典型零部件的互换性课件

第六章典型零部件结合的互换性主要内容： 滚动轴承、键与花键、 螺纹、圆锥（导轨）重点

掌握标准件本身的精度特点 与其它零件间的配合选用重点掌握 配合选用第六章典型零部件结合的互换性主要内容：重点重点掌握第一节滚动轴承精度的结合设计滚动轴承特点：滚动轴承的结构与基本尺寸：标准化部件；摩擦系数小、润滑简单、易于更换应用广泛外径D内径d内圈宽度B外圈宽度C基本尺寸装配高度T配合尺寸第一节滚动轴承精度的结合设计滚动轴承特点：滚动轴承的结构与一、滚动轴承精度等级GB/T307.3-96圆锥滚子轴承-0、6x、5、4；

推力轴承分为0、6、5、4。向心球轴承——0、6、5、4、2（G、E、D、C、B-77）。最低最高精度

滚动轴承的公差等级是由轴承尺寸公差和旋转精度决定的。一、滚动轴承精度等级GB/T307.3-96圆锥滚子轴承-滚动轴承精度等级划分依据：外形尺寸公差和旋转精度外形尺寸公差：成套轴承的内径d、外径D和宽度尺寸B的公差旋转精度：

成套轴承内（外）圈的径向跳动Kia（Kea）、内圈基准端面对内孔的跳动Sd、成套轴承内（外）圈基准端面对滚道的跳动Sia

外圈外表面素线对基准端面的倾斜度SD0级和6级向心球轴承：滚动轴承精度等级划分依据：外形尺寸公差和旋转精度外形尺寸公差二、滚动轴承内外圈的公差带配合：外圈外径与座孔采用基轴制配合内圈内径与轴径采用基孔制配合，保证一定的过盈特殊的基孔制——上偏差为0限制过盈量，防止为薄壁的内圈不因为过大的应力而变形和破坏二、滚动轴承内外圈的公差带配合：特殊的基孔制——上偏差为0限滚动轴承配合制轴承外圈公差带轴承内圈公差带滚动轴承配合制轴承外圈公差带轴承内圈公差带滚动轴承与实心轴配合过盈量的选择：过盈量与轴承载荷的大小、工作温度及加工精度有关；轴为实心或厚壁钢制作；外壳为铸钢或铸铁制作；轴承游隙为0组。与一般基轴制相同配合（类比法）：

轴承轴颈座孔

0、6级IT6（5）IT7（6）

5级IT6（IT5）

4级IT5（4）IT6（5）

滚动轴承与实心轴配合过盈量的选择：过盈量与轴承载荷的大小、工0级——

普通机床的变速箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电动机、水泵、压缩机等一般旋转机构中低速及旋转精度要求不高的轴承。应用最广。三、滚动轴承精度等级选择普通级、高级、精密级、超精密、最精密6、5级——

普通机床主轴的后轴承、精密机床变速箱等转速和旋转精度要求较高的旋转机构。4、2级——

精密机床的主轴承、精密仪器仪表中，转速和旋转精度要求高的旋转机构。0级——普通机床的变速箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电动四、滚动轴承配合选择原则：保证机器高质量运转、延长轴承寿命主要考虑因素负荷类型负荷大小工作温度旋转精度和旋转速度轴颈和座孔的结构与材料安装条件配合表面的其它要求四、滚动轴承配合选择原则：保证机器高质量运转、延长轴承寿命主（1）负荷类型定向负荷旋转负荷摆动负荷（1）负荷类型定向负荷定向负荷：过渡或具有极小间隙的间隙配合摆动负荷：与旋转负荷的情况相同或稍松些旋转负荷：选用小过盈或易产生过盈的过渡配合套圈在振动或冲击力下被摩擦力矩带动，偶尔能稍稍转动，改变套圈的受力点，以延长轴承的使用寿命避免轴承套圈在配合表面上打滑引起发热、磨损定向负荷：过渡或具有极小间隙的间隙配合摆动负荷：与旋转负荷的（2）负荷大小过盈量近似计算公式：-选择轴承套圈与结合件之间最小过盈量的依据负荷大小表示：当量径向动负荷径向额定动负荷轻负荷正常负荷重负荷k-与轴承有关系数b－配合宽度

