片；滤色片；4光阑；光阑；6反射镜；反射镜；7透镜；透镜；8玻璃工作台；玻璃工作台；n9工件；工件；10物镜组；物镜组；11反射棱镜；反射棱镜；12反射镜；反射镜；13米字线分划板；米字线分划板；14角度示值目镜；角度示值目镜；15目目镜镜http:/ 螺纹中径测量。螺纹中径是指在螺纹轴向截面上，母线通

20、过牙型上沟槽和凸起宽度相等并和螺纹轴线同轴的假想圆柱面的直径。n(2) 牙型半角测量。螺纹牙型半角是指在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。n(3) 螺距测量。螺距(P)是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。http:/ 外螺纹中径的测量n实训目的实训目的n熟悉外螺纹中径的测量原理和测量方法n实训内容实训内容n(1) 用螺纹千分尺测量外螺纹中径。n(2) 用三针法测量外螺纹中径。n计量器具及测量原理n(1) 用螺纹千分尺测量外螺纹中径。螺纹千分尺的外形如图7.25所示。其构造与外径千分尺基本相同，只是在测头的两端分别装有特殊的测量砧头1和2，可用来直接测量外螺纹的中径。 http:

21、/ 螺纹千分尺和中径测量示意图螺纹千分尺和中径测量示意图n1、2砧头；砧头；3样板样板http:/ n测量M值的计量器具种类很多，可根据被测工件的精度要求来选取。本实训采用杠杆千分尺测量，如图7.27所示。n实训步骤实训步骤n(1)用螺纹千分尺测量外螺纹中径：n根据被测螺纹的螺距选取一对测量头。n擦净仪器和被测螺纹，校正螺纹千分尺零位。n将被测螺纹放入两测量头之间，找准中径部位。n分别在同一截面上相互垂直的两个方向测量螺纹中径，然后取其平均值作为螺纹的实际中径，并依次判断被测螺纹中径的适用性。http:/ 杠杆千分尺杠杆千分尺n1固定量砧；固定量砧；2活动量；活动量；3刻度套筒；刻度套筒；4微

22、分筒；微分筒；5活动量砧锁紧环；活动量砧锁紧环；6指示表指示表http:/ 用三针测量外螺纹的中径用三针测量外螺纹的中径n根据被测螺纹的螺距，计算并选取最佳的量针直径d0。n在尺座上安装好杠杆千分尺和三针。n擦拭干净仪器和被测螺纹，校正杠杆千分尺零位。n将三针放入螺纹牙槽中，旋转杠杆千分尺的微分筒，使测量头两端与三针接触，读出尺寸M的数值。n分别在同一截面上相互垂直的两个方向测量螺纹中径，然后取其平均值作为螺纹的实际中径，并依次判断被测螺纹中径的适用性。 http:/ 概述概述n7.3.2 单个齿轮的评定指标及检测单个齿轮的评定指标及检测n7.3.3 渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标

23、准n7.3.4 齿轮副的精度和齿侧间隙齿轮副的精度和齿侧间隙n7.3.5 圆柱齿轮的精度设计圆柱齿轮的精度设计n7.3.6 齿轮精度检测齿轮精度检测(GB/T 186202001)n7.3.7 本节实训本节实训 http:/ 传递运动的准确性。 n(2) 传动的平稳性。 n(3) 荷载分布的均匀性。n(4) 齿侧间隙。 http:/ http:/ 滚齿加工示意图滚齿加工示意图n1分度蜗杆；分度蜗杆；2分度蜗轮；分度蜗轮；3心轴；心轴；4工件工件(齿坯齿坯)；5滚刀滚刀http:/ n2)运动偏心运动偏心n运动偏心是由于齿轮加工机床分度蜗轮本身的制造误差以及安装过程中分度蜗轮轴线与工作台旋转轴线

