公差配合与测量技术 教学课件作者 刘华 匡伟春 　螺纹、键和花键的公差配合及检测

1、公差配合与测量技术 主编刘华 匡伟春 第7章螺纹、键和花键的公差配合及检测第7章螺纹、键和花键的公差配合及检测7.1螺纹结合的公差配合及检测7.2键和花键结合的公差配合及检测7.1螺纹结合的公差配合及检测(1)紧固螺纹用于紧固和联接零件，如公制普通螺纹等。(2)传动螺纹用于传递动力或精确的位移，如丝杠等。(3)紧密螺纹用于密封的螺纹结合，如联接管道用的螺纹。7.1.1普通螺纹的根本牙型和主要几何参数普通螺纹的根本牙型如图71所示，它是在高为H的等边三角形即原始三角形上截去其顶部H/8和底部H/4而形成的。图7-1普通螺纹的根本牙型7.1螺纹结合的公差配合及检测(1)大径(D或d)与外螺纹牙顶或

2、内螺纹牙底相切的假想圆柱面的直径称为大径。(2)小径(D1或d1)与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径称为小径。(3)中径(D2或d2)一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。(4)单一中径(D2s或d2s)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根本螺距一半P/2的地方，如图7-2所示。图7-2单一中径P根本螺距P螺距误差7.1螺纹结合的公差配合及检测(5)螺距(P)和导程(L)螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(6)牙型角()和牙型半角(/2)在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角称为牙型角。(7)螺纹旋合长度螺纹旋合长度是指两个相

3、互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合局部的长度。(8)螺纹升角()螺纹升角是指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。7.1.2普通螺纹几何参数对互换性的影响影响螺纹互换性的几何参数有五个：大径、中径、小径、螺距和牙型半角。其中，主要因素是中径误差、螺距误差和牙型半角误差。7.1螺纹结合的公差配合及检测1.螺纹中径误差对互换性的影响2.螺距误差对互换性的影响图7-3螺距误差3.牙型半角误差对互换性的影响7.1螺纹结合的公差配合及检测图7-4半角误差对螺纹旋合性的影响4.保证普通螺纹互换性条件7.1螺纹结合的公差配合及检测1)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

4、中径不小于中径最小极限尺寸，即2)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7.1.3普通螺纹的公差与配合1.螺纹公差7.1螺纹结合的公差配合及检测表7-1螺纹的公差等级螺纹直径公差等级螺纹直径公差等级内螺纹小径4、5、6、7、8外螺纹中径3、4、5、6、7、8、9内螺纹中径4、5、6、7、8外螺纹大径d4、6、87.1螺纹结合的公差配合及检测表7-2普通螺纹中径公差公称直径D/mm螺距P/mm内螺纹中径公差m外螺纹中径公差/m公差等级公差等级4567834567897.1螺纹结合的公差配合及检测表7-2普通螺纹中径公差561120571901121

5、4042536785106075851061321705063801001251951181501902365671901121401802241251001251602002506075951181501902361511214018022428067851061321702122957.1螺纹结合的公差配合及检测表7-2普通螺纹中径公差112224057595118150455671901120759011214018053678510613211001251602002506075951181501902361251121401802242806785106132170212265151

6、181501902363007190112140180224280175125160200250315759511815019023630021321702122653358010012516020025031525140180224280355851061321702122653357.1螺纹结合的公差配合及检测表7-2普通螺纹中径公差2244507595118150190567190112140110613217021263801001251602002501512516020025031575951181501902363002140180224280355851061321702122

7、653353170212265335425100125160200250315400351802242803554501061321702122653354254190236300375475112140180224280355450452002503154005001181501902363003754757.1螺纹结合的公差配合及检测表7-3普通螺纹的根本偏差和顶径公差螺距P/mm内螺纹的基本偏差EIm外螺纹的基本偏差esm内螺纹小径公差m外螺纹大径公差m公差等级公差等级GHefgh456784681+260-60-40-260150190236300375112180280125+28-

8、63-42-2817021226533542513221233515+32-67-45-32190236300375485150236375175+34-71-48-342122653354255301703654252+38-71-52-382363003754756001803804507.1螺纹结合的公差配合及检测表7-3普通螺纹的根本偏差和顶径公差25+42-80-58-422803554505607102122255303+48-85-63-4831540050063080023627560035+53-90-70-533554505607109002654256704+60-95-

