ch7常用结合件的互换性

1、第7章 常用结合件的互换性目的：了解轴承、螺纹、键和圆锥等结合方式的特点，了解它们的公差规定、标准规范及选用方法等基本内容。 内容：（1）掌握滚动轴承的精度等级，了解精度等级划分的依据，理解滚动轴承内、外径公差的特点，初步掌握轴承精度的选择；（2）明确国家标准对滚动轴承轴颈、外壳孔公差带的规定，轴承和外壳孔形位公差和表面粗糙度的确定，初步掌握轴颈、外壳孔公差带的选用；（3）掌握平键联结参数的基本尺寸及公差、表面粗糙度要求，初步掌握平键的选择；（4）明确矩形花键联结的主要参数与基本尺寸及其定心方式、定心表面，掌握矩形花键的尺寸公差、形位公差及选用，熟练掌握矩形花键的标注；（5）了解螺纹联结的种类

2、及互换性要求，掌握普通螺纹的基本牙型、主要参数以及主要几何参数的误差对互换性的影响，掌握作用中径的概念及中径的合格条件；（6）掌握普通螺纹公差及配合的构成特点，初步掌握普通螺纹公差及配合的选用。（7）了解圆锥结合与圆柱结合的不同点，掌握圆锥结合的公差与配合要求。学习要点：学习要点：第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合滚动轴承是一种标准部件，它由专业工厂生产，供各种机械选用。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成TBTCHDddDd外圈 内圈 滚动体 保持架 DdDa) 向心轴承 b) 圆锥滚子轴承 c) 角接触球轴承 d) 推力轴承 滚动轴承的类型第7章

3、 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合 滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。 公差等级分为2、4、5、6(6x)、0共五个级，它们依次由高到低，2级最高，0级最低。 7.1.1 滚动轴承的精度等级第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.2 滚动轴承内径、外径公差带及其特点1单一平面平均内径 在轴承内圈任一横截面内测得的内圈内径的最大与最小直径的平均值，用dmp表示。2单一平面平均外径 在轴承外圈任一横截面内测得的外圈外径的最大与最小直径的平均值，用Dmp表示。3单一平面平均内径偏差 单一平面平均内径与公称直径（用d表示）的差，用

4、dmp表示。4单一平面平均外径偏差 单一平面平均外径与公称直径（用D表示）的差，用Dmp表示。第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.2 滚动轴承内径、外径公差带及其特点（续）450D6(6x)20 +-2456(6x)0d0 -+轴承内、外径公差带 第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合1.轴颈和外壳孔的尺寸公差带7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择r6m5m6j6js5k5js6h5h6h8h7 g6g5d内圈公差带k6n6p60 +-j5与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与

5、配合7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择（续）M6K7M7N6N7P6 P7K6J6J7JS6JS7H6H7H8G7外圈公差带0 +-D与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合2.轴承配合的选择7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择（续） 在具体选择轴承配合时，应综合地考虑以下因素：作用在轴承上的负荷性质、大小和方向；轴承的类型、公差等级、尺寸大小；轴承的工作状况及拆装和调整要求等因素。 （1）负荷类型 局部负荷 循环负荷 摆动负荷 第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择

6、（续）Fr a)轴承套圈相对于负荷方向的运转状态Frb) 第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择（续）轴承套圈相对于负荷方向的运转状态FrFc c)FrFcd)第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择（续）（1） 当套圈相对于负荷方向固定时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松些，一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。（2） 当套圈相对负荷方向旋转时。该套圈与轴颈或外壳孔的配合应较紧，一般选用过盈小的过盈配合或过盈概率大的过渡配合。必要时，过盈量的大小

