公差配合与测量技术 教学课件 ppt 作者 李坤淑 杨普国 钱斌 主编 李第7章常用联接件的公差与检测

公差配合与测量技术 第第7 7章：章： 常用联接件的公差与检测常用联接件的公差与检测 学 习 任 务 1了解键联接和花键联接的用途，了解采用小径定心的优点。 2掌握平键联接和花键联接特点、结构参数；能根据轴径和使 用场合特点，选用平键联接的规格参数和联接类型，确定键槽尺 寸公差、形位公差和表面粗糙度，并能够在图样上正确标注。 3熟悉内、外花键和花键副在图样上的标注，能根据标准规定 选用花键联接的配合精度和配合种类。 4熟悉普通螺纹的主要几何参数；了解螺纹几何参数误差对互 换性的影响，掌握螺纹中径合格性判断原则。 5掌握普通螺纹的公差与配合，能正确理解螺纹标记的技术含 义。 6熟悉普通平键、花键及普通螺纹的测量方法及合格性评定。 Date 1 公差配合与测量技术 7.1键联接的公差与检测 （一）普通平键联接的公差与检测 1.键（单键）分类： 平键、半圆键、切向键和楔形键，平键又分为普通平键、导向平键、滑键。 2.普通平键连接： 普通平键联接由键、轴槽和轮毂槽三部分组成，是靠键的侧面与轴槽、轮毂槽的相 互接触来传递运动和转矩的。 图7-1 平健联接的剖面尺寸 Date 2 公差配合与测量技术 键联接的尺寸公差与配合 图7-2 平键连接的键宽与键槽宽的公差带图 Date 3 公差配合与测量技术 键槽的图样标注 图7-3 键槽尺寸与形位公差标注示例 Date 4 公差配合与测量技术 （二）矩形花键联接的公差与检测 一.分类： 花键分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键等几种，其中以矩形花键 的应用最广泛。 二.花键连接优点: 定心精度高、导向性好、承载能力强。花键连接可作固定连接，也可作 滑动连接。 三.矩形花键的主要尺寸 矩形花键的主要尺寸有三个，即大径D、小径d、键宽（键槽宽）B 。 四.矩形花键的定心 国家标准规定矩形花键用小径定心，因小径定心的定心精度高，定心稳 定性好，使用寿命长，有利于产品质量的提高。 注：矩形花键是靠键侧传递扭矩的，所以键宽和键槽宽应保证足够的精度。 Date 5 公差配合与测量技术 五.矩形花键的公差配合矩形花键的公差配合 国家标准规定，矩形花键的尺寸公差采用基孔制，标准规定，按 装配型式分滑动、紧滑动和固定三种配合。 花键尺寸公差带选用的一般原则是:定心精度要求高或传递扭矩大 时，应选用精密传动用尺寸公差带。反之，可选用一般用的尺寸公差 带。 a）内花键 b）外花键 图7-6 矩形花键的主要尺寸 Date 6 公差配合与测量技术 六六. .矩形花键的形状和位置公差矩形花键的形状和位置公差 为保证定心表面的配合性质，对矩形花健规定如下： 1. 为保证装配性能要求，小径定心表面的形状公差和尺寸公差的 关系遵守包容要求。 2. 对于花健的分度误差，一般用位置度公差来控制，如图7-7所 示，并采用最大实体原则。 a）内花键 b）外花键 图7-7 矩形花键位置度公差标注Date 7 公差配合与测量技术 3.单件小批量生产时，应规定键槽（键）的中心平面对定心表面轴 线 的对称度和花键等分度公差，如图7-8所示。 图7-8 矩形花键对称度公差标注 Date 8 公差配合与测量技术 4.对于较长的花键，可根据产品性能自行规定各键槽侧面对定心表 面轴线的平行度公差。 5.矩形花健表面粗糙度参数的上限值推荐如下： 内花键：小径表面不大于1.6m，键槽侧面不大于3.2m，大径 表面不大于6.3m。 外花键：小径表面不大于0.8m，键槽侧面不大于1.6m，大径 表面不大于3.2m。 七. 矩形花健的标注 矩形花键在图样上标注的项目和顺序是：键数小径大径键宽 例 某花键副 ， ， ， 花键规格 花键副 GB/T 11442001 内花键 GB/T 11442001 外花键 GB/T 11442001 Date 9 公差配合与测量技术 7.2普通螺纹的公差与检测 （一） 螺纹种类及使用要求螺纹种类及使用要求 1.按用途分 联接螺纹和传动螺纹。联接螺纹又称紧固螺纹，主要用于紧 固和联接零件；传动螺纹主要用于传递动力或精确位移，要求 具有足够的强度和保证精确的位移。 2.按牙型分 三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 注：普通螺纹的牙型是三角形，属于了联接螺纹。 Date 10 公差配合与测量技术 GB/T 1922003规定普通螺纹的基本牙型是指在螺纹轴向剖面内，截去等 边三角形的顶部和底部形成的螺纹牙型，其几何参数是指在过螺纹轴线的剖面 上沿径向或轴向计值的。