-许用拉应力（2）负荷大小过盈量近似计算公式：-选择轴承套圈与结合件之工作温度-热膨胀的影响旋转精度和旋转速度——高精度要求，配合要紧——具体问题具体分析：负荷大、旋转精度高：消除弹性变形和振动，勿用间隙配合负荷小、旋转精度高：避免座孔和轴颈形状误差影响，间隙配合工作温度-热膨胀的影响旋转精度和旋转速度——高精度要求，轴颈和座孔的结构与材料剖分式结构-避免外圈产生椭圆变形——较松配合薄壁座孔、轻合金座孔、薄壁空心轴颈保证轴承有足够的制成刚度和强度——较紧配合安装条件拆卸方便：较松配合拆卸方便＋要求紧配合：分离式轴承轴颈和座孔的结构与材料配合表面的其它技术要求限制与套圈端面接触的轴肩与外壳孔肩的倾斜误差：圆柱度、端面圆跳动保证轴承工作时的安装精度和旋转精度轴颈和外壳孔的表面粗糙度与轴颈和座孔的配合选择类比法计算法配合表面的其它技术要求限制与套圈端面接触的轴肩与外壳孔肩的倾第二节键与花键连接的配合一、平键结合配合的选择特点可拆连接轴和齿轮、皮带轮的连接作用传递扭矩和运动或者导向第二节键与花键连接的配合一、平键结合配合的选择特点作用主要类型：平键、半圆键、楔键配合尺寸：键槽宽b-通过键与键槽侧面传递扭矩配合制：键同时与键槽和轮毂槽连接基轴制配合种类：保证接触良好又便于拆装小的过盈或间隙主要类型：平键、半圆键、楔键配合尺寸：键槽宽b-通过键与键槽平键结合的公差与配合适用范围键槽毂槽键较松导向键H9D10h9一般一般机械N9JS9较紧载荷大冲击、双向扭矩

P9平键结合的公差与配合适用范围键槽毂槽键较松导向键H9D10h平键的标注图样平键的标注图样二、花键结合精度设计特点多键整体结合：多个均布键的轴（花键轴）与多个均布键槽（花键孔）优点传递大扭矩、定心精度高、导向性好、可靠用途：机床、拖拉机、汽车种类：矩形、渐开线、三角形二、花键结合精度设计特点优点矩形花键结合GB/T1144-2001：尺寸系列、定心方式、公差与配合、标注、检测键数：6、8、10个系列：中系列：键高较大，承载能力强轻系列：键高较小矩形花键结合GB/T1144-2001：尺寸系列、定心方式、矩形花键参数主要参数：大径D、小径d、键槽宽B有三个接合面矩形花键参数主要参数：大径D、小径d、键槽宽B矩形花键定心方式定心表面：确定配合性质的结合面标准规定：小径定心（大径定心）——以小径的结合面为定心表面特点：便于花键轴加工小径有较高的精度要求矩形花键定心方式定心表面：确定配合性质的结合面特点：矩形花键连接的公差与配合两类结合：一般——传递扭矩较大的汽车、拖拉机精密——机床变速箱

基孔制、间隙配合小径精度>槽宽>大径

3种配合：滑动、紧滑动、固定矩形花键连接的公差与配合两类结合：基孔制、间隙配合矩形花键的形位公差限定矩形花键的形位公差：键长与小径和键宽相比较大，形位误差对连接质量影响较大规定位置度公差——保证分度精度遵从包容要求单件小批生产——规定对称度矩形花键的形位公差限定矩形花键的形位公差：矩形花键的形位公差标注位置度-包容要求对称度矩形花键的形位公差标注位置度-对称度矩形花键的标注图样键数N、小径d、大径D、键宽B矩形花键的标注图样键数N、小径d、大径D、键宽B典型零部件的互换性课件典型零部件的互换性课件第三节螺纹连接的精度设计一、普通螺纹分类及使用要求特点紧固螺纹：连接或紧固零件——可旋合性和可靠性传动螺纹：传递运动、动力和位移——传动准确、可靠梯形、矩形、三角形紧密螺纹：密封结合——不漏气、水、油第三节螺纹连接的精度设计一、普通螺纹分类及使用要求特点紧固二、普通螺纹结合主要参数D、d：内外螺纹大径D1、d1：小径D2、d2：中径P：螺距（导程）α：牙型角旋合长度二、普通螺纹结合主要参数D、d：内外螺纹大径旋合长度普通螺纹结合基本尺寸与配合GB/T196、197-2003：3个系列——优先选用第一系列其次第二系列第三系列尽可能不用螺纹配合精度旋合长度公差带公差等级基本偏差3、4、5、6、7、8、9G、Hh、g、f、eS、N、