7、可以通过计算确定。（3） 当套圈相对于负荷方向摆动时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合的松紧程度，一般与套圈相对于负荷方向旋转时选用的配合相同，或稍松一些。第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择（续）（2）负荷大小 轴承与轴颈或外壳孔配合的选择，应依据所承受载荷的性质（轻、正常、重负荷）依次越来越紧。（3）径向游隙 轴承的径向游隙共分五组：第2组，0组，第3、4、5组，游隙的大小依次由小到大。其中，0组为基本游隙组。0组径向游隙值适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合，对于采用较紧配合、内外圈温差较大、需要降低摩擦力矩及深沟球轴

8、承承受较大轴向载荷或需改善调心性能的工况，宜采取3、4、5组游隙值。第7章 常用结合件的互换性7.1 滚动轴承与孔轴结合的公差与配合7.1.3 滚动轴承的配合公差及其选择（续）（4）工作温度 轴承摩擦发热和其他热源的影响使轴承套圈的温度高于相配件时，内圈与轴颈的配合将会变松，外圈与外壳孔的配合将会变紧，故当轴承工作温度高于100C时，应对所选用的配合适当修正。（5）其他因素 工作状况和结构工艺工作转速公差等级的协调安装与拆卸3.配合表面及端面的几何公差和表面粗糙度第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合（1）普通螺纹 用于连接或固紧零件，其类型很多，使用要求也有所不同。如：对普通

9、紧固用螺纹的主要要求是可旋合性及足够的连接强度；对管道用螺纹的主要要求是密封性和一定的连接强度。（2）传动用螺纹 用于传递动力、运动或位移。这类螺纹有牙形为梯形、矩形及三角形的圆柱螺纹，包括丝杆及测微螺纹。对传动用螺纹的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。特别是对丝杆，要求传动比恒定，而且在全长上累积误差要小。对测微螺纹特别要求运动准确，而且由间隙引起的空程误差要小。（3）紧密螺纹 用于密封的螺纹结合，对这种螺纹结合的主要要求是结合紧密，不漏水、漏气和漏油。7.2.1 概 述紧密螺纹传动螺纹普通螺纹（紧固螺纹）螺纹按用途分类第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.

10、2.1 概 述（续）1基本牙型2大径D或d3螺距P4小径D1或d15中径D2或d26单一中径7牙型角和 牙型半角 /28螺纹旋合长度圆柱形螺纹的主要几何参数 D1(d1)3060P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D (d)螺纹轴线P第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.1 概 述（续）单一中径单一中径 指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螺距基本尺寸一半的地方。当螺距无误差时，螺纹的中径就是螺纹的单一中径。当螺距有误差时，单一中径与中径是不相等的。第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.2 普通螺纹几何参数误差对互换性

11、的影响互换性的主要要求有二点：（1）可旋入性 直径、螺距相同的任何螺母和螺拴均能相互自由旋合；（2）均匀接触性 螺牙侧面接触均匀紧密，有足够的联结强度和结合强度。与螺牙工作侧面直接有关的中径、螺矩和牙侧角三个参数的误差，对螺纹结合的互换性影响最大。1.影响螺纹互换性的几何参数（1）中径误差中径误差影响螺纹的旋合性与连接强度，若外螺纹的中径小于内螺纹的中径，就能保证内、外螺纹的旋合性；反之，就会产生干涉而难以旋合。但是，若外螺纹的中径过小，会削弱其连接强度。为此，加工螺纹时应当对中径误差加以控制。第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响

12、（续）理想状态螺螺母母螺螺栓栓P/2P/2h理理论论接接触触高高度度理理论论中中径径螺螺母母螺螺栓栓P/2h实实际际接接触触高高度度理理论论中中径径实实际际中中径径有误差的状态第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响（续）（2）螺距误差对于普通螺纹，螺距误差会影响螺纹的旋合性与连接强度。螺母螺栓nP栓nP母P螺距累积误差的影响螺距误差的中径折合当量PPnP栓nP母螺母和中径减小后的螺栓螺牙侧面有螺距误差的螺栓螺牙侧面acb/2d1d2fp/2第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.2 普通螺纹几何参数误差对互换性

