机械精度设计与检测技术 课件 第4-10章 表面精度设计与检测-现代几何量检测技术简介

第4章表面精度设计与检测1概述2表面粗糙度的评定3表面粗糙度参数的选用4表面粗糙度的标注5表面结构精度的检测概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测1.表面粗糙度的概念表面粗糙度（波距小于1mm）形状误差（波距大于10mm并无明显周期性变化）λ放大的实际表面轮廓图4-1表面几何形状误差波纹度（波距在1mm-10mm之间并呈周期性变化）概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测表面粗糙度是评定机器零件盒产品质量的重要指标，表面粗糙度轮廓越小，则表面越光滑。2.表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响(1)对摩擦、磨损的影响(2)对疲劳强度的影响(3)对抗腐蚀性的影响(4)对配合性质的影响(5)对结合密封性的影响概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测1.取样长度和评定长度2.评定基准3.表面粗糙度的评定参数概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测取样长度：是在X轴方向判别被评定轮廓的不规则特征的长度。一般应含5个以上的峰谷。

基准线lnlrlrlrlrlr图4-2取样长度和评定长度1.取样长度和评定长度(1)取样长度lr/

/

/

/

/

≥0.008～0.02≥0.025～0.10＞0.013～0.040.080.4＞0.02～0.1＞0.10～0.50＞0.04～0.130.251.25＞0.1～2.0＞0.50～10.0＞0.13～0.40.84.0＞2.0～10.0＞10.0～50.0＞0.4～1.32.512.5＞10.0～80.0＞50～320＞1.3～48.040.0取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。(2)评定长度ln表4-1取样长度和评定长度的选用值（GB/T1031-2009）概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测零件实际表面轮廓图4-3表面轮廓表面轮廓：是一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓线。2.评定基准概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测lrZi最小二乘中线图4-4表面粗造度轮廓的最小二乘中线中线是为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。中线有两种：(1)轮廓最小二乘中线概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测算术平均中线lrF1′F2′Fi′F1F2Fi(2)轮廓算术平均中线图4-5表面粗造度轮廓的算术平均中线概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测Ⅰ.轮廓的算术平均偏差Ra图4-6轮廓算术平均偏差Ra的确定近似为(1)幅度参数Raxznziz1z2lr概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测3.表面粗糙度的评定参数(1)幅度参数(2)附加参数z概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测Ⅱ.轮廓的最大高度Rz在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Zp与最大轮廓谷深Zv之和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示，即Rz=|Zp|+|Zv|

Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中线Zv1Zv2图4-7表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定Rz常与Ra联用，用来控制微观不平度的谷深，从而达到控制表面微观裂缝的目的，常用于受交变应力作用的工作表面，如齿廓表面。此外，当被测表面段很小（不足一个取样长度），不适宜采用Ra评定时，也常采用Rz。Ra值能客观地反映表面微观几何形状高度方面的特性，是普遍采用的评定参数，但Ra值一般是用触针式轮廓仪测得的，因此不能用于过于粗糙或太光滑表面的评定。Ra值越大，则表面越粗糙。概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。其在中线上的长度称为单元宽度。在一个取样长度lr范围内，所有轮廓单元宽度的平均值就是轮廓单元的平均宽度，用符号Rsm表示。Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中线图4-8轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度Ⅰ.轮廓单元的平均宽度Rsm（间距参数）概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测(1)附加参数轮廓支承长度率与零件表面的微观轮廓形状有关，是反映零件表面耐磨性能的指标。Ⅱ.轮廓支承长度率Rmr（c）（曲线参数）概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测Rmr（c）值越大零件表面凸起的实体部分就越大，承载面积就越大，接触刚度也就越高，耐磨性就越好。1.评定参数的选用设计人员一般可根据选用原则，选定一个或几个表面粗糙度的评定参数，来表达设计的精度要求。GB/T1031-2009推荐：Ra值在0.025~6.3的范围内，可用电动轮廓仪方便测出Ra值，应优先选用Ra值；Ra值在6.3~100和0.008~0.020的范围内，可用光切显微镜和干涉显微镜测出Rz值，应优先选用Rz值。表面粗糙度轮廓评定参数的选用原则是：根据零件的工作条件和使用性能的要求，在考虑表征零件表面的几何特性和表面功能参数的同时，应考虑表面粗糙度检测仪器的测量范围和工艺的经济性。概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测1.在满足功能要求的情况下,尽量选用较大的参数值2.同一零件上,工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的粗糙度参数值3.摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的表面粗糙度轮廓参数值要小。2.评定参数值的选用表面粗糙度参数值的选用原则：首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。具体原则如下：概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测4.运动精度要求高的表面比运动精度要求低的表面的粗糙度参数值要小；接触刚度要求高的表面比接触刚度要求低的表面的粗糙度参数值要小；承受腐蚀工作环境下的零件表面比不承受腐蚀工作环境下的零件表面的粗糙度参数值要小。5.受循环载荷的表面及易引起应力集中的圆角、沟槽，表面的粗糙度参数值要小。6.配合性质要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面等，表面的粗糙度参数值要小。7.配合性质相同，零件尺寸越小，表面粗糙度参数值应越小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的粗糙度参数值应小。概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测轮廓算术平均偏差轮廓最大高度轮廓单元的平均宽度

轮廓的支承长度率

0.0120.8500.0251.61000.0060.410500.0251.61000.053.22000.01250.815600.053.2

0.16.34000.0251.620700.16.3

0.212.58000.053.225800.212.5

0.42516000.16.330900.425

0.850

0.212.540

概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测表4-2表面粗糙度评定参数Ra、Rz、Rsm、Rmr(c)