L普通螺纹结合基本尺寸与配合GB/T196、197-2003：三、影响螺纹结合精度的因素螺纹结合的精度要求：连接螺纹必须保证具有良好的可旋入性和一定的连接强度。螺纹结合精度影响因素：中径偏差 螺距偏差 牙侧角偏差螺纹的作用中径：在规定的长度内，具有基本牙型，包含实际外（内）螺纹的假想的内（外）的中径。三、影响螺纹结合精度的因素螺纹结合的精度要求：连接螺纹必须保四、普通螺纹公差带特点公差带沿着基本牙型的牙顶、牙侧和牙底连续分布，以基本牙型线为零线，垂直于螺纹轴线的方向计量大、中、小径的偏差和公差。底径只给出基本偏差——限制性尺寸，在底径处有一定间隙。四、普通螺纹公差带特点公差带沿着基本牙型的牙顶、牙侧和牙底连普通螺纹中径、顶径基本偏差内螺纹：下偏差H、G外螺纹：上偏差e、f、g、h·与公差组合，得到各种间隙配合。普通螺纹中径、顶径基本偏差内螺纹：外螺纹：与公差组合，得到各普通螺纹公差与配合的选用螺纹结合精度、旋合长度、基本偏差、公差等级、其他技术要求普通螺纹公差与配合的选用螺纹结合精度、螺纹结合精度：旋合性受半角误差和螺距误差影响使用要求相同，旋合长度不同的螺纹公差等级应当不同旋合长度：见书P227精密：配合性质稳定，保证相当定位精度中等：一般螺纹结合粗糙：不重要或难加工的螺纹旋合长度：3种-S、N、L一般用N螺纹结合精度：旋合性受半角误差和螺距误差影响精密：配合性质稳基本偏差：螺纹结合的配合性质和使用要求内螺纹：HH/h：保证定心精度、结合强度

H/g、G/h：＋容易拆装

H/g、G/f、H/e：间隙较大公差等级：见书P225基本偏差：螺纹结合的配合性质和使用要求内螺纹：H公差等级：见其它技术要求：一般不规定形位公差高精度螺纹：在旋合长度内规定：圆柱度、同轴度和垂直度公差值不大于中径公差的50％遵守包容原则粗糙度：见书P228其它技术要求：一般不规定形位公差粗糙度：见书P228M10-5g6g-S普通螺纹标注M20X2左-6H-40M20X2左-6H/5g6g旋合长度（不注为中等）中径、顶径公差带公称直径螺纹代号外螺纹内螺纹中径、顶径公差带旋向：不注为右旋M10-5g6g-S普通螺纹标注M第六章典型零部件结合的互换性主要内容： 滚动轴承、键与花键、 螺纹、圆锥（导轨）重点

掌握标准件本身的精度特点 与其它零件间的配合选用重点掌握 配合选用第六章典型零部件结合的互换性主要内容：重点重点掌握第一节滚动轴承精度的结合设计滚动轴承特点：滚动轴承的结构与基本尺寸：标准化部件；摩擦系数小、润滑简单、易于更换应用广泛外径D内径d内圈宽度B外圈宽度C基本尺寸装配高度T配合尺寸第一节滚动轴承精度的结合设计滚动轴承特点：滚动轴承的结构与一、滚动轴承精度等级GB/T307.3-96圆锥滚子轴承-0、6x、5、4；

