机械设计基础 课件 第13 章 典型零件的精度设计

13典型零件和连接的精度设计章节内容螺纹连接和键连接的精度设计32轴的精度设计渐开线圆柱齿轮的精度设计12第13章典型零件的精度设计滚动轴承及其相配件的精度设计4学习目标知识目标1.掌握齿轮、轴、螺纹连接及键连接、滚动轴承及其相配件的精度设计内容，学会选择、查表或计算相应公差值。2.掌握各类公差的标注规范。能力目标能够设计齿轮、轴、螺纹连接及键连接、滚动轴承及其相配件的精度并正确标注。情感价值目标深刻理解行业规范，树立标准化意识，激励学生严谨地对待每一个设计细节，确保产品的精确性、一致性和合规性。目标13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计齿轮传动的使用要求传递运动准确性传动平稳性载荷分布均匀性合适的齿侧间隙13.1.1

确定齿轮的精度等级13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计1.确定齿轮的精度等级

齿轮的圆周速度表1齿轮精度等级的应用范围精度等级圆周速度m/s齿面的终加工工作条件直齿斜齿8级到5到10

必要时精整加工

一般机械制造用齿轮;机床传动齿轮;飞机、汽车制造业中的不重要齿轮;起重机构用齿轮;农业机械中的重要齿轮;通用减速器齿轮9级到2到4

无须精整加工

用于其它齿轮表2齿轮精度等级的适用范围产品类型精度等级产品类型精度等级产品类型精度等级测量齿轮2～4汽车底盘5～8拖拉机6～9金属切削机床3～8通用减速器6～9航空发动机4～8内燃机车6～7载重汽车6～9轻型汽车5～813.1.2

确定齿轮公差项目和公差数值13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计齿轮精度检测指标中心距极限偏差±fa；单个齿距偏差±fpt

；齿距累积总偏差Fp；齿廓总偏差Fa；螺旋线总偏差Fb；齿厚偏差Esns、Esni(公法线长度偏差Ebns、Ebni)查表13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.2

确定齿轮公差项目和公差数值齿厚及其偏差Esns、Esni

13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.2

确定齿轮公差项目和公差数值公法线长度及其偏差Ebns、Ebni

13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.3

齿坯的精度设计1.尺寸精度设计齿顶圆齿轮内孔表3齿坯尺寸公差一般为安装基准面，基孔制13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.3

齿坯的精度设计1.尺寸精度设计轮毂键槽表4普通平键和键槽的尺寸与极限偏差单位：mm

13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.3

齿坯的精度设计2.几何精度设计两端面齿轮两端面为轴向定位基准，要标注轴向圆跳动公差轮毂键槽齿轮两端面为轴向定位基准，要标注轴向圆跳动公差齿轮内孔内孔圆柱面要有圆柱度要求，为保证配合性质要在尺寸公差后标注包容要求13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.3

齿坯的精度设计3.表面粗糙度参数的设计齿顶圆齿面齿轮内孔端面键宽侧面键槽底面其余表面Ra/mm适应的零件表面12.5粗加工非配合表面。如轴端面、倒角、钻孔、键槽非工作面、垫圈接触面、不重要的安装支承面、螺钉孔表面等6.3半精加工表面。用于不重要的零件的非配合表面，如支柱、轴、支架、外壳、衬套、盖等的端面；螺钉、螺栓和螺母的自由表面；不要求定心和配合特性的表面，如螺栓孔、螺钉通孔、铆钉孔等；飞轮、皮带轮、离合器、联轴器、凸轮、偏心轮的侧面；平键及键槽上下面，花键非定心表面，齿顶圆表面；所有轴和孔的退刀槽；不重要的连接配合表面；犁铧、犁侧板、深耕铲等零件的摩擦工作面；插秧爪面等3.2半精加工表面。外壳、箱体、盖、套筒、支架等和其他零件连接而不形成配合的表面；不重要的紧固螺纹表面，非传动用梯形螺纹、锯齿螺纹表面；燕尾槽表面；键和键槽的工作面；需要发蓝的表面；需滚花的预加工表面；低速滑动轴承和轴的摩擦面；张紧链轮、导向滚轮与轴的配合表面；滑块及导向面（速度20~50m/min）收割机械切割器的摩擦器动刀片、压力片的摩擦面，脱粒机格板工作面等，起轴向定位的孔肩、轴肩端面1.6要求有定心及配合特性的固定支承、衬套、轴承和定位销的压入孔表面；不要求定心及配合特性的活动支承面，活动关节及花键结合面；8级齿轮的齿面，齿条齿面；传动螺纹工作面；低速转动的轴颈；楔形键及键槽上、下面；轴承盖凸肩（对中心用），三角皮带轮槽表面，电镀前金属表面等0.8要求保证定心及配合特性的表面。锥销和圆柱销表面；与0和6级滚动轴承相配合的孔和轴颈表面；中速转动的轴颈，过盈配合的孔IT7，间隙配合的孔IT8，花键轴定心表面，滑动导轨面。不要求保证定心及配合特性的活动支承面；高精度的活动球状接头表面、支承垫圈、榨油机螺旋榨辊表面等表5常用表面粗糙度参数值与所适应的表面13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计13.1.4技术要求公差原则对铸件、锻件或其他坯件的要求对未注的圆角、倒角的说明热处理的要求对未注的线性尺寸、几何公差的要求技术要求13.1渐开线圆柱齿轮的精度设计带孔齿轮的精度设计实例13.2轴的精度设计