基本系列数值概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测表4-3表面粗糙度参数值的选用实例概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测表4-4表面粗糙度参数值的选用实例概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测1.表面结构的图形符号及其表示方法Ⅰ.表面粗糙度的符号表4-3表面结构图形符号概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测1.表面结构的图形符号及其表示方法Ⅰ.表面粗糙度的符号概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测图4-9对周边各表面有相同的表面结构要求的标注位置a处——标注表面结构参数代号及其极限值，幅度参数和间距参数以μm为单位表示；位置b处——注写第二个表面结构要求，若更多的表面结构参数要求，每增加标注一项参数则增加一行，图形符号也要随着增高；位置c处——注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等，例如车、磨、镀等加工表面；位置d处——注写所要求的表面纹理和纹理方向；ebd

图4-10参数及附加要求标注位置Ⅱ.表面粗糙度的符号的组成与标注ac概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测位置e处——注写加工余量（mm）；概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测图4-12注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求图4-10多个表面粗糙度极限要求图4-11单一表面粗糙度要求的完整标注概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测符号解释示例符号解释示例纹理平行于视图所在投影面纹理呈近似同心圆与表面中心相关纹理垂直于视图所在投影面纹理呈近似放射状与表面中心相关纹理呈两斜向交叉且与视图所在投影面相交纹理呈微粒、凸起，无方向纹理呈多方向注：如果表面纹理不能清晰地用这些符号表示，必要时，可以在图样上加注说明。表4-4表面纹理的标注概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测图4-13加工余量的注法图4-14表面结构所要求的注写方向表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致(1)标注在轮廓线上或指引线上图4-15表面结构要求在轮廓线上的标注2.表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的注法概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测(2)标注在特征尺寸线上图4-16用指引线引出标注表面结构要求图4-17表面结构要求标注在尺寸线上概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测(3)标注在几何公差框格上图4-18表面结构要求标注在几何公差框格的上方(4)标注在延长线上

图4-19表面结构要求标注在圆柱特征的延长线上概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测（5）标注在圆柱和棱柱表面上图4-20圆柱和棱柱的表面结构要求的标注概述表面粗糙度的评定粗糙度参数的选用表面粗糙度的标注表面结构精度检测表面粗糙度轮廓的检测方法主要有比较法、针描法、光切法、干涉法、激光反射法、激光全息法和几何表面三维测量法等。小结（1）表面粗糙度轮廓的概念（2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度lr、评定长度ln和中线。（3）表面粗糙度轮廓的评定参数有幅度参数（包括轮廓的算术平均偏差Ra轮廓的最大高度Rz）和间距特征参数（轮廓单元的平均宽度Rsm）（4）通常只给出幅度参数Ra或Rz及允许值，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。（5）熟练掌握国家标准规定的表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上标注的方法（6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较法、针描法、光切法和干涉法等。第1章绪

论第2章尺寸精度设计与检测第3章几何精度设计与检测第4章表面精度设计与检测第5章渐开线圆柱齿轮的精度设计第6章典型零部件精度设计第5章渐开线圆柱齿轮的精度设计1概述2齿轮传动的使用要求及误差来源3渐开线圆柱齿轮精度的评定参数4渐开线圆柱齿轮精度标准5渐开线圆柱齿轮精度设计和选用6齿轮精度设计示例使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例齿轮传动具有结构紧凑、能保持恒定的传动比、传动效率高、使用寿命长及维护保养方便的等特点，在各种机型产品中广泛应用。齿轮传动由齿轮副、轴、轴承和箱体共同组成。由于这些主要零件在制造和装配过程中不可避免地存在误差，因此必然会影响齿轮传动的质量。为保证齿轮传动的质量，就有规定相应的公差。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例(1)传递运动的准确性1.齿轮传动的使用要求要求在一转范围内，传动比的变化要小。理论上主动轮转过φ1时，从动轮应转过φ2，φ2=iφ1。由于齿轮副存在加工和安装误差，从动轮实际转角为φ2’，从而引起转角误差Δφ2，Δφ2=φ2’-φ2。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例(2)传动的平稳性即保证齿轮传动的每个瞬间传动比变化小，以减小振动,降低噪声（主要控制齿轮以一齿为周期的短周期转角误差）。(3)载荷分布的均匀性即要求齿轮啮合时齿面接触良好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损加剧，影响齿轮的使用寿命。(4)传动侧隙的合理性使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例上述前三项要求是针对齿轮本身提出的精度要求，第四项是对齿轮副的，它是独立于精度之外的另一类问题。不同用途和不同工作条件下的齿轮传动，对使用要求的侧重点不同，齿轮精度设计的任务就是合理确定齿轮的精度和侧隙。即保证齿轮啮合时，非工作齿面间应留有一定的间隙。它对贮藏润滑油、补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀以及齿轮传动装置制造误差和装配误差等都是必需的。否则，齿轮在传动过程中可能卡死或烧伤。常见的几种类型齿轮结构使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例常见几种齿轮加工方式插齿加工先进的齿轮加工滚齿加工铣齿加工使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，以一转为周期的误差为长周期误差，主要影响传递运动的准确性；以一齿为周期的误差为短周期误差，主要影响工作平稳性。按误差变化方向，齿轮误差又可分为径向误差、切向误差和轴向误差。2.齿轮传动误差的主要来源几何偏心(1)影响传递运动准确性的主要加工误差影响运动精度的因素是同侧齿面间的各类长周期误差，主要来源于几何偏心和运动偏心。e几o″分度蜗杆分度涡轮滚刀齿轮坯e运e刀e蜗杆o′oo″o′o′—o′机床工作台回转轴线o—o工件孔轴线o″—o″分度蜗轮几何轴线图5-1滚齿加工示意图o使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例o′o齿坯e几o′o滚刀齿圈孔的同心圆o′oe几

图5-2齿轮的几何偏心的影响使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例加工时，齿坯基准孔轴线oo与滚齿机工作台旋转回转轴线o′o′不重合而发生偏心，其偏心量为e几

