互换性与测量技术(极限配合与测量技术)-第七章-轴承、键、螺纹精度设计.doc

第七章滚动轴承、螺纹与键的互换性一.滚动轴承的互换性1滚动轴承的安装形式：（1）外圈与箱体上的轴承座配合，内圈与旋转的轴颈配合。（2）考虑到运动过程中轴会受热变形延伸，一端轴承应能够作轴向调节；调节好后应轴向锁紧。2.滚动轴承的国标规定：滚动轴承的国家标准规定了滚动轴承本身的尺寸公差与旋转精度向心轴承分0、6、5、4、2五级圆锥滚子轴承分0、6X、5、4四级推力轴承分0、6、5、4四级3.轴承内外径公差带图（略：幻灯片4）.滚动轴承精度等级的选择：主要考虑以下几点：（1）机器功能对轴承部件的旋转精度要求。0级：用于旋转精度要求不高的一般机构中。6、5、4级：用于旋转精度要求较高或转速较高的机构中。2级：用于高精度、高转速的特别精密部件上。（2）转速的高低：转速高时，由于与轴承配合的旋转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动，势必造成旋转的不平稳，产生振动和噪音。因此，转速高时，应选用精度高的轴承。5.滚动轴承配合制：（1）与外圈相配合的部分采用基轴制；（2）轴承内圈与轴的配合是基孔制；（3）内圈公差带都在零线的下方且上偏差为零。其主要原因是轴承配合的特殊要求。在大多数情况下，轴承的内孔要随轴一起转动，两者之间的配合必须有一定的过盈，而内圈是薄壁零件。6.轴颈、轴承座配合公差等级的选择：与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等级与轴承的公差等级密切相关。一般与轴承配合的轴，其公差等级多为IT5IT7，箱体孔多为IT6IT8等。7.配合性质的选择：轴承配合性质的选择：与内圈相配合的轴颈、与外圈相配的轴承座选择轴承配合性质的依据是：轴承内外圈所受的负载类型、轴承所受负载的大小、轴承的工作条件、与轴承相配合的孔和轴的材料和装卸要求等。（1）负载类型：局部负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对静止，即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。自：不转的局部负载，间隙、过渡循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转，即合成径向负载顺次作用在套圈的整个圆周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。自：转动的循环负载，过盈、过渡摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周上。自：不转的+载荷摆动摆动负载负载类型示例：（2）负载的大小：轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。一般地，负载如下分类：轻负载：P0.07C正常负载：0.07CP0.15C重负载：P0.15C 其中：C为轴承的额定负载，数据可以从有关手册中查找。自：重紧轻松（3）工作温度：轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温度。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。选择配合时应考虑温度的影响。自：内热松，外热紧（4）旋转精度和旋转速度：当对轴承有较高旋转精度要求时，为消除弹性变形和振动的影响，应避免采用带间隙的配合，但也不能太紧。轴承转速越高，应选用愈紧的配合。自：转速越高，轴承越紧8.形位公差及表面粗糙度的确定：形状公差：主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度要求。位置公差：主要是轴肩端面的跳动公差。表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影响着配合质量和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对表面粗糙度提出较高的要求。9.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。在零件图上的标注：在零件图上，应标注以下参数：尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度。二、键的互换性键与花键常用于轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用以传递转矩和运动；当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用。1、键和花键的分类键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键联结，其中以平键联结应用最广泛。花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键联结，其中以矩形花键联结应用最广泛。2、键的有关尺寸平键联结的基本构成：平键联结是由键、轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。平键联结的配合尺寸：键和轴槽、轮毂槽的宽度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。平键结构与尺寸示意图：（略：幻灯片21）3、尺寸精度设计（1）平键联结的配合制： 由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，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h9。一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松，相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对应于较松键联结、一般键联结和较紧键联结。见P154 表754、平键公差带图：（略：幻灯片23）5、形位精度设计：为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性，应分别规定轴键槽对轴的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的对称度公差，一般可按对称度公差79级选取，查表时，公称尺寸是指键宽。6、表面粗糙度的选择：键和键槽配合面的表面粗糙度一般取Ra1.66.3m，非配合面取Ra12.5m。7、标注示例（图略：幻灯片26）（1）标注槽深d-t及公差（2）标注槽宽b及公差（3）标注对称度公差（4）标注表面粗糙度轮毂的标注示例：（1）标注轮毂深d+t1及公差（2）标注槽宽b及公差（3）标注对称度公差（4）标注表面粗糙度8、花键定心方式：小径定心(d)、大径定心(D)和键侧定心(B)。三、圆柱螺纹的互换性有关标准：GB192-81普通螺纹基本牙型GB2515-81普通螺纹术语GB197-81普通螺纹公差与配合（一）概述1、螺纹的种类和对螺纹结合的使用要求种类：普通螺纹、传动螺纹、紧密螺纹。2、螺纹的主要几何参数大径：螺纹的公称直径；内螺纹的底径，用表示；外螺纹的顶径，用d表示，相配合螺纹：d小径：内螺纹的顶径1，外螺纹的底径d1；相配合螺纹：1d1自：这里还是按物料多少来考虑的。中径：内螺纹2，外螺纹d2；相配合螺纹：d2螺距：相邻两同侧牙面在中径线上的轴向距离单一中径：内螺纹2s；外螺纹d2s。单一中径中径的实际值，可用三针法测得牙型半角：/230牙侧角：牙侧与螺纹轴线轴线垂直面间的夹角螺纹旋合长度接触高度（二）螺纹几何参数偏差对互换性的影响为保证螺纹互换性，要求相配合的螺纹：有良好的旋合性：即内、外螺纹能自由旋入有一定的连接强度：内、外螺纹牙侧均匀接触，承受一定负荷1、直径偏差的影响内螺纹直径实际偏差为正，外螺纹直径实际偏差为负保证旋合性；但若内外螺纹直径偏差太大，将影响连接强度。结论：中径与螺距误差影响螺纹的旋合性和连接强度。3、牙侧角偏差的影响牙侧角偏差影响了旋合性，也影响了连接强度4、保证螺纹互换性的条件作用中径：表示中径的实际尺寸、螺距误差、牙侧角偏差的综合结果。螺纹中径合格性判断：a）螺纹中径合格性判断应遵循泰勒原则：实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径；任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径。b）合格条件：外螺纹：d2md2max；且d2sd2min；内螺纹：2m2max；且2s2min。c)中径公差国标仅规定了中径公差（TD2，Td2）用以控制中径偏差、螺距误差、牙侧角偏差的综合结果，而没有螺距公差、牙型半角公差。（三）普通螺纹的公差与配合1、螺纹公差带：牙型公差带a)公差带等级和公差值(3,4,5,6,7,8,9级）公差等级：国标规定了中径和顶径公差等级公差带大小由公差值决定，表示中径和顶径尺寸的允许变动量b)公差带的位置和基本偏