如图7-11所示，主要参数（小写字母为外螺纹的几何 参数，大写字母为内螺纹的几何参数）如下： （二）普通螺纹的主要几何参数 图7-11 普通螺纹的基本牙型 Date 11 公差配合与测量技术 1.基本大径（d，D） 大径是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。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。 2.基本小径（d1 ，D1 ） 小径是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。 3.基本中径（d2 ，D2 ） 中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过螺纹牙型上沟槽 和凸起宽度相等的地方。 4.螺距（P）和导程（S） 螺距是相邻两牙在中径线对应两点间的轴向距离。导程是指同一 螺旋线上的相邻两线上对应两点间的轴向距离。 对单线螺纹，导程与螺距同值 对多线螺纹，导程等于螺距P与螺纹线数n的乘积，即导程S=nP 。 Date 12 公差配合与测量技术 5.单一中径（da ，Da ） 单一中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通 过牙型上沟槽宽度等于基本螺距一半的地方。 当无螺距偏差时，单一中径与中径相等;有螺距偏差 的螺纹，其单一中径与中径数值不相等。 图7-12 螺纹的单一中径与中径 Date 13 公差配合与测量技术 6.牙型角（）和牙侧角（1 、2 ） 牙型角是螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。公制普通螺纹的牙 型角=60，牙型角的一半是牙型半角。牙侧角是在螺纹牙型上 牙侧与螺纹轴线的垂线之间的夹角。 对于普通螺纹，在理论上，=60， /2=30，1 =2 =30。 图7-13牙型角、牙型半角和牙侧角 Date 14 公差配合与测量技术 7.螺纹旋合长度 两个相互配合的螺纹，沿螺纹轴线方向上相互旋合部分的长度 。 8.螺纹接触高度 两个相互配合的螺纹牙型上，牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线 方向上的距离。 图7-14 螺纹的接触高度和旋合长度 Date 15 公差配合与测量技术 螺纹联接的互换性要求是指相同规格的内、外螺纹装 配过程的可旋合性及使用过程中联接的可靠性。影响螺纹 互换性的几何参数有五个：大径、中径、小径、螺距和牙 侧角。由于标准规定螺纹的大径及小径处均留有一定的间 隙，一般不会影响其配合性质，而内、外螺纹联接是依靠 它们旋合以后牙侧面接触的均匀性来实现的。因此，影响 螺纹互换性的主要几何参数是螺距，牙侧角和中径。 （三）螺纹几何参数误差对互换性的影响 Date 16 公差配合与测量技术 1. 螺距误差对螺纹互换性的影响 螺距误差分为单个螺距误差和螺距累积误差，前者与旋合 长度无关，后者和旋合长度有关。 图7-15 螺距误差对旋合性的影响 Date 17 公差配合与测量技术 2.牙侧角偏差对螺纹互换性的影响 牙侧角偏差包括螺纹牙侧的形状误差和牙侧相对于螺纹轴线 垂线的位置误差。它对螺纹的旋合性和联接的可靠性均有影响 。 图7-16 螺距误差对旋合性的影响 Date 18 公差配合与测量技术 3.中径误差对螺纹互换性的影响 由于螺纹在牙侧面接触，所以中径的大小直接影 响牙侧相对轴线的径向位置。若外螺纹的中径大于内 螺纹的中径，影响旋合性；反之，如果外螺纹的中径 过小，则配合太松，牙侧接触不好，影响联接的可靠 性。为此，加工螺纹时应当对螺纹中径误差加以控制 。 Date 19 公差配合与测量技术 1. 螺纹作用中径（D2m、d2m） 螺纹作用中径是指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，此假想螺纹的中径是螺纹旋合时实际起作用的中径 。当外螺纹存在螺距累积误差和牙侧角偏差时，只能与一个中径较大 的内螺纹旋合，其效果相当于外螺纹的中径增大。这个增大了的假想 中径称作外螺纹的作用中径d2m。它等于外螺纹的单一中径与螺距累 积误差、牙侧角偏差中径当量之和。即： 同理，当内螺纹存在螺距累积误差和牙侧角偏差时，只能与一个中 径较小的外螺纹旋合，其效果相当于内螺纹的中径减小了。这个减小 了的假想中径称作内螺纹的作用中径D2m。