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1、5/15/20235/15/20231 1第六章第六章 典型零部件结合的互换性典型零部件结合的互换性u主要内容主要内容：滚动轴承、键与花键、滚动轴承、键与花键、螺纹、圆锥（导轨）螺纹、圆锥（导轨）u重点重点 掌握标准件本身的精度特点掌握标准件本身的精度特点与其它零件间的配合选用与其它零件间的配合选用u重点掌握重点掌握配合选用配合选用5/15/20235/15/20232 2第一节第一节 滚动轴承精度的结合设计滚动轴承精度的结合设计滚动轴承特点：滚动轴承特点：滚动轴承的结构与基本尺寸：滚动轴承的结构与基本尺寸：标准化部件；标准化部件；摩擦系数小、润滑简单、易于更换摩擦系数小、润滑简单、易于更换应
2、用应用广泛广泛外径外径 D D内径内径 d d内圈宽度内圈宽度 B B 外圈宽度外圈宽度 C C基基本本尺尺寸寸装配高度装配高度 T T 配合配合尺寸尺寸5/15/20235/15/20233 3一、滚动轴承精度等级一、滚动轴承精度等级GB/T 307.3-96圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承-0、6x、5、4；推力轴承分为推力轴承分为0、6、5、4。向心球轴承向心球轴承0、6、5、4、2（G、E、D、C、B-77）。）。最低最低最高最高精度精度 滚动轴承的滚动轴承的公差等级公差等级是由是由轴承尺寸公差轴承尺寸公差和和旋旋转精度转精度决定的。决定的。5/15/20235/15/20234 4滚动轴承精
3、度等级划分滚动轴承精度等级划分依据：依据：外形尺寸公差和旋转精度外形尺寸公差和旋转精度外形尺寸公差外形尺寸公差：成套轴承的内径成套轴承的内径d d、外径、外径D D和宽度尺寸和宽度尺寸B B的公差的公差旋转精度旋转精度：成套轴承内（外）圈的径向跳动成套轴承内（外）圈的径向跳动Kia（Kea）、）、内圈基准端面对内孔的跳动内圈基准端面对内孔的跳动Sd、成套轴承内（外）圈基准端面对滚道的跳动成套轴承内（外）圈基准端面对滚道的跳动Sia 外圈外表面素线对基准端面的倾斜度外圈外表面素线对基准端面的倾斜度SD0级和级和6级向级向心球轴承：心球轴承：5/15/20235/15/20235 5二、滚动轴承内
4、外圈的公差带二、滚动轴承内外圈的公差带配合：配合：外圈外径与座孔采用基轴制配合外圈外径与座孔采用基轴制配合 内圈内径与轴径采用基孔制配合，保证一定的内圈内径与轴径采用基孔制配合，保证一定的过盈过盈 特殊的基孔特殊的基孔制制上偏差为上偏差为0限制过限制过盈量，防止盈量，防止为薄壁的内为薄壁的内圈不因为过圈不因为过大的应力而大的应力而变形和破坏变形和破坏5/15/20235/15/20236 6滚动轴承配合制滚动轴承配合制轴承外圈公差带轴承外圈公差带轴承内圈公差带轴承内圈公差带5/15/20235/15/20237 7滚动轴承与实心轴配合过盈量的选择：滚动轴承与实心轴配合过盈量的选择：u过盈量与轴
5、承载荷的大小、工作温度及加工精过盈量与轴承载荷的大小、工作温度及加工精度有关；度有关；u轴为实心或厚壁钢制作；轴为实心或厚壁钢制作；u外壳为铸钢或铸铁制作；外壳为铸钢或铸铁制作；u轴承游隙为轴承游隙为0 0组。与一般基轴制相同组。与一般基轴制相同配合（类比法）：配合（类比法）：轴承轴承 轴颈轴颈 座孔座孔 0 0、6 6级级 IT6 IT6（5 5）IT7 IT7（6 6）5 5级级 IT6 IT6（IT5IT5）4 4级级 IT5 IT5（4 4）IT6 IT6（5 5）5/15/20235/15/20238 8u0 0级级 普通机床的变速箱、汽车和拖拉机普通机床的变速箱、汽车和拖拉机的变速