推力轴承分为0、6、5、4。向心球轴承——0、6、5、4、2（G、E、D、C、B-77）。最低最高精度

滚动轴承的公差等级是由轴承尺寸公差和旋转精度决定的。一、滚动轴承精度等级GB/T307.3-96圆锥滚子轴承-滚动轴承精度等级划分依据：外形尺寸公差和旋转精度外形尺寸公差：成套轴承的内径d、外径D和宽度尺寸B的公差旋转精度：

成套轴承内（外）圈的径向跳动Kia（Kea）、内圈基准端面对内孔的跳动Sd、成套轴承内（外）圈基准端面对滚道的跳动Sia

外圈外表面素线对基准端面的倾斜度SD0级和6级向心球轴承：滚动轴承精度等级划分依据：外形尺寸公差和旋转精度外形尺寸公差二、滚动轴承内外圈的公差带配合：外圈外径与座孔采用基轴制配合内圈内径与轴径采用基孔制配合，保证一定的过盈特殊的基孔制——上偏差为0限制过盈量，防止为薄壁的内圈不因为过大的应力而变形和破坏二、滚动轴承内外圈的公差带配合：特殊的基孔制——上偏差为0限滚动轴承配合制轴承外圈公差带轴承内圈公差带滚动轴承配合制轴承外圈公差带轴承内圈公差带滚动轴承与实心轴配合过盈量的选择：过盈量与轴承载荷的大小、工作温度及加工精度有关；轴为实心或厚壁钢制作；外壳为铸钢或铸铁制作；轴承游隙为0组。与一般基轴制相同配合（类比法）：

轴承轴颈座孔

0、6级IT6（5）IT7（6）

5级IT6（IT5）

4级IT5（4）IT6（5）

滚动轴承与实心轴配合过盈量的选择：过盈量与轴承载荷的大小、工0级——

普通机床的变速箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电动机、水泵、压缩机等一般旋转机构中低速及旋转精度要求不高的轴承。应用最广。三、滚动轴承精度等级选择普通级、高级、精密级、超精密、最精密6、5级——

普通机床主轴的后轴承、精密机床变速箱等转速和旋转精度要求较高的旋转机构。4、2级——

精密机床的主轴承、精密仪器仪表中，转速和旋转精度要求高的旋转机构。0级——普通机床的变速箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电动四、滚动轴承配合选择原则：保证机器高质量运转、延长轴承寿命主要考虑因素负荷类型负荷大小工作温度旋转精度和旋转速度轴颈和座孔的结构与材料安装条件配合表面的其它要求四、滚动轴承配合选择原则：保证机器高质量运转、延长轴承寿命主（1）负荷类型定向负荷旋转负荷摆动负荷（1）负荷类型定向负荷定向负荷：过渡或具有极小间隙的间隙配合摆动负荷：与旋转负荷的情况相同或稍松些旋转负荷：选用小过盈或易产生过盈的过渡配合套圈在振动或冲击力下被摩擦力矩带动，偶尔能稍稍转动，改变套圈的受力点，以延长轴承的使用寿命避免轴承套圈在配合表面上打滑引起发热、磨损定向负荷：过渡或具有极小间隙的间隙配合摆动负荷：与旋转负荷的（2）负荷大小过盈量近似计算公式：-选择轴承套圈与结合件之间最小过盈量的依据负荷大小表示：当量径向动负荷径向额定动负荷轻负荷正常负荷重负荷k-与轴承有关系数b－配合宽度