24、不重合引起的。 n3)机床传动链周期误差机床传动链周期误差n加工直齿轮时，传动链中分度机构各元件的误差，尤其是分度蜗杆由于安装偏心引起的径向跳动和轴向窜动，将会造成蜗轮(齿坯)在一周范围内的转速出现多次的变化，引起加工齿轮的齿距偏差和齿形偏差。 n4)滚刀的制造和安装误差滚刀的制造和安装误差n滚刀本身在制造过程中所产生的齿距、齿形等误差，都会在作为刀具加工齿轮的过程中被复映到被加工齿轮的每一个齿上，使被加工齿轮产生齿距偏差和齿廓形状偏差。http:/ n图7.29 齿轮的周期性偏差http:/ 10095.12001)nGB/T 10095.12001适用于基本齿廓符合GB 13562001渐

25、开线圆柱齿轮基本齿廓规定，法向模数mn0.570mm，分度圆直径d0.510000mm，齿宽b41000mm的单个渐开线圆柱齿轮。n1)切向综合总偏差切向综合总偏差(Fi)n切向综合总偏差是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值，如图7.30所示。n 2)一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差(fi)n一齿切向综合偏差是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一齿距角内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值，如图7.30所示。 http:/ 切向综合偏差切向综合偏差http:/ n(5) 齿距累积总偏差齿距累积总偏差(FP

26、)n齿距累积总偏差是指齿轮同侧齿面任意弧段(k=1z)内的最大齿距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。齿距累积总偏差FP反映了齿轮一转中传动比的变化，故可作为评定齿轮运动准确性的偏差项目。http:/ 单个齿距偏差单个齿距偏差http:/ 齿距累积偏差齿距累积偏差http:/ )n齿廓总偏差是指在计值范围( )内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离，如图7.33(a)所示。 n齿廓形状偏差( )n齿廓形状偏差是指在计值范围( )内，包容实际齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数，如图7.33(b)所示。n齿廓倾斜偏差( )n在计

27、值范围的两端，与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离，如图7.33(c)所示。http:/ http:/ )n螺旋线总偏差是指在计值范围( )内，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离，如图7.34(a)所示。n螺旋线形状偏差( )n螺旋线形状偏差是指在计值范围( )内，包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均螺旋线迹线的距离为常数，如图7.34(b)所示。n螺旋线倾斜偏差( )n螺旋线倾斜偏差是指在计值范围( )的两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离，如图7.34(c)所示。http:/ http:/ 10095.22001)

28、nGB/T 10095.22001适用于基本齿廓符合GB 13562001渐开线圆柱齿轮基本齿廓规定，法向模数mn0.210mm，分度圆直径d0.51000mm的单个渐开线圆柱齿轮。n1) 径向综合总偏差( )n2)一齿径向综合偏差( )n3)齿轮径向跳动( )http:/ 10095.12001对轮齿同侧齿面偏差要素偏差(如齿距、齿廓、螺旋线等)和切向综合偏差的公差，规定了13个精度等级，用数字012由高到低的顺序排列，其中0级精度最高，12级精度最低。nGB/T 10095.22001对径向综合偏差的公差和规定了9个精度等级，其中4级精度最高，12级精度最低。在附录B中给出了径向跳动的公差

29、值，其中，0级为最高精度等级，12级为最低精度等级。n2.齿轮的公差齿轮的公差n轮齿同侧齿面偏差的公差或极限偏差表中的数值，是用“齿轮精度结构”中对5级精度规定的公式乘以级间公比计算出来的。n5级为齿轮偏差的基本精度等级，它是计算其他等级偏差允许值的基础。5级精度的齿轮偏差允许值的计算式见表7.29。n轮齿同侧齿面偏差的公差或极限偏差见表7.307.33，径向综合偏差和径向跳动公差见表7.347.35。n单个齿距极限偏差和齿距累积公差值见表7.30 http:/ n齿轮的加工、检验和装配，应尽量采取基准一致的原则。通常将基准轴线与工作轴线重合，即将安装面作为基准面。一般采用齿坯内孔和端面作为基