。几何偏心的存在使得齿轮在加工过程中，齿坯相对于滚刀的距离发生变化，切出的齿一边短而肥、一边瘦而长。R2R1使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例运动偏心运动偏心是由于滚齿机分度蜗轮加工误差使分度蜗轮轴线o′′o′′与工作台旋转轴线oo有安装偏心e运引起的。运动偏心的存在使齿坯相对于滚刀的转速不均匀，忽快忽慢，破坏了齿坯与刀具之间的正常滚切运动，而使被加工齿轮的齿廓在切线方向上产生了位置误差。从而导致齿距分布不均匀。图5-3具有运动偏心的齿轮(2)影响齿轮传动平稳性的主要加工误差影响齿轮传动平稳性的主要因素是同侧齿面间的各类短周期误差，主要是齿距偏差和齿廓偏差。造成这类误差的主要原因是滚刀制造和安装误差、机床传动链误差等。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例1)机床传动链的高频误差:加工直齿轮时，受分度传动链的传动误差(主要是分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动)的影响，使蜗轮(齿坯)在一周范围内转速发生多次变化，加工出的齿轮产生齿距偏差、齿形误差。2)滚刀的安装误差和加工误差:滚刀的安装偏心e刀使被加工齿轮产生径向误差。滚刀刀架导轨或齿坯轴线相对于工作台旋转轴线的倾斜及轴向窜动，使滚刀的进刀方向与轮齿的理论方向不一致，直接造成齿面沿轴向方向歪斜，产生齿向误差。齿轮传动的使用要求影响使用要求的误差（或因素）传递运动的准确性长周期误差：包括几何偏心和运动偏心分别引起的径向和切向长周期（一转）误差。两种偏心同时存在，可能叠加，也可能抵消。这类误差用齿轮上的长周期偏差作为评定指标传动的平稳性短周期（一齿）误差：包括齿轮加工过程中的刀具误差、机床传动链的短周期误差。这类误差用齿轮上的短周期偏差作为评定指标载荷分布的均匀性齿坯轴线歪斜、机床刀架导轨的误差等。种类误差用轮齿同侧齿面轴向偏差来评定侧隙的合理性影响侧隙的主要因素是齿轮副的中心距偏差和齿厚偏差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例单个齿轮轮齿同侧齿面偏差齿距偏差单个齿距偏差fpt

，齿距累积偏差Fpk

，齿距累积总偏差Fp

。齿廓偏差齿廓总偏差Fα

，齿廓形状偏差ffα

，齿廓倾斜偏差fHα

。螺旋线偏差螺旋线总偏差Fβ

，螺旋线形状偏差ffβ

，螺旋线倾斜偏差fHβ

。切向综合偏差切向综合总偏差Fi′

，一齿切向综合偏差fi′

。径向综合偏差和径向跳动径向综合总偏差Fi″

，一齿径向综合偏差fi″，径向跳动

Fr。表5-1渐开线圆柱齿轮精度评定参数一览表1.轮齿同侧齿面偏差单个齿距偏差:在齿轮的端面平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差。

图5-4单个齿距偏差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例Ⅰ.齿距偏差fpt齿距累积偏差FPk是指在端平面上，在接近齿高中部的与齿轮轴线同心的圆上，任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差。

图5-5单个齿距偏差和齿距累积偏差FPK的允许值适用于齿距数k=2~z/8的弧段内。通常，FPK取k=z/8就足够了。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例Fpk齿距累积总偏差FP(totalaccumulativepitchdeliation)齿距累积总偏差FP:是指齿轮同侧齿面任意弧段(K=1～Z)内的最大齿距累积偏差。

图5-6齿距累积总偏差曲线使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例Ⅱ.齿廓偏差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例齿廓偏差指实际齿廓偏离设计齿廓的量，该量为在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。有关齿廓偏差的相关定义1)可用长度等于两条端面基圆切线之差。其中一条是从基圆到可用齿廓的外界限点，另一条是从基圆到可用齿廓的内界限点。LAF

2)有效长度可用长度对应于有效齿廓的那部分LAE3)齿廓计值范围可用长度中的一部分，在Lα内应遵照规定精度等级的公差。4)设计齿廓

符合设计规定的齿廓，当无其它限定时，是指端面齿廓。5)被测齿面的平均齿廓

设计齿廓迹线的纵坐标减去一条斜直线的纵坐标后得到的一条迹线。齿廓总偏差在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例齿顶齿根LαLAELAFAEF+_FαLAF——可用长度LAE——有效长度齿廓形状偏差在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数。

LαLAELAFAEF+-ffα齿廓倾斜偏差在计值范围内的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例LαLAELAFAEF+_fHαⅢ.螺旋线偏差螺旋线偏差指在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。

使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例螺旋线总偏差在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离。

设计螺旋线实际螺旋线+FβLβb_平均螺旋线螺旋线形状偏差在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全相同曲线间的距离。Ⅰ

ⅡLβ+_ffβb螺旋线倾斜偏差在计值范围的两端与平均螺旋迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例Ⅰ

ⅡLβb+_fHβ2.