6、箱、普通电动机、水泵、压缩机等一般旋的变速箱、普通电动机、水泵、压缩机等一般旋转机构中低速及旋转精度要求不高的轴承。应用转机构中低速及旋转精度要求不高的轴承。应用最广。最广。三、滚动轴承精度等级选择三、滚动轴承精度等级选择普通级、高级、精密级、超精密、最精密普通级、高级、精密级、超精密、最精密u6 6、5 5级级 普通机床主轴的后轴承、精密普通机床主轴的后轴承、精密机床变速箱等转速和旋转精度要求较高的旋转机机床变速箱等转速和旋转精度要求较高的旋转机构。构。u4 4、2 2级级 精密机床的主轴承、精密仪器精密机床的主轴承、精密仪器仪表中，转速和旋转精度要求高的旋转机构。仪表中，转速和旋转精度要求
7、高的旋转机构。5/15/20235/15/20239 9四、滚动轴承配合选择四、滚动轴承配合选择原则：原则：保证机器高质量运转、延长轴承寿命保证机器高质量运转、延长轴承寿命主要考虑因素主要考虑因素u负荷类型负荷类型u负荷大小负荷大小u工作温度工作温度u旋转精度和旋转速度旋转精度和旋转速度u轴颈和座孔的结构与材料轴颈和座孔的结构与材料u安装条件安装条件u配合表面的其它要求配合表面的其它要求5/15/20235/15/20231010（1 1）负荷类型）负荷类型定向负荷定向负荷旋转负荷旋转负荷摆动负荷摆动负荷5/15/20235/15/20231111定向负荷定向负荷：过渡或具有极小间隙的间隙配合
8、过渡或具有极小间隙的间隙配合摆动负荷摆动负荷：与旋转负荷的情况相同或稍松些：与旋转负荷的情况相同或稍松些旋转负荷旋转负荷：选用小过盈或易产生过盈的过渡配合选用小过盈或易产生过盈的过渡配合套圈在振动或冲击力下被摩擦力矩带动，偶套圈在振动或冲击力下被摩擦力矩带动，偶尔能稍稍转动，改变套圈的受力点，以延长轴承尔能稍稍转动，改变套圈的受力点，以延长轴承的使用寿命的使用寿命避免轴承套圈在配合表面上打滑引起发热、避免轴承套圈在配合表面上打滑引起发热、磨损磨损5/15/20235/15/20231212（2 2）负荷大小负荷大小过盈量近似计算公式：过盈量近似计算公式：-选择轴承套圈与结合件之间最小过盈量的依
9、据选择轴承套圈与结合件之间最小过盈量的依据负荷大小表示：负荷大小表示：当量径向动负荷当量径向动负荷径向额定动负荷径向额定动负荷轻负荷轻负荷正常负荷正常负荷重负荷重负荷k-k-与轴承有关系数与轴承有关系数b b配合宽度配合宽度 -许用拉应力许用拉应力5/15/20235/15/20231313工作温度工作温度-热膨胀的影响热膨胀的影响旋转精度和旋转速度旋转精度和旋转速度 高精度要求，配合要紧高精度要求，配合要紧具体问题具体分析：具体问题具体分析：负荷大、旋转精度高：消除弹性变形和振动，负荷大、旋转精度高：消除弹性变形和振动，勿用间隙配合勿用间隙配合 负荷小、旋转精度高：避免座孔和轴颈形状负荷小、
10、旋转精度高：避免座孔和轴颈形状误差影响，间隙配合误差影响，间隙配合 5/15/20235/15/20231414轴颈和座孔的结构与材料轴颈和座孔的结构与材料 剖分式结构剖分式结构-避免外圈产生椭圆变形避免外圈产生椭圆变形较松配合较松配合 薄壁座孔、轻合金座孔、薄壁空心轴颈薄壁座孔、轻合金座孔、薄壁空心轴颈 保证轴承有足够的制成刚度和强度保证轴承有足够的制成刚度和强度较紧配合较紧配合安装条件安装条件 拆卸方便：较松配合拆卸方便：较松配合 拆卸方便要求紧配合：分离式轴承拆卸方便要求紧配合：分离式轴承5/15/20235/15/20231515配合表面的其它技术要求配合表面的其它技术要求限制与套圈端
11、面接触的轴肩与外壳孔肩的倾限制与套圈端面接触的轴肩与外壳孔肩的倾斜误差：圆柱度、端面圆跳动斜误差：圆柱度、端面圆跳动保证轴承工作时的安装精度和旋转精度保证轴承工作时的安装精度和旋转精度轴颈和外壳孔的表面粗糙度轴颈和外壳孔的表面粗糙度与轴颈和座孔的配合选择与轴颈和座孔的配合选择类比法类比法计算法计算法5/15/20235/15/20231616第二节第二节 键与花键连接的配合键与花键连接的配合一、平键结合配合的选择一、平键结合配合的选择特点特点 可拆连接可拆连接 轴和齿轮、皮带轮的连接轴和齿轮、皮带轮的连接作用作用 传递扭矩和运动或者导向传递扭矩和运动或者导向5/15/20235/15/2023
