齿轮键公差与配合.ppt

11 1齿轮 齿轮是机器中的传动零件 它用来将主动轴的转动传送到从动轴上 以完成传递功率 变速及换向等功能 按两轴的相对位置不同 齿轮可分为三大类 圆柱齿轮 图a 用于传递两平行轴的运动 圆锥齿轮 图b 用于传递两相交轴的运动 蜗轮 蜗杆 图c 用于传递两相错且垂直轴的运动 圆柱齿轮 蜗轮 蜗杆 圆锥齿轮 按齿轮轮齿方向的不同可分为直齿 斜齿 人字齿等 锥齿轮也有直齿 斜齿等形式 齿形轮廓曲线有渐开线 摆线及圆弧等 通常采用渐开线齿廓 齿轮的结构 轮缘 轮齿 轴孔 键槽 辐板 轮毂 圆柱齿轮 1 齿顶圆直径 da 是通过轮齿顶部的圆周直径 2 齿根圆直径 df 是通过轮齿根部的圆周直径 3 分度圆直径 d 是齿顶圆和齿根圆之间的一个圆的直径 在该圆的圆周上齿厚 s 和齿槽宽 e 相等 对标准齿轮而言 4 齿距 p 在分度圆上 是两个相邻齿对应点间的弧长 标准齿轮s e p s e 5 齿高 h 是从齿顶到齿根的径向距离 h ha hf 齿顶高 ha 是从齿顶圆到分度圆的径向距离 齿根高 hf 是从分度圆到齿根圆的径向距离 6 模数 m 设齿轮的齿数为 则有 令 则 7 压力角 齿形角 在分度圆齿廓上的点K在齿轮转动时 它的运动方向 分度圆的切线方向 和正压力方向 渐开线的法线方向 所夹的锐角 称为压力角 而加工齿轮用的基本齿条的法向压力角 称为齿形角 压力角和齿形角均以 表示 我国标准规定 角为20 8 节圆 d 当两齿轮啮合时 在中心的连线上 两齿廓的接触点 称为节点 p 以o1 o2为圆心 分别过节点 所作的两个圆 称为节圆 两节圆相切 其直径分别用d1 d2 表示 5 1 2圆柱齿轮的规定画法 1 单个圆柱齿轮画法 表示轴孔有键槽的齿轮可采用两个视图 常用一个视图和一个局部视图 即左视图中只画键槽口 如需要表示轮齿 斜齿 人字齿 的方向时 可用三条与轮齿方向一致的细实线表示 如需要表示齿形轮廓曲线 可在图中用粗实线画出一个或两个齿形 或单独另画出它的局部放大图 圆柱齿轮的图样格式 轮齿部分的三个直径尺寸 只需注出分度圆直径和齿顶圆直径 2 圆柱齿轮啮合画法 在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面上的视图中 啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制 图a 其省略画法如图b所示 a b 在平行于齿轮轴线的投影面上的外形视图中 啮合区只用粗实线画出节线 齿顶线和齿根线均不画 在两齿轮其它处的节线仍用细点画线绘制 图a 如需表示轮齿的方向时 画法与单个齿轮相同 图b和c a b c 两圆柱齿轮内啮合的画法 12 键及其连接 键用于连接轴和轴上的传动件 如齿轮 皮带轮等 使轴和传动件不发生相对转动 以传递扭矩或旋转运动 键的作用 键的型式 标记及连接画法 常用键的型式有普通平键 半圆键和钩头楔键 普通平键分A型 B型 C型 A型 普通平键 半圆键 钩头楔键 B型 C型 常用键的种类 型式 标记和连接画法 键bXLGB1096 79 键bXd1GB1099 79 半圆键GB1099 79 普通平键A型GB1096 79 键bXLGB1565 79 钩头楔键GB1565 79 轴和轮毂上键槽的画法和尺寸标注 公差与配合 在成批或大量生产中 要求零件具有互换性 即当装配一台机器或部件时 只要在一批相同规格的零件中任取一件装配到机器或部件上 不需修配加工就能满足性能要求 一极限与配合的概念 GB T1800 1 1997 公差的有关术语和定义 GB T1800 2 1998 以上图销轴为例 1 基本尺寸 零件设计时 根据性能和工艺要求 通过必要的计算和实验确定的尺寸 如图中销轴直径 20 长度40 2 实际尺寸 实际测量获得的尺寸 3 极限尺寸 允许的零件实际尺寸变化的两个极限值 实际尺寸应位于其中 也可达到极限尺寸 两个极限值中 大的一个称最大极限尺寸 小的一个称最小极限尺寸 如图中销轴的最大极限尺寸为 20 023 最小极限尺寸为 20 002 4 尺寸偏差 简称偏差 某一尺寸 实际尺寸 极限尺寸等等 减去基本尺寸所得的代数差 其中 最大极限尺寸 基本尺寸 上偏差最小极限尺寸 基本尺寸 下偏差 5 尺寸公差 简称公差 允许尺寸的变动量 可用下式表示 尺寸公差 最大极限尺寸 最小极限尺寸 2 公差带 零线 在极限与配合图解中 表示基本尺寸的一条直线 以其为基准确定偏差和公差 公差带 在公差带图解中 由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域 公差带示意图 孔和轴的上偏差分别以ES和es表示 孔和轴的下偏差分别以EI和ei表示 3 标准公差和基本偏差 1 标准公差 标准公差是国标规定的用来确定公差带大小的标准化数值 见表GB1800 3 1998 对一定的基本尺寸而言 公差等级越高 