根据轴上零件（如滚动轴承、齿轮等）对轴的精度要求，合理确定轴的各部位的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度参数值。13.2轴的精度设计13.2.1尺寸精度设计单级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴联轴器齿轮轴承轴承13.2轴的精度设计13.2.1尺寸精度设计表6向心轴承和轴的配合轴公差带代号k6k6圆柱孔轴承载荷情况举例深沟球轴承,词

心球轴承和角

接触球轴承圆柱滚子轴承

和圆锥滚子

轴承调心滚子轴承公差带轴承公称内径/mm内圈

承受

旋转

载荷

或方

向不

定载

荷轻载荷输送机、轻载齿轮箱≤18——h5>18~100≤40≤40j6>100~200>40~140>40~100k6—>140~200>100~200m6正常载荷一般通用机械、

电动机、泵、内燃机、正齿轮传动装置≤18——j5js5>18~100≤40≤40k5>100~140>40~100>40一65m5>140~200>100~140>65~100m6重载荷铁路机车车辆轴箱、牵引电机、破碎机等—>50~140>50~100n6>140~200>100~140p61.两轴颈直径的尺寸公差设计13.2轴的精度设计13.2.1尺寸精度设计2.两轴头直径的尺寸公差设计齿轮精度等级123456789101112孔尺寸公差IT4IT4IT4IT5IT5IT6IT7IT8IT9轴尺寸公差IT4IT4IT4IT4IT5IT5IT6IT7IT8齿顶圆直径IT6IT6IT7IT7IT7IT8IT8IT9IT11表3齿坯尺寸公差r6m6表7普通平键和键槽的尺寸与极限单位：mm

14N916N939.50-0.2052

0-0.2013.2轴的精度设计13.2.1尺寸精度设计3.键槽的尺寸公差设计13.2轴的精度设计13.2.2几何精度设计1.轴颈和轴头的径向结合面应采用包容要求EEEE13.2轴的精度设计13.2.2几何精度设计2.轴颈处应标注圆柱度公差13.2轴的精度设计13.2.2几何精度设计3.有定位要求的端面，与传动零件、轴承相配合的圆柱面应标注

圆跳动公差径向轴向13.2轴的精度设计13.2.2几何精度设计4.键的对称中心面应标注对称度公差13.2轴的精度设计13.2.3表面粗糙度参数的设计13.2轴的精度设计13.2.4技术要求公差原则对个别部位修饰和加工的要求对未注的圆角、倒角的说明热处理和加工的要求对未注的线性尺寸、几何公差的要求技术要求对较长轴进行毛坯校直的要求13.3螺纹连接和花键连接的精度设计13.3.1螺纹连接的精度设计13.3螺纹连接和花键连接的精度设计13.3.1螺纹连接的精度设计13.3螺纹连接和花键连接的精度设计13.3.2花键连接的精度设计

配合尺寸：小径d；大径D；键宽、键槽宽B。

键数N规定为偶数，有6、8、10三种。主要尺寸：小径定心、基孔制13.3螺纹连接和花键连接的精度设计13.3.2花键连接的精度设计（1）大批量生产，用花键量规检测，规定键（或键槽）两侧面的中心平面对小径轴线的位置度公差，并采用最大实体要求。小径表面键槽侧面大径表面内花键0.83.26.3外花键0.80.83.2表面粗糙度Ra（不大于）mm13.3螺纹连接和花键连接的精度设计13.3.2花键连接的精度设计（2）单件小批量生产时，内、外花键的小径采用包容要求。（3）采用单项测量，则规定键（键槽）两侧面的中心平面对小径轴线的对称度公差。小径表面键槽侧面大径表面内花键0.83.26.3外花键0.80.83.2表面粗糙度Ra（不大于）mm13.4滚动轴承及其相配件的精度设计13.4.1滚动轴承的公差等级国标对轴承的精度加以分级：1.向心轴承分为2、4、5、6、0

五级；2.圆锥滚子轴承