30、准，因此，基准轴线的确定有以下三种基本方法。n(1)由两个“短的”圆柱或圆锥形基准面上设定的两个圆的圆心来确定基准轴线，如图7.37所示。n(2)由一个“长的”圆柱或圆锥形的面来同时确定轴线的位置和方向，孔的轴线可以用与之正确装配的工作心轴的轴线来表示，如图7.38所示。n(3)用一个“短的”圆柱形基准面上的一个圆的圆心来确定轴线的位置，轴线方向垂直于一个基准面，如图7.39所示。n上述基准面的精度对齿轮的加工质量有很大影响，因此，应控制其形状和位置公差。所有基准面的形状公差应不大于表7.37中的规定值。n确定轴线的安装基准面的径向跳动公差见表7.38。n齿轮各表面的表面粗糙度Ra推荐值见表7

31、.39。http:/ 齿轮精度等级的标注方法示例齿轮精度等级的标注方法示例n【例7.3】 7 GB/T 10095.12001n表示齿轮各项偏差项目均应符合GB/T 10095.12001的要求，精度均为7级。n【例7.4】 7FP 6(F、F)GB/T 10095.12001n表示齿轮偏差均按GB/T 10095.12001的要求，但是FP精度为7级，F与F精度均为6级。http:/ n中心距偏差fa是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实际中心距与公称中心距之差，如图7.40所示。齿轮副中心距的尺寸偏差大小不但会影响齿轮侧隙，而且对齿轮的重合度产生影响，因此必须加以控制。n2)轴线平行度偏差 和n

32、由于轴线平行度与其向量的方向有关，所以规定了轴线平面内的平行度偏差 和垂直平面上的平行度偏差 。如果一对啮合的圆柱齿轮的两条轴线不平行，形成了空间的异面(交叉)直线，则将影响齿轮的接触精度，因此必须加以控制，如图7.40所示。n表7.40给出了中心距极限偏差，供参考。http:/ n接触斑点在齿面展开图上用百分比计算。n沿齿高方向：接触痕迹高度hc与有效齿面高度h之比的百分数，即hc/h100%。n沿齿长方向：接触痕迹宽度bc与工作长度b之比的百分数，即bc/b100%。n国家标准给出了装配后齿轮副接触斑点的最低要求，见表7.41。http:/ jwt 和法向侧隙jbn。n圆周侧隙jwt是指安

33、装好的齿轮副，当其中一个齿轮固定时，另一个齿轮在圆周方向的转动量，以节圆弧长计值。n (2) 最小侧隙最小侧隙jbmin的确定的确定njbmin是当一个齿轮的齿以最大允许实效齿厚(实效齿厚是指测量所得的齿厚加上轮齿各要素偏差及安装所产生的综合影响在齿厚方向的量)与一个也具有最大允许实效齿厚的相匹配的齿在最小的允许中心距啮合时，在静态下存在的最小允许侧隙。http:/ http:/ 公法线长度偏差公法线长度偏差Ebnn公法线长度偏差为公法线实际长度与公称长度之差。公法线长度是在基圆柱切平面(公法线平面)上跨k个齿，在接触到一个齿的右齿面和另一个齿的左齿面的两个平行平面之间测得的距离，如图7.44

34、所示。n对于大模数的齿轮，生产中通常测量齿厚控制侧隙；齿轮齿厚的变化必然会引起公法线长度的变化，在中、小模数齿轮的批量生产中，常采用测量公法线长度的方法来控制齿侧间隙。n公法线长度尺寸的公称值由下式计算。http:/ http:/ 选择最小侧隙和计算齿厚偏差选择最小侧隙和计算齿厚偏差n参照本章7.3.4节的内容，由齿轮副的中心距合理地确定最小侧隙值，计算确定齿厚极限偏差。n4) 确定齿坯公差和表面粗糙度确定齿坯公差和表面粗糙度n根据齿轮的工作条件和使用要求，参照本章7.3.3节的内容确定齿坯的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。n5) 绘制齿轮工作图绘制齿轮工作图n绘制齿轮工作图，填写规格数据表，

