G-常用结合件的互换性

第7章常用结合件的互换性东华大学机械工程学院2024/5/151内容概要滚动轴承的互换性键和花键结合的互换性普通螺纹结合的互换性2024/5/1527.1、滚动轴承的互换性滚动轴承的组成和型式滚动轴承的精度等级滚动轴承与轴和外壳孔的配合轴和外壳孔的形位公差及表面粗糙度滚动轴承的标注2024/5/153一、滚动轴承的组成和型式1、滚动轴承的组成内圈、外圈、滚动体(钢球或滚子)和保持架组成外圈内圈滚动体保持架2024/5/1542、滚动轴承的型式按滚动体的形状球轴承滚子轴承按受负荷的作用方向向心轴承推力轴承向心推力轴承滚针轴承2024/5/155向心球轴承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。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.具有最大载荷能力的向心球轴承主要承受径向负荷。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。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。2024/5/156圆锥滚子轴承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。

2024/5/157推力球轴承推力球轴承由座圈、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。接受力情况分单向推力球轴承和双向推力球轴承。单向推力球轴承，可承受单向轴向负荷。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。推力球轴承不能承受径向负荷，极限转速较低。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。2024/5/1583、滚动轴承的应用

通常，滚动轴承用于转动支承内圈装在传动轴的轴颈上，随轴一起旋转，以传递扭矩

外圈固定于机体孔中，起支承作用d内圈的内径d和外圈的外径D是滚动轴承与结合件配合的公称尺寸2024/5/1594．滚动轴承的结构特点滚动轴承是一种标准件

有内外两种互换性

滚动轴承的精度要求很高2024/5/15105．有关滚动轴承的国标规定

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（跳动公差等）、测量方法还规定了与滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度设计机械需采用滚动轴承时，除了确定滚动轴承的型号外，还必须选择其精度等级、与轴和外壳孔的配合、轴和外壳孔的几何公差及表面粗糙度等参数2024/5/1511二、滚动轴承的精度等级滚动轴承按其公称尺寸精度和旋转精度分为五个公差等级，用0，6，5，4，2表示。精度依次提高

滚动轴承公称尺寸精度：轴承内径d和外径D的制造精度；轴承内圈宽度B和外圈宽度C的制造精度等

滚动轴承的旋转精度：轴承内、外圈的径向跳动、内外圈端面对滚道的轴向跳动等2024/5/1512各级精度等级的应用0级(普通精度级)轴承在机械中应用最广主要用于中等负荷、中等转速、旋转精度要求不高（大于10um）的一般机构中例如，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、压缩机和汽轮机中的旋转机构等2024/5/1513各级精度等级的应用6级(中等精度级)轴承应用于旋转精度和转速较高的旋转机构中，如普通机床的主轴轴承，精密机床传递轴的轴承5、4级(高、精精度级)轴承应用于旋转精度高和转速高的旋转机构中如精密机床的主轴轴承、精密仪器和机械使用的轴承2级轴承用于旋转精度和转速很高的旋转机构中如精密坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器和各种高精度磨床主轴所用的轴承（小于5um）2024/5/1514三、滚动轴承与轴和外壳孔的配合1、滚动轴承内、外径的平均直径dmp、Dmp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2、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小值的平均值2024/5/1515P200表7.1和表7.2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确定内、外径的公差带滚动轴承内、外径公差带的特点？上偏差为零下偏差为负2024/5/15163、与轴、外壳孔的配合特点内圈与轴采用基孔制外圈与外壳孔采用基轴制查表(国标)Dd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2024/5/1517四、滚动轴承配合的选择选择滚动轴承型号和精度等级查表确定滚动轴承内、外圈基准结合面的公差带选择与轴承内圈结合的轴的公差带与外圈结合的孔的公差带确定与轴承内、外圈结合的轴和外壳孔的形位公差和表面粗糙度2024/5/1518四、滚动轴承配合的选择

1、轴和外壳孔的公差带2024/5/15192、轴和外壳孔公差带的选用

影响公差带选用的因素负荷类型负荷大小工作温度旋转精度轴向游隙工作条件其它：配合零件的结构、材料与安装与拆卸2024/5/1520负荷类型局部负荷循环负荷摆动负荷2024/5/1521负荷类型选较松的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合局部负荷循环负荷摆动负荷选较紧的过渡配合或过盈量较小的过盈配合配合松紧介于循环负荷与局部负荷之间2024/5/1522负荷大小P<0.07C轻负荷正常负荷重负荷0.07C<P<0.15CP>0.15CC-额定负荷较重的负荷，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2024/5/1523其他因素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外圈会因热胀而使配合变紧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2024/5/1524类比法应用滚动轴承标准(GB/T275-1993)推荐的资料进行选取表7.4表7.5表7.6表7.72024/5/1525六、滚动轴承的标注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φ80J7φ35k62024/5/1526零件图上的标注在零件图上，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2024/5/15277.2、键和花键结合的互换性键和花键的基本概念平键配合的精度设计花键配合的精度设计2024/5/1528一、键和花键的基本概念1、键和花键的作用常用于轴和带毂零件（如齿轮、蜗轮等）之间的可拆卸联结实现周向固定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2024/5/15292、键的分类

