典型結合的精度

典型結合的精度第一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

前面五章是本課程的基礎，從本章開始將學習集中典型零部件結合的公差與配合問題。在以后各章的學習中，第一、要抓住每種零部件公差的特點，第二、怎樣應用前面所學的內(nèi)容。本節(jié)所學的就是生產(chǎn)中應用最廣的典型標準件之一。6.1滾動軸承結合第二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.1.1滾動軸承的特點軸承圖樣軸承外觀1、滾動軸承的結構6.1滾動軸承結合第三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日滾動軸承的組成：外圈內(nèi)圈滾動體保持器6.1滾動軸承結合第四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日常見的滾動體有五種形狀，一種是球形，四種是滾子。6.1滾動軸承結合第五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日2、滾動軸承的分類按承載方向向心軸承推力軸承接觸角

—滾動體與外圈滾道接觸點（或線）的法線與徑向平面之間的夾角。接觸角越大，承受軸向載荷的能力越強6.1滾動軸承結合第六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.1滾動軸承結合第七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日按滾動體形狀分球軸承滾子軸承圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。

6.1滾動軸承結合第八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.1滾動軸承結合第九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.1滾動軸承結合第十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.1滾動軸承結合第十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.1.2滾動軸承的互換性與精度在機器中，軸承內(nèi)圈d與軸徑配合，外圈D與殼體孔配合，為完全互換。由于內(nèi)外圈與滾動體配合非常精密，故采用不完全互換。φdφD本節(jié)主要解決軸承內(nèi)圈與軸、外圈與殼體孔的配合。1、滾動軸承結合的互換性6.1滾動軸承結合第十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

滾動軸承按其內(nèi)外圈基本尺寸的公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五級：其名稱和代號由低到高分別為：

2、滾動軸承的精度

/P0/P6/P5/P4/P2—普通級—中等級精密級—超精級應用最廣，一般減速器、電機等精密傳動軸、普通機床主軸精密機床主軸、精密儀器機構高精度機床和儀器主軸6.1滾動軸承結合第十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日滾動軸承內(nèi)、外經(jīng)公差帶的特點：滾動軸承配合采用的基準制：

φdφD內(nèi)圈與軸頸：φd——基孔制

外圈與座孔：φD——基軸制理由：需要注意的是：軸承的公差帶并非采用一般的公差帶，而是采用軸承標準專門規(guī)定的公差帶，內(nèi)外徑公差帶的分布如下：軸承是標準件6.1滾動軸承結合第十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0－Dd軸承外徑Dmp的公差帶軸承內(nèi)徑dmp的公差帶+0－軸承公差帶的特點是：1、所有公差帶是單向負偏差，上偏差為0；2、上下偏差所限制的是平均直徑的實際偏差。6.1滾動軸承結合注意：內(nèi)徑用d表示，外徑用D表示，與前面的孔軸規(guī)定的表示方法不一致第十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日3、滾動軸承與結合件的配合

軸承內(nèi)圈公差帶d軸徑公差帶共17種，多為過渡或小過盈配合與軸承內(nèi)圈配合的軸頸公差帶6.1滾動軸承結合第十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

軸承外圈公差帶D外殼孔公差帶共16種，大多為過渡配合與軸承外圈配合的殼體孔公差帶6.1滾動軸承結合第十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

由于軸承是標準件，所以軸承配合的選擇就是確定與軸承相配合的軸頸和殼體孔的公差帶代號。主要依據(jù)以下幾點：1、軸承內(nèi)外圈相對于負荷的方向；2、軸承承受負荷的大小；3、軸承的游隙；4、其他工作條件。6.1.3滾動軸承結合的精度設計6.1滾動軸承結合第十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

機器工作時，軸上的作用力作用在軸承上，套圈與負荷有三種關系：（1）軸承內(nèi)外圈相對于負荷的方向局部負荷旋轉(zhuǎn)負荷擺動負荷—套圈相對負荷方向固定。

通常采用較松的配合。—套圈相對負荷方向旋轉(zhuǎn)。

通常采用較緊的配合?！兹ο鄬ω摵煞较驍[動。

通常采用較旋轉(zhuǎn)負荷稍松的配合。1、軸頸和座孔的尺寸精度6.1滾動軸承結合第十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（2）軸承承受負荷的大小根據(jù)軸承實際承受的當量徑向動負荷Pr和額定動負荷Cr的關系，可將負荷大小分為三種類型：輕負荷Pr≤0.07Cr正常負荷0.07Cr＜Pr≤0.15Cr重負荷Pr＞0.15Cr軸承在負載的作用下，套圈會發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。負荷越重，配合應該越緊。6.1滾動軸承結合第二十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（3）軸承的徑向游隙