35、标注相应的技术要求。http:/ 如图1.1所示的减速器中输出轴上直齿圆柱齿轮，已知：模数m =2.75mm，齿数Z=82，齿形角=20，齿宽b=63mm，中心距a =143mm；孔径D =56mm，输出转速nn=805转/分，轴承跨距L=110mm，齿轮材料为45号钢，减速器箱体材料为铸铁，齿轮工作温度55，减速器箱体工作温度为35，小批量生产。输入轴上齿轮齿数=22。n试确定齿轮的精度等级、检验组、有关侧隙的指标、齿坯公差和表面粗糙度，并绘制齿轮工作图。(详解见书第287289页) http:/ 2. 齿廓偏差测量齿廓偏差测量n齿廓偏差的测量通常在渐开线检查仪上进行。渐开线检查仪分为万能渐

36、开线检查仪和单盘式渐开线检查仪两种。如图7.47所示为单盘式渐开线检查仪示意图，其中(a)图为工作原理图，(b)图为检查仪结构图。 http:/ 螺旋线偏差测量n直齿圆柱齿轮的 可用如图7.48所示的方法测量。被测齿轮连同测量心轴安装在具n有前后顶尖的测量仪器上，将测量棒分别置于齿轮相隔90的齿槽间1、2的位置，分别在测量棒两端打表，测得的两次示值差就可近似地作为直齿圆柱齿轮的螺旋线偏差(齿向偏差)。http:/ n用齿厚游标卡尺测量齿厚偏差，是以齿顶圆为基准的。测量前，首先计算被测齿轮的弦齿高hyc和弦齿厚Sync，当齿顶圆直径为公称值时，计算公式如下。http:/ 径向跳动检测径向跳动检测

37、n1底座；底座；2滑板；滑板；3纵向位置手轮；纵向位置手轮；4立柱；立柱；5锁紧旋；锁紧旋；6手柄；手柄；7顶尖座；顶尖座；8调节螺母；调节螺母；9回转盘；回转盘；10手柄手柄(控制指示表控制指示表)；11指示表指示表http:/ n7.径向综合偏差测量径向综合偏差测量n径向综合偏差的检测采用齿轮双面啮合综合检查仪，如图7.54所示。 n8.公法线测量公法线测量n公法线长度常用公法线指示卡规、公法线千分尺或万能测齿仪测量。公法线千分尺测量如图7.55所示。 http:/ 公法线长度测量公法线长度测量http:/ 圆锥配合的分类和基本参数圆锥配合的分类和基本参数n7.4.2 圆锥公差圆锥公差n7

38、.4.3 圆锥配合圆锥配合n7.4.4 圆锥的公差注法圆锥的公差注法n7.4.5 锥度与圆锥角的检测锥度与圆锥角的检测n7.4.6 本节实训本节实训 http:/ 间隙配合。间隙配合。间隙配合具有间隙，间隙大小可以调整，零件易拆开，相互配合的内、外圆锥能相对运动。例如机床顶尖、车床主轴的圆锥轴颈与滑动轴承配合等。n(2) 紧密配合。紧密配合。紧密配合很严密，可以防止漏气、漏水。例如内燃机中阀门与阀门座的配合。然而，为了使配合的圆锥面有良好的密封性，内、外圆锥要成对研磨，因而这类圆锥不具有互换性。n(3) 过盈配合。过盈配合。过盈配合具有自锁性，过盈量大小可调，用以传递扭矩，而且装卸方便。例如机

39、床主轴锥孔与刀具(钻头、立铣刀等)锥柄的配合。http:/ n(2)圆锥结合的配合性质可以调整。 n(3)圆锥结合具有密封性好，内、外圆锥的表面经过配对研磨后，配合起来具有良好的自锁性和密封性，常被用在防止漏气、漏水等场合。n3.圆锥配合的基本参数圆锥配合的基本参数n圆锥配合中的基本参数如图7.57所示。n(1)圆锥角是指在通过圆锥轴线的截面内，两条素线之间的夹角，用符号表示。n(2)圆锥素线角是指圆锥素线与其轴线之间的夹角，它等于圆锥角之半，即/2。n(3)圆锥直径是指与圆锥轴线垂直的截面内的直径，有内、外圆锥的最大直径Di、De，内、外圆锥的最小直径di、de，给定截面x处圆锥直径dx。