切向综合偏差切向综合总偏差指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。一齿切向综合偏差在一个齿距内的切向综合偏差，是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一个齿距内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例125232171917151311953125被检验齿轮的一转Fi′fi′齿轮编号1

图5-7切向综合总偏差和一齿切向综合偏差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例3.齿轮径向跳动(teethradialrun－out)径向跳动是指一个适当的测头(球形、圆柱形、砧形)逐齿置于被测齿轮的每个齿槽内时，从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。

图5-8轮齿径向跳动测量原理使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例

图5-9几何偏心与径向跳动的关系1.渐开线圆柱齿轮精度等级渐开线圆柱齿轮精度第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值GB/T10095.1-2008渐开线圆柱齿轮精度第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值GB/T10095.2-2008圆柱齿轮检验实施规范第1部分：轮齿同侧齿面的检验GB/Z18620.1-2008圆柱齿轮检验实施规范第2部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检验GB/Z18620.2-2008圆柱齿轮检验实施规范第3部分：齿轮坯、轴中心距和轴线平行度GB/Z18620.3-2008圆柱齿轮检验实施规范第4部分：表面结构和轮齿接触斑点的检验GB/Z18620.4-2008表5-1渐开线圆柱齿轮精度标准一览表使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例(1)轮齿同侧齿面偏差精度等级：规定了0、1～12共13个精度等级，其中0级最高，12级最低。标准适用范围为：分度圆直径为5～10000mm，法向模数为0.5～70mm，齿宽为4～1000mm的渐开线圆柱齿轮。(2)径向综合偏差精度等级：规定了4、5～12共9个精度等级，其中4级最高，12级最低。标准适用范围为：分度圆直径为5～1000mm，法向模数为0.2～10mm的渐开线圆柱齿轮。(3)径向跳动：GB/T10095.2—2008在附录B中推荐了0、1～12共13个精度等级，其中0级最高，12级最低。适用于分度圆直径为5～10000mm，法向模数为0.5～70mm，齿宽为4～1000mm的渐开线圆柱齿轮。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例2.偏差的计算公式及允许值使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例渐开线圆柱齿轮精度设计和选用

1.齿轮精度等级的选择2.齿轮精度检验项目的选择3.齿轮副精度4.齿轮坯精度5.齿轮齿面表面粗糙度6.齿轮精度在图样上的标注1.齿轮精度等级的选择使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例

(1)计算法(2)类比法依据齿轮传动用途的主要要求，计算确定出其中一种使用要求的精度等级，再按其他方面要求，作适当协调，来确定其它使用要求的精度等级。类比法是依据以往产品设计、性能试验以及使用过程中所积累的经验，以及较可靠的各种齿轮精度等级选择的技术资料，经过与所设计的齿轮在用途、工作条件及技术性能上作对比后，选定其精度等级。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例产品或机构精度等级产品或机构精度等级精密仪器、测量齿轮2～5通用减速器6～9汽轮机、透平机3～6拖拉机、载重汽车6～9金属切削机床3～8轧钢机6～10航空发动机4～8起重机械7～10轻型汽车、汽车底盘、机车5～8矿用绞车8～10内燃机车6～7农用机械8～11表5-2机械传动中常用的齿轮精度等级使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例表5-3不同圆周速度下齿轮精度等级的应用情况使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例表5-3不同圆周速度下齿轮精度等级的应用情况使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例表5-4各个齿轮精度等级的适用范围使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例2.齿轮精度检验项目的选择齿轮的检验可分为单项检验和综合检验。根据GB/T10095.1—2008的规定，对于单个齿轮的加工精度，应检验单个齿距偏差、齿距累积总偏差、齿廓总偏差、螺旋线总偏差。齿距累积偏差用于高速齿轮的检验。(1)单项检验(2)综合检验单面啮合综合检验项目有：切向综合总偏差和一齿切向综合偏差。双面啮合综合检验项目有：径向综合总偏差和一齿径向综合偏差。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例3.齿轮副精度侧隙和齿厚极限偏差的确定齿轮副的侧隙可分为圆周侧隙jwt和法向侧隙jbn两种。(1)侧隙的分类圆周侧隙jwt是指安装好的齿轮副，当其中一个齿轮固定时，另一齿轮所能转过的节圆弧长的最大值，可沿圆周方向测得。法向侧隙jbn是指安装好的齿轮副，当工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离。图5-10齿轮副侧隙jbn=jwtcosβbcosαn使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例法向侧隙与圆周侧隙之间的关系为：式中βb

——基圆螺旋角，αn

——端面工作压力角图5-11用塞尺测量侧隙（法向平面）(2)最小法向侧隙jbnmin的确定主要考虑齿轮副工作时的温度变化、润滑方式以及齿轮工作的圆周速度。补偿温升而引起变形所需的最小法向侧隙jbnmin1jbnmin1=a(α1Δt1-α2Δt2)2sinαn式中a——中心距(mm)；

α1

、α2——齿轮和箱体材料的线膨胀系数Δt1、Δt2——齿轮和箱体在正常工作下对标准温度(20℃)的温差(℃)；

αn

——法向压力角(⁰)。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例1）经验法2）计算法为保证正常润滑所必需的最小法向侧隙jbnmin2取决于润滑方式和齿轮工作的圆周速度表5-5最小侧隙jbnmin2

的推荐值jbnmin=jbnmin1+jbnmin2

3）查表法使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例表5-6对大、中模数齿轮最小侧隙的推荐值(3)齿厚偏差极限偏差的确定使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例对直齿轮，齿厚偏差是指分度圆柱面上实际齿厚与公称齿厚之差。齿轮轮齿配合采用“基中心距制”，即在中心距一定的前提条件下，通过控制齿厚的办法获得必要的侧隙。图5-12齿厚偏差EsnsEsnifsnTsn齿厚上偏差Esns的确定：Esns1

、Esns2——齿轮副中两齿轮的齿厚上偏差fa——中心距偏差

Jn——侧隙减小量的补偿量使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例法向齿厚公差的选择br——切齿径向进刀公差齿厚下偏差的确定：(4)公法线平均长度极限偏差的确定公法线平均长度偏差是指在齿轮一周内，实际公法线长度Wa