公差数值越小 尺寸精度越高 属于同一公差等级的公差数值 基本尺寸越大 对应的公差数值越大 但被认为具有同等的精确程度 2 基本偏差 是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差 它可以是上偏差或下偏差 一般指靠近零线的那个偏差 当公差带在零线上方时 基本偏差为下偏差 反之 则为上偏差 标准公差按基本尺寸范围和标准公差等级确定 分20个级别 即IT01 IT0 IT1至IT18 基本偏差系列 基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置 4 公差带代号 公差带代号由基本偏差代号和公差等级组成 例1 已知孔的基本尺寸为 50 公差等级为8级 基本偏差代号为H 写出公差带代号 并查出极限偏差值 解 由公差带代号定义 公差带代号为 50H8 由孔极限偏差表查得 上偏差值为 0 039 下偏差值为0 孔的尺寸可写为 或 公差带示意图 例 已知轴的基本尺寸为 50 公差等级为7级 基本偏差代号为 写出公差带代号 并查出极限偏差值 解 公差带代号为 50f7 由轴的极限偏差表查得 上偏差为 0 025 下偏差为 0 050 轴的尺寸可写为 或 公差带示意图 二配合与基准制 配合 配合是基本尺寸相同 相互结合的孔 轴公差带之间的关系 根据使用要求不同 孔和轴装配可能出现不同的松紧程度 1 间隙配合 任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配 当孔的尺寸减轴的尺寸为正或零时称间隙配合 此时孔的公差带在轴的公差带之上 过盈配合 任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配 当孔的尺寸减轴的尺寸为负或零时称过盈配合 此时轴的公差带在孔的公差带之上 3 过渡配合 任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配 当孔的尺寸减轴的尺寸可能为正也可能为负时称过渡配合 此时孔的公差带和轴的公差带相互重叠 配合制 在制造配合的零件时 如果孔和轴两者都可以任意变动 则情况变化极多 不便于零件的设计和制造 我们使其中一种零件作为基准件 它的基本偏差固定 通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为配合制 国家标准规定配合制度有基孔制配合和基轴制配合 基孔制配合 基本偏差为一定的孔公差带与不同基本偏差的轴公差带构成的各种配合称基孔制配合 基轴制配合 基本偏差为一定的轴公差带与不同基本偏差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合 配合代号 配合代号用孔 轴公差带代号组成的分数式表示 分子表示孔的公差带代号 分母表示轴的公差带代号 例1 基本尺寸为 50mm 基孔制配合 孔的公差等级为8级 轴的基本偏差为 公差等级为7级 试写出它们的基本尺寸和配合代号 解 根据配合代号的组成写为 50H8或 50H8 f7f7 由基本偏差系列图或查出孔 轴极限偏差值 可得此配合为间隙配合 例2 已知配合代号为 40K7 h6 试说明配合代号含义 解 根据公差带代号及配合代号的组成 可知 40K7 h6表示基本尺寸为40mm 公差等级为6级的基准轴与基本偏差为K 公差等级为7级的孔形成的基轴制过渡配合 例3 如图所示 已知配合代号为 20H6 h5 试说明它是基孔制配合还是基轴制配合 解 看分子 H 可说是基孔制配合 看分母 又可说是基轴制配合 但因 20N6 h5是基轴制配合 对同一根光轴 一般不应有两种配合制度 所以 应理解 20H6 h5也是基轴制配合 活塞 套筒 连杆 活塞销 5 2 3公差与配合的选用 1 基准制配合的选择 实际生产中选用基孔制配合还是基轴制配合 要从机器的结构 工艺要求 经济性等方面的因素考虑 一般情况下应优先选用基孔制配合 若与标准件形成配合时 应按标准件确定基准制配合 例如 与滚动轴承内圈配合的轴应按基孔制配合 与滚动轴承外圈配合的孔应按基轴制配合 基轴制 基孔制 2 公差等级的选择 考虑到孔的加工较轴的加工困难 因此选用公差等级时 通常孔比轴低一级 3 公差带和配合的优先选用 国家标准规定了优先 常用和一般用途的公差带和与之相应的常用和优先选用的配合 一般情况 应优先选用基孔制配合 这是为了加工方便 因孔加工困难 轴加工容易 5 2 4公差配合注法 1 零件图上注法 零件图上通常只标注公差 不标注配合代号 可按下列三种形式之一标注 1 在基本尺寸后面注出公差带代号 2 在基本尺寸后面注出极限偏差数值 3 两者同时注出 1 当采用极限偏差标注时 偏差数值的数字比基本尺寸数字小一号 下偏差与基本尺寸注在同一底线上 且上 下偏差的小数点必须对齐 小数点后的位数必须相同 2 若上 下偏差相同时