12、1717主要类型：主要类型：平键、半圆键、楔键平键、半圆键、楔键配合尺寸：键槽宽配合尺寸：键槽宽b-通过键与键槽侧面传递扭矩通过键与键槽侧面传递扭矩配合制：键同时与键槽和轮毂槽连接配合制：键同时与键槽和轮毂槽连接 基轴制基轴制配合种类：保证接触良好又便于拆装配合种类：保证接触良好又便于拆装 小的过盈或间隙小的过盈或间隙 5/15/20235/15/20231818平键结合的公差与配合平键结合的公差与配合适用范围适用范围键槽键槽毂槽毂槽键键较松较松导向键导向键H9D10h9一般一般一般机械一般机械N9JS9较紧较紧载荷大冲击、载荷大冲击、双向扭矩双向扭矩 P95/15/20235/15/2023
13、1919平键的标注图样平键的标注图样5/15/20235/15/20232020二、花键结合精度设计二、花键结合精度设计特点特点 多键整体结合：多个均布键的轴多键整体结合：多个均布键的轴 （花键轴）与多个均布键槽（花键孔）（花键轴）与多个均布键槽（花键孔）优点优点 传递大扭矩、定心精度高、导向性好、可靠传递大扭矩、定心精度高、导向性好、可靠用途：机床、拖拉机、汽车用途：机床、拖拉机、汽车种类：矩形、渐开线、三角形种类：矩形、渐开线、三角形5/15/20235/15/20232121矩形花键结合矩形花键结合GB/T1144-2001：尺寸系列、定心方式、公差与配合、标注、检测尺寸系列、定心方式、
14、公差与配合、标注、检测键数：键数：6、8、10个个系列：中系列：键高较大，承载能力强系列：中系列：键高较大，承载能力强 轻系列：键高较小轻系列：键高较小 5/15/20235/15/20232222矩形花键参数矩形花键参数主要参数：大径主要参数：大径D、小径、小径d、键槽宽、键槽宽B有三个接合面有三个接合面5/15/20235/15/20232323矩形花键定心方式矩形花键定心方式定心表面：确定配合性质的结合面定心表面：确定配合性质的结合面标准规定：小径定心（大径定心）标准规定：小径定心（大径定心）以小径的结合面为定心表面以小径的结合面为定心表面特点：特点：便于花键轴加工便于花键轴加工 小径有
15、较高的精小径有较高的精度要求度要求5/15/20235/15/20232424矩形花键连接的公差与配合矩形花键连接的公差与配合两类结合：两类结合：一般一般传递扭矩较大的汽车、拖拉机传递扭矩较大的汽车、拖拉机 精密精密机床变速箱机床变速箱u 基孔制、间隙配合基孔制、间隙配合u 小径精度小径精度槽宽槽宽大径大径u 3种配合：滑动、紧滑动、固定种配合：滑动、紧滑动、固定5/15/20235/15/20232525矩形花键的形位公差矩形花键的形位公差限定矩形花键的形位公差：限定矩形花键的形位公差：键长与小径和键宽相比较大，形位误差键长与小径和键宽相比较大，形位误差对连接质量影响较大对连接质量影响较大规
16、定位置度公差规定位置度公差保证分度精度保证分度精度 遵从包容要求遵从包容要求 单件小批生产单件小批生产规定对称度规定对称度5/15/20235/15/20232626矩形花键的形位公差标注矩形花键的形位公差标注位置度位置度-包容要求包容要求对称度对称度5/15/20235/15/20232727矩形花键的标注图样矩形花键的标注图样键数键数N、小径、小径d、大径、大径D、键宽、键宽B5/15/20235/15/202328285/15/20235/15/202329295/15/20235/15/20233030第三节第三节 螺纹连接的精度设计螺纹连接的精度设计一、普通螺纹分类及使用要求特点一、
17、普通螺纹分类及使用要求特点紧固螺纹：连接或紧固零件紧固螺纹：连接或紧固零件可旋合性和可靠性可旋合性和可靠性传动螺纹：传递运动、动力和位移传动螺纹：传递运动、动力和位移传动准确、传动准确、可靠可靠 梯形、矩形、三角形梯形、矩形、三角形 紧密螺纹：密封结合紧密螺纹：密封结合不漏气、水、油不漏气、水、油5/15/20235/15/20233131二、普通螺纹结合主要参数二、普通螺纹结合主要参数D D、d d：内外螺纹大径：内外螺纹大径D D1 1、d d1 1：小径：小径D D2 2、d d2 2：中径：中径P P：螺距（导程）：螺距（导程）：牙型角：牙型角旋合长度旋合长度5/15/20235/15