40、http:/ 圆锥长度指圆锥的最大直径截面与最小直径截面之间的轴向距离。圆锥长度用Ln表示，外圆锥长度为Le，内圆锥长度为Li。n(5) 圆锥配合长度是指内、外圆锥配合面的轴向距离，用符号H表示。n(6) 锥度是指两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径之差与该两截面之间的轴向距离之比，用符号C表示。如圆锥最大直径D和圆锥最小直经d之差与圆锥长度L之比即为锥度C。http:/ 基面距是指相互结合的内、外圆锥基准面间的距离，用符号a表示。n(8) 轴向位移是指相互结合的内、外圆锥，从实际初始位置(Pa到终止位置Pf所移动的距离，用符号Ea表示，如图7.58所示。nGB/T 1572001产品几何量技术规范

41、(GPS) 圆锥的锥度与锥角系列规定了机械工程一般用途圆锥的锥度与锥角系列，适用于光滑圆锥，见表7.48。nGB/T 1572001附录A中给出了特殊用途圆锥的锥度与锥角系列，摘录其中部分内容见表7.49。http:/ 圆锥配合轴向位移圆锥配合轴向位移http:/ dmax)与最小极限圆锥直径Dmin(或dmin)之差，圆锥直径公差带如图7.59所示。n2.圆锥角公差圆锥角公差 (AT)n圆锥角公差AT是指圆锥角允许的变动量，即最大圆锥角max与最小圆锥角min之差， 如图7.60所示。 n国家标准规定，圆锥角公差AT共分12个公差等级，用符号AT1,AT2,AT12表示，AT4AT10 圆锥

42、公差数值见表7.50。n一般情况下，可不必单独规定圆锥角公差，而是将实际圆锥角控制在圆锥直径公差带内，此时圆锥角与是圆锥直径公差区内可能产生的极限圆锥角，如图7.61所示。GB/T 113342005标准的附录A中列出了圆锥长度L为100mm时圆锥直径公差TD所能限制的最大圆锥角误差，见表7.51。n如果对圆锥角公差有更高的要求时(例如圆锥量规等)，除规定其直径公差TD外，还应给定圆锥角公差AT。圆锥角的极限偏差可按单向或双向(对称或不对称)取值，如图7.62所示。http:/ 11841996选取。n4.给定截面圆锥直径公差给定截面圆锥直径公差(TDS)n给定截面圆锥直径公差TDS是指在垂直

43、圆锥轴线的给定截面内，圆锥直径的允许变动量。其圆锥直径公差区为在给定的圆锥截面内，由两个同心圆所限定的区域，如图7.63所示。http:/ http:/ 结构型圆锥配合结构型圆锥配合 http:/ n过盈配合：n过渡配合：http:/ n1)对于结构型圆锥配合推荐优先采用基孔制，内、外圆锥公差带代号及配合按 GB/T 18011999选取。如GB/T 18011999给出的常用配合仍不能满足需要，可按GB/T 1800.31998规定的基本偏差和标准公差选取符合要求的公差带和配合。n2)对于位移型圆锥配合的内圆锥直径公差带代号的基本偏差推荐选用H和JS，外圆锥直径公差带的基本偏差代号推荐选用h

44、和js。其轴向位移的极限值(Eamin、Eamax)按GB/T 18011999规定的极限间隙或极限过盈来计算，如图7.66所示。n4.圆锥角偏差对圆锥配合的影响圆锥角偏差对圆锥配合的影响nGB/T 123602005的附录A给出了圆锥角偏离公称圆锥角时对圆锥配合的影响。n(1)内、外圆锥的圆锥角偏离其公称圆锥角的圆锥角偏差，将影响圆锥配合表面的接触质量和对中性能。n(2)为了使圆锥配合尽可能获得较大的接触长度，应选较小的圆锥直径公差(TD)，或在圆锥直径公差带内给出更高要求的圆锥角公差。 http:/ n锥度C=1 10时，按照GB/T 1800.31998规定的基本偏差计算所得的外圆锥的轴