-许用拉应力（2）负荷大小过盈量近似计算公式：-选择轴承套圈与结合件之工作温度-热膨胀的影响旋转精度和旋转速度——高精度要求，配合要紧——具体问题具体分析：负荷大、旋转精度高：消除弹性变形和振动，勿用间隙配合负荷小、旋转精度高：避免座孔和轴颈形状误差影响，间隙配合工作温度-热膨胀的影响旋转精度和旋转速度——高精度要求，轴颈和座孔的结构与材料剖分式结构-避免外圈产生椭圆变形——较松配合薄壁座孔、轻合金座孔、薄壁空心轴颈保证轴承有足够的制成刚度和强度——较紧配合安装条件拆卸方便：较松配合拆卸方便＋要求紧配合：分离式轴承轴颈和座孔的结构与材料配合表面的其它技术要求限制与套圈端面接触的轴肩与外壳孔肩的倾斜误差：圆柱度、端面圆跳动保证轴承工作时的安装精度和旋转精度轴颈和外壳孔的表面粗糙度与轴颈和座孔的配合选择类比法计算法配合表面的其它技术要求限制与套圈端面接触的轴肩与外壳孔肩的倾第二节键与花键连接的配合一、平键结合配合的选择特点可拆连接轴和齿轮、皮带轮的连接作用传递扭矩和运动或者导向第二节键与花键连接的配合一、平键结合配合的选择特点作用主要类型：平键、半圆键、楔键配合尺寸：键槽宽b-通过键与键槽侧面传递扭矩配合制：键同时与键槽和轮毂槽连接基轴制配合种类：保证接触良好又便于拆装小的过盈或间隙主要类型：平键、半圆键、楔键配合尺寸：键槽宽b-通过键与键槽平键结合的公差与配合适用范围键槽毂槽键较松导向键H9D10h9一般一般机械N9JS9较紧载荷大冲击、双向扭矩

P9平键结合的公差与配合适用范围键槽毂槽键较松导向键H9D10h平键的标注图样平键的标注图样二、花键结合精度设计特点多键整体结合：多个均布键的轴（花键轴）与多个均布键槽（花键孔）优点传递大扭矩、定心精度高、导向性好、可靠用途：机床、拖拉机、汽车种类：矩形、渐开线、三角形二、花键结合精度设计特点优点矩形花键结合GB/T1144-2001：尺寸系列、定心方式、公差与配合、标注、检测键数：6、8、10个系列：中系列：键高较大，承载能力强轻系列：键高较小矩形花键结合GB/T1144-2001：尺寸系列、定心方式、矩形花键参数主要参数：大径D、小径d、键槽宽B有三个接合面矩形花键参数主要参数：大径D、小径d、键槽宽B矩形花键定心方式定心表面：确定配合性质的结合面标准规定：小径定心（大径定心）——以小径的结合面为定心表面特点：便于花键轴加工小径有较高的精度要求矩形花键定心方式定心表面：确定配合性质的结合面特点：矩形花键连接的公差与配合两类结合：一般——传递扭矩较大的汽车、拖拉机精密——机床变速箱

基孔制、间隙配合小径精度>槽宽>大径

3种配合：滑动、紧滑动、固定矩形花键连接的公差与配合两类结合：基孔制、间隙配合矩形花键的形位公差限定矩形花键的形位公差：键长与小径和键宽相比较大，形位误差对连接质量影响较大规定位置度公差——保证分度精度遵从包容要求单件小批生产——规定对称度矩形花键的形位公差限定矩形花键的形位公差：矩形花键的形位公差标注位置度-包容要求对称度矩形花键的形位公差标注位置度-对称度矩形花键的标注图样键数N、小径d、大径D、键宽B矩形花键的标注图样键数N、小径d、大径D、键宽B典型零部件的互换性课件典型零部件的互换性课件第三节螺纹连接的精度设计一、普通螺纹分类及使用要求特点紧固螺纹：连接或紧固零件——可旋合性和可靠性传动螺纹：传递运动、动力和位移——传动准确、可靠梯形、矩形、三角形紧密螺纹：密封结合——不漏气、水、油第三节螺纹连接的精度设计一、普通螺纹分类及使用要求特点紧固二、普通螺纹结合主要参数D、d：内外螺纹大径D1、d1：小径D2、d2：中径P：螺距（导程）α：牙型角旋合长度二、普通螺纹结合主要参数D、d：内外螺纹大径旋合长度普通螺纹结合基本尺寸与配合GB/T196、197-2003：3个系列——优先选用第一系列其次第二系列第三系列尽可能不用螺纹配合精度旋合长度公差带公差等级基本偏差3、4、5、6、7、8、9G、Hh、g、f、eS、N、

L普通螺纹结合基本尺寸与配合GB/T196、197-2003：三、影响螺纹结合精度的因素螺纹结合的精度要求：连接螺纹必须保证具有良好的可旋入性和一定的连接强度。螺纹结合精度影响因素：中径偏差 螺距偏差 牙侧角偏差螺纹的作用中径：在规定