与公称公法线长度W之差。图5-13公法线平均长度偏差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例公法线长度的公称值Wk及跨齿数k计算公式为：公法线平均长度上偏差Ebns和下偏差Ebni与齿厚偏差之间的对应关系为：使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例定义:实际中心距与公称中心距的偏差。它是考虑了最小间隙及两齿轮的齿顶和其相啮合的非渐开线齿廓齿根部分的干涉后确定的。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例Ⅱ.齿轮副中心距极限偏差faⅢ.齿轮副轴线平行度偏差图5-14轴线平行度偏差fafΣβfΣδ轴线平行度偏差的影响与其向量的方向有关。垂直平面上的偏差的推荐最大值为：使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例轴线平面内偏差的推荐最大值为：L为轴承中间距即轴承跨距，b为齿宽借助轮齿间载荷分布进行评估。定义:装配好的齿轮副在轻微制动下运转后齿面的接触察亮痕迹,可以用沿齿高方向和齿长方向的百分数来表示。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例Ⅳ.齿轮副接触斑点(1)基准轴线的确定使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例4.齿轮坯精度1)术语定义工作安装面

用来安装齿轮的面制造安装面齿轮制造或检测时用来安装齿轮的面工作轴线齿轮在工作时绕其旋转的轴线称为工作轴线。它是由工作安装面的中心确定的。基准轴线设计者对单个零件确定轮齿几何形状的轴线，是由基准面中心确定的。基准面用来确定基准轴线的面称为基准面。2）确定基准轴线的方法使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例一个零件的基准轴线用基准面来确定用两个“短的”基准面确定基准轴线用一个“长的”基准面确定基准轴线用一个“短的”圆柱面和一个端面确定确定基准轴线BAAAB使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例(2)齿轮坯的精度1)齿轮坯尺寸公差齿轮内孔的尺寸精度根据与轴的配合性质要求确定。应适当选择顶圆直径的公差，以保证最小限度设计重合度的同时又考虑齿轮副有足够的顶隙。表5-6齿轮坯的尺寸公差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例2)

齿轮坯基准面、工作安装面及制造安装面的形状公差表5-7基准面与安装面的形状公差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例3)

工作安装面的跳动公差当基准轴线与工作轴线不重合时，则工作安装面相对于基准轴线的跳动必须在图样上给予控制。表5-8安装面的跳动公差齿面的表面粗糙度对齿轮的传动精度(产生噪音和振动)、表面承载能力(点蚀、胶合和磨损)和弯曲强度(齿根过渡曲面状况)等都会产生很大的影响，应规定相应的表面粗糙度。使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例5.齿轮齿面表面粗糙度6.齿轮精度在图样上的标注使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例1.齿轮精度等级的标注当齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标准编号。如，齿轮检验项目同为7级，则标注为7GB/T10095.1-2008或7GB/T10095.2-2008齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总偏差Fα为6级，而齿距累积总偏差FP和螺旋形总偏差Fβ均为7级时，则标注为6(Fα)、7(FP、Fβ)GB/T10095.1-2008使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例设计步骤：1.确定齿轮精度等级2.确定检验项目及允许值单个齿距极限偏差fpt、齿距累积总偏差FP、齿廓总偏差Fα和螺旋线总偏差Fβ3.齿厚偏差4.确定轮坯精度5.其他几何公差6.画出齿轮工作图使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例例:某机床主轴传动轴上的一对直齿圆柱齿轮，z1=26，z2=56，模数m=2.75，b1=28，b2=24，两轴承中间距离L=90mm，n1=1650r/min，齿轮材料为钢，箱体材料为铸铁，单件小批量生产：试进行小齿轮精度设计，并绘制齿轮工作图。

解：(1)确定齿轮的精度等级采用类比法,由P160表5-4查得，齿轮精度等级在3～8级之间。该齿轮用于机床主轴箱，既传递运动，又传递动力，因此可根据圆周线速度确定其精度等级从p161表5-5查得，该齿轮精度等级选7级。则该齿轮精度表示为7GB/T10095.1-2008。(2)确定齿轮精度检验项目及其公差精度检验项目可选单个齿距偏差fpt、齿距累积总公差FP、齿廓总公差Fα、螺旋线总公差Fβ使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例分别查p183表5-12、5-13、5-14及5-17得：fpt=0.012mm、FP=0.038mm、Fα=0.016mm、Fβ=0.017mmd1=mz1=26mm*2.75=71.5mmd2=mz2=56mm*2.75=154mm(3)确定齿厚偏差该齿轮副中心距为计算最小侧隙（也可查表p165表5-8通过插值法计算）使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例取两个齿轮的齿厚上偏差相等，求齿厚上偏差Esns=-0.103mmTsn=0.058mmEsni=-0.161mmEbns=-0.105mmEbni=-0.143mm使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例公法线长度公称值k=3.39取k=3Wk=21.296mm

(4)确定齿轮坯精度1）齿轮中心孔尺寸公差

2）齿顶圆直径及其偏差使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例根据p188表5-24计算得齿顶圆对中心孔轴线的径向圆跳动公差为

3）基准面的形状公差da=mn（z+2）=2.75*（26+2）=77mm查p188表5-23，根据推荐计算公式求中心孔圆柱度公差。0.04(L/b)Fβ=0.04*(90/28)*0.017≈0.002mm0.1Fp=0.1*0.038≈0.004mm取以上两者的较小者，则中心孔圆柱度公差值为0.002mm0.3Fp=0.3*0.038≈0.011mm使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例4）基准端面的轴向圆跳动公差根据p188表5-24计算得基准端面对中心孔轴线的轴向圆跳动公差为0.2(Dd/b)Fβ=0.2*(65/28)*0.017≈0.008mm5）齿坯及齿面表面粗糙度由p188表5-25、表5-26查得齿面粗糙度Ra=1.25μm齿坯中心孔圆柱面、基准端面和齿顶圆柱面的粗糙度分别为Ra=1.25μm、Ra=2.5μm和Ra=3.2μm(5)齿轮副精度