13、的影响（续）（3）牙侧角偏差牙侧角偏差是指牙侧角的实际值与其基本值之差，它包括螺纹牙侧的形状误差和牙侧相对于螺纹轴线的位置误差。同样影响螺纹的旋合性与连接强度。螺距累积误差的影响第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.2 普通螺纹几何参数误差对互换性的影响（续）2. 螺纹的作用中径根据中径合格性判断原则，合格的螺纹应满足下列关系式：对于外螺纹d2作用d2max，D2单一 d2min对于内螺纹 D 2作用D 2max ， D2单一 D 2min 由于作用中径的存在以及螺纹中径公差的综合性，因此中径合格与否是衡量螺纹互换性的主要依据。判断中径的合格性应遵循泰勒原则泰勒原则:

14、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。 第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.3 普通螺纹的公差与配合1. 螺纹公差带（1）公差等级螺纹公差带的大小由标准公差确定。内螺纹中径D2 和顶径D1 的公差等级分为4、5、6、7、8 级；外螺纹中径d 2 分为3、4、5、6、7、8、9 级，顶径d 分为4、6、8 级。螺纹底径没有规定公差，仅规定内螺纹底径的下极限尺寸Dmin 应大于外螺纹大径的上极限尺寸；外螺纹底径的上极限尺寸d1max 应小于内螺纹小径的下极限尺寸。（2）基本偏差对内螺纹规定了两种基本偏差，代号为G、

15、H ；对外螺纹规定了四种基本偏差，代号为e、f、g、h第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.3 普通螺纹的公差与配合（续）0D2D1D基本牙型GEIESTTD2/2TD1/2EI/2ES=TDD2D1基本牙型HTD2/2TD1/2EI=0T内螺纹公差带位置 第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.3 普通螺纹的公差与配合（续）基本牙型esdd2es/2d1d1maxTTd2/2Td/2eiefg0h基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2d0ei=Tes=0T外螺纹公差带位置 第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.3 普

16、通螺纹的公差与配合（续）2. 螺纹的旋合长度螺纹旋合长度是与螺纹精度有关的一个因素，螺纹旋合长度越长，螺距累积误差越大，对螺纹旋合性的影响也越大。螺纹的旋合长度分为三组，分别为短旋合长度、中等旋合长度和长旋合长度，并分别用代号S、N、L 表示。螺纹的精度等级由螺纹公差带和螺纹旋合长度两个因素决定。在生产中，为了减少螺纹刀具和螺纹量规的规格和数量，标准规定了内、外螺纹的选用公差带。3. 螺纹公差带与配合的选用第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.3 普通螺纹的公差与配合（续）4. 螺纹标注普通螺纹的完整标记，由螺纹特征代号（M）、尺寸代号、螺纹公差带代号、旋合长度代号（或

17、数值）和旋向代号组成。尺寸代号为公称直径导程螺距，其数值单位均为mm，对单线螺纹省略标注其导程，对粗牙螺纹可省略标注其螺距。如需要说明螺纹线数时，可在螺距的数值后加括号用英语说明，如双线为two starts、三线为three starts、四线为four starts。公差带代号是指中径和顶径公差带代号，由公差等级级别和基本偏差代号组成，中径公差带在前；若中径和顶径公差带相同，只标一个公差带代号。中等旋合长度省略代号标注。对于左旋螺纹，标注“LH”代号，右旋螺纹省略旋向代号。尺寸、螺纹公差带、旋合长度和旋向代号间各用短横线“”分开。第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2

18、.3 普通螺纹的公差与配合（续）第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.4 普通螺纹的检测1. 综合检测用螺纹量规检验螺纹属于综合测量。在成批生产中，普通螺纹均采用综合量法。 综合测量是根据前面介绍的螺纹中径合格性的准则（泰勒原则），使用螺纹量规（综合极限量规）进行测量。 螺纹量规分为“通规”和“止规”，检验时，“通规”能顺利与工件旋合，“止规”不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，“通规”不能旋合，则说明螺母过小，螺栓过大，螺纹应返修。当“止规”能通过工件，则表示螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。普通螺纹是多参数要素，有两类检测方法：综合检验和单项测量。第7章 常用结