18、/20233232普通螺纹结合基本尺寸与配合普通螺纹结合基本尺寸与配合GB/T196、197-2003：3个系列个系列优先选用第一系列优先选用第一系列 其次第二系列其次第二系列 第三系列尽可能不用第三系列尽可能不用螺纹配合螺纹配合精度精度旋合长度旋合长度公差带公差带公差公差等级等级基本基本偏差偏差3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9GG、HHh h、g g、f f、e eS S、N N、L L5/15/20235/15/20233333三、影响螺纹结合精度的因素三、影响螺纹结合精度的因素螺纹结合的精度要求螺纹结合的精度要求：连接螺纹必须保证具有良好的连接螺纹必须保证具有良好的
19、可旋入性可旋入性和和一定的一定的连接强度连接强度。螺纹结合精度影响因素螺纹结合精度影响因素：中径偏差中径偏差螺距偏差螺距偏差牙侧角偏差牙侧角偏差螺纹的作用中径螺纹的作用中径：在规定的长度内，具有基本牙型，包含实在规定的长度内，具有基本牙型，包含实际外（内）螺纹的假想的内（外）的中径。际外（内）螺纹的假想的内（外）的中径。5/15/20235/15/20233434四、普通螺纹公差带特点四、普通螺纹公差带特点公差带沿着基本牙型的牙顶、牙侧和牙底连续公差带沿着基本牙型的牙顶、牙侧和牙底连续分布，以基本牙型线为零线，垂直于螺纹轴线的方分布，以基本牙型线为零线，垂直于螺纹轴线的方向计量大、中、小径的偏
20、差和公差。向计量大、中、小径的偏差和公差。底径只给出基本偏差底径只给出基本偏差限制性尺寸，在底径限制性尺寸，在底径处有一定间隙。处有一定间隙。5/15/20235/15/20233535普通螺纹中径、顶径基本偏差普通螺纹中径、顶径基本偏差内螺纹：内螺纹：下偏差下偏差H、G外螺纹：外螺纹：上偏差上偏差e、f、g、h与公差组合，得到各种间隙配合。与公差组合，得到各种间隙配合。5/15/20235/15/20233636普通螺纹公差与配合的选用普通螺纹公差与配合的选用螺纹结合精度、螺纹结合精度、旋合长度、旋合长度、基本偏差、基本偏差、公差等级、公差等级、其他技术要求其他技术要求5/15/20235/
21、15/20233737螺纹结合精度：螺纹结合精度：旋合性受半角误差和螺距误差影响旋合性受半角误差和螺距误差影响 使用要求相同，旋合长度不同的使用要求相同，旋合长度不同的螺纹公差等级应当不同螺纹公差等级应当不同 旋合长度：见书旋合长度：见书P227精密：配合性质稳定，保证相当定位精度精密：配合性质稳定，保证相当定位精度中等：一般螺纹结合中等：一般螺纹结合粗糙：不重要或难加工的螺纹粗糙：不重要或难加工的螺纹旋合长度：旋合长度：3种种-S、N、L 一般用一般用N 5/15/20235/15/20233838基本偏差：螺纹结合的配合性质和使用要求基本偏差：螺纹结合的配合性质和使用要求内螺纹：内螺纹：H
22、 H/h：保证定心精度、结合强度：保证定心精度、结合强度 H/g、G/h：容易拆装：容易拆装 H/g、G/f、H/e：间隙较大：间隙较大公差等级：公差等级：见书见书P225P2255/15/20235/15/20233939其它技术要求：其它技术要求：一般不规定形位公差一般不规定形位公差高精度螺纹：在旋合长度内规定：高精度螺纹：在旋合长度内规定：圆柱度、同轴度和垂直度圆柱度、同轴度和垂直度 公差值不大于中径公差的公差值不大于中径公差的50 遵守包容原则遵守包容原则粗糙度：粗糙度：见书见书P228P2285/15/20235/15/20234040M 10 -5g 6g -SM 10 -5g 6g -S普通螺纹标注普通螺纹标注M 20 X 2 M 20 X 2 左左 -6H -40 -6H -40M 20 X 2 M 20 X 2 左左-6H/5g 6g-6H/5g 6g旋合长度旋合长度（不注为中等）（不注为中等）中径、顶径公差带中径、顶径公差带公称直径公称直径螺纹代号螺纹代号外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹中径、顶径公差带中径、顶径公差带旋向：不注为右旋旋向：不注为右旋