它等于内螺纹的单一中径 与螺距累积误差、牙侧角偏差中径当量之差。即： （四）螺纹作用中径和中径合格性判断原则 Date 20 公差配合与测量技术 2.中径合格性的判断原则 从保证螺纹旋合性和连接强度看，螺纹中径合格性判 断准则应遵循泰勒原则。 即螺纹的作用中径不能超越最大实体牙型的中径;任意 位置的实际中径（单一中径）不能超越最小实体牙型的中 径。 对外螺纹：作用中径不大于中径最大极限尺寸；任意位 置的实际中径不小于中径最小极限尺寸。即： 对内螺纹：作用中径不小于中径最小极限尺寸；任意位 置的实际中径不大于中径最大极限尺寸。即： Date 21 公差配合与测量技术 国家标准GB/T l972003将螺纹公差带的两个基本要素： 公差带大小(公差等级)和相对于基本牙型的位置(基本偏差) 进行标准化，组成各种螺纹公差带。 1. 普通螺纹的公差带 （1） 公差等级 螺纹公差带的大小由公差值确定。 （五）普通螺纹的公差与配合 螺纹直径 公差等级 螺纹直径 公差等级 外螺纹中径d2 3，4，5，6，7， 8，9 内螺纹中径D2 4，5，6，7，8 外螺纹大径d 4，6，8 内螺纹大径D 4，5，6，7，8 Date 22 公差配合与测量技术 其中，3级精度最高，6级为基本级，9级精度最低。 各级公差值见表7-9和表7-10。因为内螺纹加工较困难， 所以在同一公差等级中，内螺纹中径公差比外螺纹中径 公差大32%左右。 （2）基本偏差 基本偏差是指公差带两极限偏差中靠近 零线的那个偏差，确定公差带相对基本牙型的位置。国 标对内螺纹规定了两种基本偏差，代号为G、H ；对外螺 纹规定了四种基本偏差，代号为e、f、g、h ，如图7-17 所示。 Date 23 公差配合与测量技术 图7-17 内、外螺纹公差带位置 Date 24 公差配合与测量技术 2. 2. 螺纹的旋合长度与精度等级螺纹的旋合长度与精度等级 国家标准按螺纹的直径和螺距将旋合长度分为三组，分别称为 短旋合长度（S）、中旋合长度（N）和长旋合长度（L）。 标准按螺纹公差等级和旋合长度将螺纹精度分为精密、中等和 粗糙三级。 螺纹精度等级的高低代表着螺纹加工的难易程度。 精密级用于精密螺纹，要求配合性质变动小时采用 中等级用于一般用途的机械和构件 粗糙级用于精度要求不高或制造比较困难的螺纹。 注：一般以中等旋合长度下的6级公差等级作为中等精度，精密 与粗糙都与此相比较而言。 Date 25 公差配合与测量技术 3.3.螺纹公差带与配合的选用螺纹公差带与配合的选用 (1) 螺纹公差带的选用 在选用螺纹公差带时，宜优先按表7-12的规定选取。 如果不知道螺纹旋合长度的实际值（例如标准螺栓），推荐按中 等旋合长度（N）选取螺纹公差带。 （2）配合的选用 内、外螺纹的选用公差带可以任意组成各种配合。国家标准要求 完工后的螺纹配合最好是H/g、H/h或G/h。为了保证螺纹旋合后的 同轴度及足够的接触高度，可选用H/h配合。为了装拆方便，一般选 用H/g或G/h配合。 Date 26 公差配合与测量技术 4.4.螺纹在图样上的标记螺纹在图样上的标记 螺纹的完整标记，由螺纹代号、公称直径、螺距、螺纹公差带代 号、螺纹旋合长度代号（或数值）和旋向代号组成。各部分之间用 “”隔开。 （1）在零件图上的标记 例 M202 5H LH 表示：公称直径为20mm，螺距2mm，中径和顶径公差带代号为 5H的中等旋合长度的左旋普通细牙内螺纹。 （2）装配图上的标注 例 M202 6H/5g6g 表示：公称直径为20mm，螺距2mm，细牙，右旋，中等旋合长 度，中径和顶径公差带都为6H的内螺纹与中径和顶径公差带分别 为5g、6g的外螺纹旋合。 Date 27 公差配合与测量技术 （六）普通螺纹的测量 1. 1. 综合测量综合测量 综合测量是指一次同时检验螺纹的几个参数，这种方法不能测出螺 纹参数的具体数值。 螺纹量规分为螺纹塞规（用于检验内螺纹）和螺纹环规（用于检验 外螺纹），均有通规（通端）和止规（止端）组成。通规用于检验内 、外螺纹的作用中径和小径的合格性，应有完整的牙型，其螺纹长度 要与被测螺纹旋合长度相当（至少等于被测工件旋合长度的80%）。 止规用于检验内、外螺纹的单一中径的合格性，为了避免牙侧角偏差 和螺距误差对检验结果的影响，止规的牙型常做成截短牙型，且螺纹 长度只有23.5牙。 光滑极限量规用于检验内、外螺纹顶径尺寸的合格性。 Date 28 公差配合与测量技术 2.2.单项测量单项测量 单项测量，一般是分别测量螺纹的每个参数，主要测中径、螺距 、牙型半角和顶径。 1.用螺纹千分尺测量外螺纹中径 在实际生产中，车间测量低精度螺纹常用螺纹千分尺。 图7-19 螺