2）轴线平行度偏差fΣβ和fΣδ使用要求误差来源齿轮精度评定参数圆柱齿轮精度标准齿轮精度设计选用齿轮精度设计示例fΣβ=0.028mmfΣδ=0.056mm

模数m2.75齿数z26齿形角α20°螺旋角β0变位系数χ0公法线平均长度极限偏差精度等级7GB/T10095.1—2008单个齿距极限偏差±0.012齿距累积总公差FP0.038齿廓总公差Fα0.016螺旋线总公差Fβ0.017配对齿轮图号齿数

技术要求1.热处理HRC40～502.未注倒角和未注公差的尺寸按GB/T1804-m3.未注形位公差按GB/T1184-K4.公差原则按GB/T4249标题栏齿轮工作图φ71.5

8±0.01833.3+0.200.008A其余28A0.02

Ra2.5Ra1.25Ra2.5Ra3.2ARa1.250.0020.0011A0.002Ra6.3本章小结1.了解圆柱齿轮的公差标准及其应用2.理解具有互换性的齿轮和齿轮副必须满足的四项使用要求3.理解渐开线齿轮精度标准所规定的各项公差及极限偏差的定义和作用4.掌握齿轮精度等级和检验项目的选用以及确定齿轮副侧隙的大小的方法5.熟练掌握齿轮各项公差在图样上的标注节点:两齿轮的啮合接触点所作的两齿廓的公法线与两齿轮旋转中心连线的交点称为节点。节圆:渐开线圆柱齿轮啮合传动时由于传动比恒定使得节点到各自中心的长度不变，则节点绕各自中心旋转而成为节圆，两齿轮啮合则相当于两个节圆纯滚动。分度圆：是指齿顶高与齿根高分界的圆，在齿轮加工时用于对360°分度而采用，因此叫做分度圆。压力角：啮合点所受的正压力方向与啮合点运动方向所夹的锐角，齿轮设计时的压力角通常指分度圆上的压力角。基圆：基圆是用来确定齿轮渐开线的理论起始处的一个圆补充知识标准直齿轮的基本参数及几何尺寸标准齿轮：标准齿轮是指m、α、ha*、c*

均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。一个齿轮：d=mz

da=d+2ha=(z+2ha*)mdf=d-2hf=(z-2ha*-2c*)mdb=dcosαha=ha*mhf=(ha*+c*)mh=ha+hf=(2ha*+c*)mP=πm基本参数我国规定补充知识评定指标公差或极限偏差评定指标公差对传动性能的主要影响单个齿轮轮齿同侧齿面偏差齿距偏差单个齿距偏差fpt单个齿距极限偏差±fpt径向综合偏差与径向跳动径向综合偏差径向综合总偏差Fi″径向综合总公差Fi″其中Fp、Fi″、Fr、Fi′是长周期偏差，影响齿轮传递运动的准确性。Fi″、Fr反映几何偏心引起的径向误差，Fi′、Fp反映几何偏心、运动偏心引起切向误差fpt、、fi′、fi″及齿廓偏差是短周期偏差，影响齿轮传动的平稳性。螺旋线偏差主要影响载荷分布的均匀性。齿距累积偏差Fpk齿距累积极限偏差Fpk齿距累积总偏差Fp齿距累积总公差Fp齿廓偏差齿廓总偏差Fα齿廓总公差Fα齿廓形状偏差ffα齿廓形状公差ffα一齿径向综合偏差fi″一齿径向综合公差fi″齿廓倾斜偏差fHα齿廓倾斜极限偏差±fHα切向综合偏差切向综合总偏差Fi′切向综合总公差Fi′一齿切向综合偏差fi′一齿切向综合公差fi′螺旋线偏差螺旋线总偏差Fβ螺旋线总公差Fβ螺旋线偏差螺旋线总偏差Fβ螺旋线总公差Fβ径向跳动Fr径向跳动公差Fr螺旋线形状偏差ffβ螺旋线形状公差ffβ螺旋线倾斜偏差fHβ螺旋线倾斜极限偏差±fHβ齿顶齿根齿顶齿顶齿根AEFAEFAEF+++___FαffαfHαLαLαLαLAELAELAELAFLAFLAFLαLαLαLAELAELAELAFLAFLAFAEFAEFAEF+++___LαLαLAELAELAELAFLAFLAFLαAEFAEFAEFFαffαfHα+++___FαffαfHαi)ii)iii)第1章绪

论第2章尺寸精度设计与检测第3章几何精度设计与检测第4章表面精度设计与检测第5章渐开线圆柱齿轮的精度设计第6章典型零部件精度设计第6章典型零部件精度设计1概述2滚动轴承公差配合的精度设计3键配合的精度设计概述滚动轴承配合公差键配合公差精度滚动轴承公差配合的精度设计TBTCHDddDd外圈

内圈

滚动体

保持架DαdD图6-1滚动轴承的类型a)向心轴承b)圆锥滚子轴承c)角接触球轴承d)推力轴承概述滚动轴承配合公差键配合公差精度图6-2滚动轴承的结构Bd外圈内圈滚动体