19、合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.4 普通螺纹的检测（续）用螺纹环规和光滑极限量规检验外螺纹 第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.4 普通螺纹的检测（续）用螺纹塞规和光滑极限量规检验内螺纹第7章 常用结合件的互换性7.2 螺纹联接的公差与配合7.2.4 普通螺纹的检测2. 单项测量 对大尺寸普通螺纹、精密螺纹和传动螺纹，除了可旋合性和联接可靠以外，还有其它精度和功能要求，生产中一般都采用单项测量。 单项测量螺纹的方法很多，最典型的是用万能工具显微镜测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。用工具显微镜将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像，测量其螺距、牙型

20、半角和中径，因此该法又称为影像法。 在实际生产中，测量外螺纹中径多用三针量法该方法简单，测量精度高，应用广泛。第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合键和花键主要用于轴与轴上传动件（如齿轮、带轮、联轴器等）之间实现周向固定以传递转矩的可拆连接。其中，有些还能用做导向连接，如变速箱中变速齿轮花键孔与花键轴的连接。7.3.1 单键联接键和花键主要用于轴与轴上传动件（如齿轮、带轮、联轴器等）之间实现周向固定以传递转矩的可拆连接。其中，有些还能用做导向连接，如变速箱中变速齿轮花键孔与花键轴的连接。1.平键联接的结构参数普通平键联接由轴键槽、毂键槽和键三部分组成，其中键和轴键槽、轮毂键槽的

21、宽度b是配合尺寸，应规定较严的公差；在而键的高度h和长度L以及轴槽深和毂槽深t1、t2皆是非配合尺寸，应给予较松的公差。 第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.1 单键联接（续）普通平键联接结构形式AALbhd-t1D+t2t1t2AA第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合2.平键联接的公差与配合7.3.1 单键联接（续）平键和键槽配合尺寸的公差带与配合种类 第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.1 单键联接（续）为了限制几何误差的影响，不使键与键槽装配困难和工作面受力不均等，在国家标准中，对轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差作了规定

22、。根据键槽宽b，一般按GB/T11841996形状和位置公差中对称度79 级选取。表面粗糙度值要求：键槽侧面取a R 为1.63.2mm ；其他非配合面取a R 为6.3mm。（教材数据值得商榷）第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合3.平键图样标注7.3.1 单键联接（续）示例 第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合4.单键的检测7.3.1 单键联接（续）（1）键的检测 （2）键槽的检测 若无特殊要求，可用游标卡尺、千分尺等通用量具测量，也可使用量规（卡规）检验其各部分尺寸。 在生产中，一般采用游标卡尺、千分尺等通用计量器具对键进行测量。在单件、小批量生产中，

23、键槽宽度和深度的检测一般用通用量具检验，而在大批量生产中，常用专用的量规检验尺寸 。在单件、小批量生产时，键槽的对称度项目一般采用通用量具进行检测；而在大批量生产时，多采用专用量规来检验键槽的对称度误差。第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接 花键有如下优点：花键有如下优点：（1）载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩；）载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩； （2）导向性好；）导向性好；（3）定心精度高，满足了高精度场合的使用要求。）定心精度高，满足了高精度场合的使用要求。c) 三角花键a) 矩形花键 b) 渐开线花键第7章 常用结合件的互换性7

24、.3 键和花键的公差与配合1.矩形花键联接的结构参数与定心方式7.3.2 花键联接（续）（1）结构参数 矩形花键的主要尺寸BDBD第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）（2）定心方式 花键有大径D、小径d 和键（槽）宽B 三个主要尺寸参数，若要求这三个尺寸同时起配合定心作用，以保证内、外花键同轴度是很困难的，而且也无必要。为了改善其加工工艺性，只需将其中一个参数加工得较准确，使其起配合定心作用。由于扭矩的传递是通过键和键槽两侧面来实现的，因此，键和槽宽不论是否作为定心尺寸，都要求有较高的尺寸精度。根据定心要素的不同，可分为三种定心方式：按大径D 定心；