9、75-603754756007509503004757507.1螺纹结合的公差配合及检测2.螺纹根本偏差图7-5内、外螺纹的根本偏差a)内螺纹公差带位置b)内螺纹公差带位置Hc)外螺纹公差带位置e、f、gd)外螺纹公差带位置h7.1螺纹结合的公差配合及检测3.螺纹的选用公差带与公差的组合7.1螺纹结合的公差配合及检测表7-4内螺纹选用公差带精度公差带位置G公差带位置HSNLSNL精密4H4H5H5H6H中等（5G）（6G）（7G）5H6H7H粗糙（7G）7H7.1螺纹结合的公差配合及检测表7-5外螺纹选用公差带精度公差带位置e公差带位置f公差带位置g公差带位置hSNLSNLSNLSNL精密(3

10、h4h)4h(5h4h)中等6e6f(5g6g)6g(5h6h)6h(7h6h)粗糙8g(8h)7.1螺纹结合的公差配合及检测7.1.4螺纹的检测螺纹的测量方法可分为综合检验和单项测量两类。1.综合检验图7-6用螺纹量规检验外螺纹7.1螺纹结合的公差配合及检测图7-7用螺纹量规检验内螺纹2.单项测量7.1螺纹结合的公差配合及检测(1)三针法三针法主要用于测量精密外螺纹的单一中径(如螺纹塞规、丝杠螺纹等)。(2)影像法影像法测量螺纹是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、牙型半角和中径。图7-8用三针法测量外螺纹7.2键和花键结合的公差配合及检测7.2.1平键联结

11、的公差与配合平键联结是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运动和转矩的，如图710所示。因此，键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要互换性参数，是配合尺寸，应规定较小的公差；而键的高度h和长度L以及轴槽深度t和轮毂槽深度t1均为非配合尺寸，应给予较大的公差。键结合的性质表现为与键槽宽的配合，因为键由型钢制成，是标准件，所以键联结采用基轴制配合。在设计平键联结时，当轴径d确定后，根据d就可确定平键的规格参数，见表76和表77。7.2键和花键结合的公差配合及检测图7-9平键联结7.2键和花键结合的公差配合及检测图7-10平键的剖面尺寸7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-6普通平键键槽

12、的尺寸公差(摘录)(单位：mm)轴键键槽公称直径d公称尺寸bh宽度b深度半径r公称尺寸b极限偏差轴t毂较松键连接一般连接较紧连接轴H9毂D10轴N9毂JS9轴和毂P9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最大最小7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-6普通平键键槽的尺寸公差(摘录)(单位：mm)2230878+00360+0098+00400003600180015005140+02033+0200160253038108105.07.2键和花键结合的公差配合及检测表7-6普通平键键槽的尺寸公差(摘录)(单位：mm)384412812+00430+0120+00500004300215001800

13、615.03.34450149145.550581610166.058651811187.07.2键和花键结合的公差配合及检测表7-6普通平键键槽的尺寸公差(摘录)(单位：mm)6575201220+00520+0149+0065000520026002200747.54.904006075852214229.05.485952514259.05.49510028162810.06.47.2键和花键结合的公差配合及检测表7-7平键极限偏差(摘录)(单位： mm)b公称尺寸8101214161820222528极限偏差（h9）000360004300052h公称尺寸78891011121416极

14、限偏差(h11)00090001107.2键和花键结合的公差配合及检测图7-11键宽与键槽宽b的公差带7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-8键与键槽的配合配合尺寸的公差带配合性质及适用场合键轴槽毂槽轻松h9H9D10用于导向平键，导向平键装在轴上，用螺钉固定，轮毂可在轴上滑动，也用于薄型平键7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-8键与键槽的配合一般h9N9JS9普通平键或半圆键压在轴槽中固定，轮毂顺着键侧套到轴上。用于传递一般载荷，也用于薄型平键、楔键的轴、毂较紧h9P9P9普通平键或半圆键压在轴槽和轮毂中，均固定。用于传递重载荷和冲击载荷或双向传递转矩，也用于薄型平键7.2键和花键结合

15、的公差配合及检测1)由于键槽的实际中心平面在径向产生偏移和轴向产生倾斜，造成了键槽的对称度误差，应分别规定轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差。2)当平键的键长L与键宽b之比大于或等于8时，应规定键宽b的两工作侧面在长度上的平行度要求。图7-12键槽尺寸标注和公差标注a)轴键槽b)轮毂键槽7.2键和花键结合的公差配合及检测7.2.2平键的检测对于平键联结，需要检测的工程有键宽，轴键槽和轮毂键槽的宽度、深度及槽的对称度。1.键和键宽7.2键和花键结合的公差配合及检测图7-13键槽尺寸量规a)槽宽极限量规b)轮毂槽深量规c)轴槽深量规2.轴槽和轮毂槽深3.键槽对称度7.2键和花键结合的公差配合及检测图7