45、向基本偏差(ez)见表7.53。n锥度C=1 10时，按照GB/T 1800.31998规定的标准公差计算所得的外圆锥的轴向公差(Tz)见表7.54。n当锥度不等于1 10时，圆锥的轴向基本偏差和轴向公差按表7.53和表7.54给出的数值，乘以表7.55和表7.56的换算系数进行计算。http:/ 123602005标准的附录C给出了相互配合的圆锥基准平面之间的距离(基面距)确定的极限初始(终止)位置的计算方法。基准平面可选在圆锥直径的大端或小端，如图7.70和图7.71所示。n1)基准平面间极限初始位置的计算基准平面间极限初始位置的计算n内、外圆锥基准平面之间的距离确定的极限初始位置ZPmi

46、n和ZPmax的计算公式见表7.57。n对于位移型圆锥配合，标准规定可按轴向公差进行简化计算，其计算公式见表7.58。n2)基准平面间极限终止位置的计算基准平面间极限终止位置的计算n对于位移型圆锥配合，基准平面之间极限终止位置的计算公式见表7.59。http:/ 157541995技术制图 圆锥的尺寸和公差注法规定了光滑正圆锥的尺寸和公差注法。生产中通常采用基本锥度法和公差锥度法进行标注。n1.基本锥度法基本锥度法n基本锥度法通常适用于有配合要求的结构型内、外圆锥。基本锥度法是表示圆锥要素尺寸与其几何特征具有相互从属关系的一种公差带的标注方法，即由两同轴圆锥面(圆锥要素的最大实体尺寸和最小实体

47、尺寸)形成两个具有理想形状的包容面公差带。 n2.公差锥度法公差锥度法n公差锥度法仅适用于对某些给定截面圆锥直径有较高要求的圆锥和密封及非配合圆锥。公差锥度法是直接给定有关圆锥要素的公差，即同时给出圆锥直径公差和圆锥角公差，不构成两个同轴圆锥面公差带的标注方法。 n3.未注公差角度尺寸的极限偏差未注公差角度尺寸的极限偏差n国家标准GB/T 18042000对于金属切削加工件的角度，包括在图样上标注的角度和通常不需标注的角度(如90等)，规定了未注公差角度的极限偏差(见表7.60)。该极限偏差值应为一般工艺方法可以保证达到的精度。 http:/ http:/ 圆锥量规圆锥量规http:/ n以如

48、图1.1所示的减速器为例，说明以下问题。n(1)说明减速器输入轴端和输出轴端可否选用圆锥配合联接？选用圆锥配合联接具有什么优点？ n(2)为了保证联接的可靠性，应对配合圆锥规定何种公差要求？ n(3)思考一下哪些地方常采用圆锥联接？汽车发动机中何处采用圆锥配合？n实训实训2nC620-1车床尾座顶尖套与顶尖结合采用莫氏4号圆锥，顶尖的基本圆锥长度L=118mm，圆锥角公差为AT8，试确定：n(1)顶尖的基本圆锥角、锥度C和圆锥角公差的数值。n(2)用正弦规检测顶尖的圆锥角是否合格？ n(3)试将选择结果标注在图样上。http:/ 键与花键习题与练习键与花键习题与练习n7.5.2 螺纹习题与练习

49、螺纹习题与练习n7.5.3 齿轮习题与练习齿轮习题与练习n7.5.4 圆锥习题与练习圆锥习题与练习 http:/ 单键联接按其结构形式分为单键联接按其结构形式分为_、_、_和和_四种。四种。n(2) 平键联接的主要配合尺寸是指平键联接的主要配合尺寸是指_，配合制度采用，配合制度采用_。n选择题选择题n(1) 单键联接的主要工作尺寸键宽单键联接的主要工作尺寸键宽b由由( )确定。确定。nA. 轮毂宽度轮毂宽度 B. 轴的直径轴的直径nC. 扭矩大小扭矩大小 D. 电机功率电机功率n简答题简答题n(1) 平键联接有几种配合类型？平键联接有几种配合类型？n(2) 矩形花键的配合种类有哪些？矩形花键的配合种类有哪些？n问答题问答题n(1) 矩形花