平键

半圆键

斜键普通平键导向平键滑键楔键切向键松连接紧连接动连接静连接2024/5/1530键的型式及结构2024/5/15313、花键的分类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2024/5/15324、矩形花键的定心方式矩形花键国家标准(GB/T1144-2001)规定，矩形花键用小径定心花键的定心方式2024/5/1533国家标准规定采用小径d定心。由于花键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，淬火后需要进行磨削加工。从加工工艺性来看，小径便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削），因此GB/T1144—2001规定采用小径d定心，对定心小径d采用较小的公差等级；非定心大径D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。小径d定心2024/5/1534二、平键配合的精度设计1、平键联结的配合制bt1th平键为标准件，且键又为外表面键连接的配合尺寸是键和键槽宽键与轴槽、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h8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，而键与轮毂槽宽的配合可较松2024/5/1535二、平键配合的精度设计2、平键公差带图bh8h8h8H9N9P9D10P9JS9较松连接一般连接较紧连接键公差带轴槽公差带轮毂槽公差带P209+0-导向平键小载荷重载、冲击载荷、双向扭矩2024/5/1536二、平键配合的键槽剖面尺寸及极限公差见表7-92024/5/1537二、平键配合的精度设计4、表面粗糙度键槽侧面取Ra为1.6～6.3μm其他非配合面取Ra为6.3～12.5μm2024/5/1538二、平键配合的精度设计5、轴和轮毂的图样标注示例2024/5/1539三、矩形花键配合的精度设计花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴）把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件既可以是固定联结，也可以是滑动联结与键联结相比，花键联结有联结可靠，强度高，可以传递较大的转矩，且孔、轴定心精度高和导向精度高等优点2024/5/15401、矩形花键联结的配合制采用基孔值配合，减少拉刀的数目三、矩形花键配合的精度设计2024/5/15412、矩形花键的公差与配合三、矩形花键配合的精度设计P2132024/5/15423、形位公差设计

内、外花键小径d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）按GB/T1144－2001选取，P213三、矩形花键配合的精度设计4、表面粗糙度Ra内花键：小径表面不大于0.8um,键槽侧面不大于3.2um,大径表面不大于6.3um;外花键：小径表面不大于0.8um,键槽侧面不大于0.8um,大径表面不大于3.2um;2024/5/15435、花键连接在图纸上的标注三、矩形花键配合的精度设计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N×d×D×B。即：内花键：6×28H6×32H10×7H9外花键：6×28g5×32a11×7f7花键副：2024/5/15447.3、普通螺纹结合的互换性普通螺纹的种类和使用要求普通螺纹的主要几何参数螺纹几何参数对互换性的影响螺纹的精度设计2024/5/1545一、普通螺纹键的种类和使用要求按用途分普通螺纹传动螺纹紧密螺纹

使用要求可旋合性连接可靠性2024/5/1546二、普通螺纹键的主要几何参数

大径(d或D)-公称直径

小径(d1

或D1

)中径(d2

或D2

)单一中径牙型角α和牙型半角α/2螺距P与导程Pn

Pn=nP（n-线数）螺纹旋合长度L2024/5/1547三、螺纹几何参数对互换性的影响影响螺纹结合互换性的主要几何参数误差螺距误差牙型半角误差中径误差2024/5/1548螺距误差的影响（影响旋合性与连接强度）螺距误差的中径当量螺距累积误差2024/5/1549牙型半角误差的影响2024/5/1550式中，P—螺距，mm—左右牙型半角误差（′）K1，K2—左右牙型半径误差系数

对外螺纹，牙型半角误差为正时，取2；为负时取3对内螺纹，牙型半角误差为正时，取3；为负时取2牙型半角误差的影响2024/5/1551中径误差的影响若外螺纹的中径>内螺纹的中径，就会产生干涉难以旋合外螺纹的中径<内螺纹的中径外螺纹中径不能过小国标中规定了螺纹中径的公差2024/5/1552螺纹中径合格性的判断原则合格的螺纹应满足下列不等式