16、-14键槽对称度量规7.2.3矩形花键的主要参数和定心方式7.2键和花键结合的公差配合及检测花键联结是通过花键孔和花键轴作为联结件以传递转矩和轴向移动的，与平键联结相比，具有定心精度高、导向性好等优点。同时，由于键数目的增加，键与轴联结成一体，轴和轮毂上承受的载荷分布比较均匀，因此可以传递较大的转矩，联结强度高，联结也更可靠。花键可用作固定联结，也可用作滑动联结，在机械结构中应用较多。图7-15矩形花键的主要参数7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-9矩形花键尺寸系列(摘自GB/T 11442001)(单位：mm)小径d轻系列中系列规格NdDB键数N大径D键宽B规格NdDB键数N大径D键宽B

17、11611143614313613163.56163.51661620462041861822562252162125562557.2键和花键结合的公差配合及检测表7-9矩形花键尺寸系列(摘自GB/T 11442001)(单位：mm)23623266626662328662862662630663066263266326286283276327628347634732632366636683238683863683640784078364278427428424688468842488848846846509850984654985497.2键和花键结合的公差配合及检测表7-9矩形花键尺寸系列

18、(摘自GB/T 11442001)(单位：mm)5285258108581085260108601056856621086210856651086510628626812868128627212872127210727812107812107282121082128210828812108812108292121092129210929814109814109210214101021410210102108161010816101021121610112167.2键和花键结合的公差配合及检测表7-9矩形花键尺寸系列(摘自GB/T 11442001)(单位：mm)1121011212018101

19、2018101121251810125187.2键和花键结合的公差配合及检测7.2.4矩形花键的公差与配合1.小径d定心2.内、外花键的尺寸公差和配合选用7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-10矩形内、外花键的尺寸公差带(摘自GB/T 11442001)内花键外花键装配形式dDBdDB拉削后不热处理拉削后热处理一般用H7H10H9H11f7a11d10滑动g7f9h7h10精密传动用7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-10矩形内、外花键的尺寸公差带(摘自GB/T 11442001)H5H10H7，H9f5a11d8滑动g5f7h5h8H6f6g6f7h6h87.2键和花键结合的公差配合

20、及检测2. d为H6和H7的内花键，允许与高一级的外花键配合。3.矩形花键的形位公差和外表粗糙度1)为了保证定心外表的配合性质，内、外花键小径(定心直径)的尺寸公差和形位公差的关系必须采用包容要求。2)在大批量生产时，采用花键综合量规来检验矩形花键，因此对键宽需要遵守最大实体要求。7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-11矩形花键位置度公差值(摘自GB/T 11442001)(单位：mm)键槽宽或键宽B33567101218键槽宽0.0100.0150.0200.025键宽滑动、固定0.0100.0150.0200.025紧滑动0.0060.0100.0130.0167.2键和花键结合的公差

21、配合及检测图7-16矩形花键位置度公差标注例如3)在单件、小批量生产时，对键(键槽)宽规定对称度公差和等分度公差，并遵守独立原那么，两者同值，对称度公差见表7-12，图样标注如图7-17所示。7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-12矩形花键对称度公差值(摘自GB/T 11442001)(单位：mm)键槽宽或键宽B33.567101218一般用0.0100.0120.0150.018精密传动用0.0060.0080.0090.0117.2键和花键结合的公差配合及检测图7-17矩形花键对称度公差标注例如7.2键和花键结合的公差配合及检测4)对于较大的花键，国家标准未作规定，可根据产品性能，自行规定键(键槽)侧对小径d轴线的平行度公差。7.2键和花键结合的公差配合及检测表7-13矩形花键外表粗糙度推荐值加工表面内花键外花健Ra不大于大径6332小径1608键侧32167.2键和花键结合的公差配合及检测4.矩形花键的标注方式7.2.5矩形花键的检测矩形花键的检测包括尺寸检验和形位误差检验。图7-18矩形花键综合量规1.普通螺纹有哪些主要几何参数？它们是如何影响螺纹互换性的？7.2键和花键结合的公差配合及检测2.国家标准为何不单独规定螺距公差和牙型半角