保持架D概述滚动轴承配合公差键配合公差精度1.滚动轴承的公差等级及其应用(1)滚动轴承的公差等级滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。滚动轴承的尺寸精度包括：轴承内径d、轴承外径D、轴承宽度B或C的制造精度及圆锥滚子轴承装配高度T的精度。轴承的旋转精度包括：轴承内、外圈的径向跳动；轴承内、外圈端面对滚道的跳动；内圈基准端面对内孔的跳动；外径表面素线对基准端面的倾斜度的变动量等。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度国标规定，向心轴承的精度分为5级，即普通级、6、5、4、2级，圆锥滚子轴承的精度分为5级，即普通级、6x、5、4、2级；推力轴承的精度分为4级，即普通级、6、5、4级。精度依次由低到高，普通级级最低，2级最高。(2)各个公差等级的滚动轴承的应用(3)滚动轴承内、外径公差带的特点概述滚动轴承配合公差键配合公差精度450D6(6x)20+-2456(6x)0d0-+图6-3滚动轴承内、外径的公差带轴承外圈外圆公差带位于以公称直径D为零线的下方，与具有基本偏差h的公差带类似，但公差值不同。内圈基准孔的公差带位于以公称直径d为零线的下方。其上偏差为零，下偏差为负。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度(4)滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合dg6g5h5h6h8h7内圈公差带k5k60+-r6n6p6图6-4普通级公差轴承与轴的常用公差带j6js5js6j5m5m6概述滚动轴承配合公差键配合公差精度外圈公差带0+-D图6-5普通级公差轴承与轴承座孔的常用公差带M6K7M7K6J6J7JS6JS7H6H7H8G7N6N7P6P7概述滚动轴承配合公差键配合公差精度(5)滚动轴承配合的精度设计1)负荷类型轴承工作时，轴承承受一个方向不变的径向负荷Pr和一个旋转负荷Pc，二者的合成径向负荷为P，其类型可分为三类：固定负荷旋转负荷摆动负荷Pra)Prb)

固定负荷：作用在轴承上的合成径向负荷与外圈（或内圈）相对静止，此时，外圈（或内圈）上承受的负荷称为固定负荷。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度固定负荷旋转负荷固定负荷旋转负荷PrPc

Pr>Pc图6-6负荷类型PrPcd)旋转负荷：作用在轴承上的合成径向负荷与外圈（或内圈）相对旋转，并依次作用在外圈（或内圈）的整个圆周上，周而复始。此时，外圈（或内圈）上承受的负荷称为旋转负荷。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度c)

Pr>Pc摆动负荷旋转负荷旋转负荷摆动负荷概述滚动轴承配合公差键配合公差精度摆动负荷：作用在轴承上的合成径向负荷在外圈（或内圈）滚道的一定区域内相对摆动，此时，负荷连续变动地作用在外圈（或内圈）的局部圆周上，则外圈（或内圈）所承受的负荷为摆动负荷。图6-7摆动负荷A

BPPcPrPPcPPP结论：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。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度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，过盈量的大小可以通过计算确定。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。运转状态

其它情况公差带①载荷情况

举例球轴承滚子轴承

外圈承受固定载荷轻、正常、重一般机械、铁路机车车辆轴箱轴向移动，可采用剖面H7、G7②

冲击轴向能移动，可采用整体或剖分式外壳J7、JS7

方向不定载荷轻、正常电动机、泵、曲轴主轴承正常、重

轴向移动，可采用整体式外壳K7重、冲击牵引电动机

轴向移动，可采用整体式外壳M7

外圈承受旋转载荷轻皮带张紧轮J7K7正常轮毂轴承M7N7重—N7、P7①并列公差带随尺寸的增大从左至右选择，对旋转精度有较高要求时，可相应提高一个精度等级。

②不适用于剖分式外壳表6-2向心轴承和外壳孔的配合——孔公差带表6-3向心轴承和轴的配合——轴公差带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。GB/T4604—2012规定，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。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度2)负荷的大小

负荷大小可用当量径向负荷Fr与轴承的额定动负荷Cr的比值来区分。轻负荷Fr≤0.07Cr正常负荷0.07Cr＜Fr≤0.15Cr重负荷Fr＞0.15Cr3)径向游隙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。4)其他因素概述滚动轴承配合公差键配合公差精度(6)轴颈和轴承座孔的几何公差与表面粗糙度选择要求与轴承配合的轴颈和轴承座孔的几何公差项目应满足有配合面的圆柱度、端面对配合面的跳动以及配合面尺寸包容原则三项要求。图6-8轴颈的圆柱度公差和轴肩的轴向圆跳动图6-9轴承座孔表面的圆柱度公差和孔肩的轴向圆跳动基本尺寸/mm圆柱度t端面圆跳动t1轴颈外壳孔轴肩外壳孔肩轴承公差等

级06(6x)06(6x)06(6x)N6(6x)超过到公差值/μm—

62.51.542.553856102.51.542.56410610183.02.053.08512818304.02.564.0106151030504.02.574.0128201250805.03.085.015102515801206.04.0106.0151025151201808.05.0128.02012302018025010.07.01410.02012302025031512.08.01612.02515402531540013.09.01813.02515402540050015.010.02015.025154025表6-5轴颈和壳体孔的几何公差值