25、按小径d 定心；按键宽B 定心。第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）花键的定心方式b) 小径定心 a) 大径定心c) 键宽定心第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合2.矩形花键联接的几何精度7.3.2 花键联接（续）（1）公差与配合第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）平键和键槽配合尺寸的公对花键孔规定了拉削后热处理和不热处理两种。标准中规定，按装配型式分滑动、紧滑动和固定三种配合。其区别在于，前两种在工作过程中花键套可在轴上移动。花键连接采用基孔制，目的是减少拉刀的数目。对于精密传动用的内花

26、键，当需要控制键侧配合间隙时，槽宽公差带可选用H7，一般情况下可选用H9。差带与配合种类。 当内花键小径公差带为H6 和H7 时，允许与高一级的外花键配合。为保证装配性能要求，小径极限尺寸应遵守包容要求。第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续） 小径d的极限尺寸遵守包容原则。因为小径是矩形花键联接的定心尺寸，必须保证其配合性质。 在大批量生产条件下，一般用花键综合量规来检验，故需遵守最大实体原则，对键和键槽只需规定位置度公差。 在单件、小批生产条件下，遵守独立原则。对键(槽)宽规定对称度公差和等分度公差，两者同值。 对较长的花键，可以根据产品的性能，自行

27、规定键(槽)侧对小径d轴线的平行度公差。 （2）几何公差与表面粗糙度第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）矩形花键表面粗糙度参数Ra值一般为：对内花键，小径表面粗糙度0.8，键槽侧面粗糙度3.2，大径表面粗糙度6.3；对外花键，小径和键侧表面粗糙度0.8，大径表面粗糙度3.2。 3.图样标注矩形花键规格的标记为NdDB，即键数小径大径键宽，如626326。在需要表明花键联结的配合性质时，还应在其

28、基本尺寸后加注配合代号。 第7章 常用结合件的互换性7.3 键和花键的公差与配合7.3.2 花键联接（续）4.矩形花键的检测（1）综合检验在大批量生产中，一般都采用专用量规进行检验。用花键综合通规同时检验花键的小径d、大径D、键（槽）宽B的实际轮廓，使其控制在最大实体边界内，同时保证大径对小径的同轴度要求。 （2）单项检测在单件小批量生产中，可用通用量具分别测量花键的尺寸（d、D和B）误差、大径对小径的同轴度误差和键齿（槽）的位置度误差，以保证各尺寸实际偏差和形位误差在公差范围内。第7章 常用结合件的互换性7.4 圆锥结合的公差与配合7.4.1 概述1.圆锥结合的特点圆锥结合是常用的联接与配合

29、形式。配合要素为内、外圆锥表面。圆锥是由直径、长度、锥度(或锥角)构成的多尺寸要素，所以影响互换性的因素比较多，在配合性质的确定和配合精度设计方面，比圆柱配合要复杂得多，加工和检测也较为困难，故没有圆柱配合应用广泛。 （1）具有较高的同轴度，对中性好。（2）圆锥结合的配合性质可以调整。（3）圆锥结合具有良好的自锁性和密封性。（4）结构复杂，影响互换性的参数比较多，加工和检验都比较困难，不适合于孔轴轴向相对位置要求较高的场合。 第7章 常用结合件的互换性7.4 圆锥结合的公差与配合7.4.1 概述（续）（1）结构型圆锥配合 指由圆锥结构确定装配位置，内、外圆锥公差区之间的相互关系。 2.圆锥结合的种类第7章 常用结合件的互换性7.4 圆锥结合的公差与配合（2）位移型圆锥配合 指由内、外圆锥在装配时作一定轴向相对位移（Ea）确定的相互关系。 7