轴或轴承座直径/mm轴或轴承孔配合表面直径公差等级IT7IT6IT5表面粗糙度Ra

/μm超过到磨车磨车磨车

80805001.61.63.23.20.81.61.63.20.40.80.81.6端

面3.26.33.26.31.63.2表6-6轴颈和轴承孔的表面粗糙度例：有一圆柱齿轮减速器，从动轴两端的轴承为P0级6211深沟球轴承（d=55mm，D=100mm），轴承承受当量径向动负荷P=883N，轴承的额定动负荷C=33540N，试确定轴颈和外壳孔的公差带及各项技术要求，并将它们分别标注在转配图和零件图上。解：(1）P=0.03C≤0.07C，故为轻负荷。(2)由表6-3和表6-4查得外壳孔公差带为H7，轴的公差带为j6。(3)由表6-5查得轴的圆柱度值为0.005，轴肩端面圆跳动的公差值为0.015；外壳孔圆柱度公差值为0.01，端面圆跳动公差值为0.025。(4)由表6-6查得，轴颈表面Ra=1.6μm，轴肩端面Ra=6.3μm，外壳孔表面Ra=3.2μm，孔肩端面Ra=6.3μm(5)将上述技术要求标于图6-10中。键、花键配合的精度设计概述滚动轴承配合公差键配合公差精度AALbhd-t1d+t2t1t2AA1.平键联接的公差与配合d图6-10普通平键的联接结构2键联接的公差与配合概述滚动轴承配合公差键配合公差精度(1)键连接的使用要求键在传递扭矩和运动时，主要是键侧承受扭矩和运动，键侧受到挤压应力和剪应力的作用。根据这些特点，键有如下使用要求：1)键与键槽的侧面应有充分大的有效接触面积，以保证可靠地承受传递扭矩负荷；2)键与键槽结合要牢靠，不可松脱；3)对导向键，键与键槽应留有滑动间隙，同时要满足导向精度要求。(2)公差配合特点1)配合参数。由于扭矩的传递是通过键侧来实现的，因此，配合的主要参数是键和键槽的宽度b。2)键连接采用基轴制。3)键连接配合种类少，主要要求比较确定的间隙或过盈。概述滚动轴承配合公差键配合公差精度图6-11键联接中键宽与槽宽的公差带键公差带轴槽公差带轮毂槽公差带D10H9bN9h9h9h9JS9P9P9-0+概述滚动轴承配合公差键配合公差精度配合种类尺寸b的公差配合性质及应用键键槽轮毂槽松连接h9H9D10键在轴上及轮毂上均能滑动。主要用于导向平键，轮毂可在轴上作轴向移动正常连接N9Js9键在轴上及轮毂中均固定。用于载荷不大的场合紧密连接P9P9键在轴上及轮毂上均固定，而比上种配合更紧。主要用于载荷较大、载荷具有冲击性以及双向传递扭矩的场合表6-3键宽与轴槽及轮毂槽宽的公差与配合

对称度：为保证键侧与键槽之间有足够的接触面积和避免装配困难，应规定轴槽和轮毂槽的对称度公差,一般取7～9级。

平行度：当L／b≥8，应规定键的两工作侧面在长度方向上的平行度要求。当b＜6mm时，公差等级取7级；当b≥8～36mm时，公差等级取6级；当b≥40mm时，公差等级取5级。

粗糙度：键槽侧面取1.6～3.2unm，槽底取6.3um。本章小结1.了解滚动轴承公差等级的划分，了解各个公差等级的滚动轴承的应用2.掌握滚动轴承内、外圈公差带的特点。3.掌握轴颈及轴承座孔几何公差与表面粗糙度轮廓幅度参数及其数值的选用。第七章尺寸链第一节尺寸链的基本概念第二节尺寸链的计算第三节解尺寸链的其他方法第一节尺寸链的基本概念零件的几何精度与整机、部件的精度密切相关，整机、部件的精度由零件的精度保证。通过尺寸链的分析计算，可以在保证整机、部件工作性能和技术经济效益的前提下，合理地确定零件的尺寸公差与形位公差，以确保产品质量。一、尺寸链的定义及特点二、尺寸链的组成和分类三、尺寸链的建立四、尺寸链图的画法一、尺寸链的定义及特点图7-1a零件尺寸链在机器装配或零件加工过程中，经常遇到一些相互联系的尺寸链按一定顺序首尾相接形成封闭的尺寸组就定义为尺寸链。如图7-1（a），当零件加工得到A1及A2后，零件加工时并未予以直接保证的尺寸A0，也就随之而确定了。A0、A1和A2这三个相互连接的尺寸就形成了封闭的尺寸组，即零件加工尺寸链。即A1-A2-A0=0图7-1b装配尺寸链如图7-1（b），将直径为A2的轴装入直径为A1的孔中，装配后得到间隙A0，它的大小取决于孔径A1和轴径A2的大小。A1和A2属于不同的设计尺寸。A0、A1和A2这三个相互连接的尺寸就形成了封闭的尺寸组，即形成一个装配尺寸链。即A1-A2-A0=0。图7-1c装配尺寸链如图7-1（c），内孔需要镀铬使用。镀铬前按工序尺寸（直径）A1加工，孔壁镀铬厚度为A2、A3（A2=A3），镀铬后孔径A0的大小取决于A1和A2、A3的大小。A1和A2、A3皆为同一零件的工艺尺寸。A0、A2、A1和A3这四个相互连接的尺寸就形成了一个尺寸链。即A1-A2-A0=0。二、尺寸链的组成和分类

（一）、基本术语1.环：尺寸链中，每个尺寸简称为尺寸链的环。图7-1中的尺寸A0、A1、A2都是尺寸链的环。

2.封闭环：根据尺寸链的封闭性，最终被间接保证精度的那个环成为封闭环。如A0、A1、A2三个环中，A0就是封闭环。3.组成环：除封闭环以外的其它环都称为组成环。在零件加工过程或机器的装配时，直接获得的（直接保证）并直接影响封闭环精度的环。如图7-1中的A1、A2就是组成环。组成环可分为增环和减环。

4.增环：在其它环不变的条件下，若某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸也增大，若该环尺寸减小，封闭环的尺寸也减小，则该组成环称为增环，如图7-1中的A1

。5.减环：在其它环不变的条件下，若某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸减小，若该环尺寸减小，封闭环的尺寸增大，则该组成环称为减环，如图7-1中的A2。

6.补偿环：尺寸链中预先选定的某一组成环，可以通过改变其大小或位置，使封闭环达到规定的要求。

7.传递系数：各组成环对封闭环影响大小的系数称为传递系数，用

表示（下角标

表示为组成环的序号）。对于增环，

为正值；对减环，

为负值。如图7-2所示，图中尺寸链由组成环A1，A2和封闭环A0组成，组成环A1的尺寸方向与封闭环尺寸方向一致，而组成环A2的尺寸方向与封闭环A0的尺寸方向不一致，因此封闭环的尺寸由式7-1表示：

（7-1）式中，α为组成环尺寸方向与封闭环尺寸方向的夹角。A1的传递系数=1；A2的传递系数图7-2平面尺寸链（二）、尺寸链的分类

按应用情况分类：