游隙是滾動體與內(nèi)外圈之間的間隙包括徑向游隙和軸向游隙。軸承游隙分為2、0、3、4、5組一般機器上，軸承與軸孔配合松緊適中，多選用0組游隙。當軸承與軸孔配合較緊時，應選大游隙軸承，3、4、5。6.1滾動軸承結合第二十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日1）軸承工作的溫度2）軸是否軸向游動3）軸承的旋轉(zhuǎn)速度4）整體或剖分式外殼（4）其他因素考慮上述因素后，就可確定軸頸及外殼孔的公差帶，這里最關鍵的因素是：軸承套圈相對于負荷的方向和軸承承受負荷的大??；表6－1軸頸公差帶的應用表6－2座孔公差帶的應用6.1滾動軸承結合第二十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日2、軸徑和外殼孔形位公差與粗糙度形位公差軸頸、外殼孔軸肩、孔肩附表6－1軸頸與外殼孔的形位公差附表6－2軸頸與外殼孔的粗糙度6.1滾動軸承結合第二十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日3、圖樣標注

在裝配圖上的標注：φ55j6φ100H7在裝配圖上，不用標注軸承的公差等級代號，只需標注與之相配合的軸頸和殼體孔的公差帶代號。6.1滾動軸承結合第二十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日在零件圖上的標注：0.0040.01

AA0.631.25A0.025A0.011.626.1滾動軸承結合第二十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.3鍵結合

鍵結合在機器中有著廣泛的應用，包括平鍵結合和花鍵結合?；ㄦI分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩種，以矩形花鍵應用最多。平鍵結合花鍵結合第二十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日平鍵的配合尺寸：鍵寬b(IT8)非配合尺寸：鍵高h，鍵長L6.3鍵結合

1、平鍵結合的特點6.3.1平鍵結合第二十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日平鍵配合的基準制平鍵是由型鋼制成的標準件，根據(jù)第2章所講的基準制的選擇原則可知：鍵與軸槽配合采用

鍵與輪轂槽配合采用

基軸制基軸制6.3鍵結合第二十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日配合種類寬度b公差帶應用鍵軸鍵槽輪轂鍵槽松聯(lián)結h8H9D10導向平鍵，輪轂在軸上移動正常聯(lián)結N9Js9輪轂與軸相對固定，載荷不大緊密聯(lián)結P9P9載荷較大，有沖擊或雙向扭矩。6.3鍵結合平鍵的配合種類有三種：松聯(lián)結正常聯(lián)結緊密聯(lián)結2、平鍵結合的精度第二十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.3鍵結合松聯(lián)結正常聯(lián)結緊密聯(lián)結h8h8h8第三十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日三、圖樣標注(查附表6-3）d-t1對稱度公差按形位公差取7－9級6.3鍵結合第三十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日D+t2對稱度公差按形位公差取7－9級6.3鍵結合(查附表6-3）第三十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日6.4.1螺紋結合的特點

將一直角三角形繞在圓柱上，三角形的斜邊的空間軌跡即為一條螺旋線。如用一個三角形K沿螺旋線運動并使K平面始終通過圓柱體軸線Y-Y這樣就構成了三角形螺紋。6.4螺紋結合第三十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日根據(jù)螺紋的用途，可將其分為以下三類：

緊固螺紋

傳動螺紋

管螺紋

用于連接和緊固各種機械零件

使用要求：保證旋合性和連接強度用于傳遞動力和位移使用要求：傳遞動力可靠，傳遞位移準確

用于管道系統(tǒng)中的管件連接

使用要求：保證連接強度和密封性

6.4螺紋結合第三十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日1、普通螺紋的基本牙型和主要參數(shù)普通螺紋的牙型是指在通過螺紋軸線的剖面上螺紋的輪廓形狀，由等邊原始三角形形成。6.4螺紋結合第三十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日基本牙型是將原始三角形的頂部和底部削去后所形成的內(nèi)、外螺紋共有的理論牙型。是規(guī)定螺紋極限偏差的基礎。6.4螺紋結合第三十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

根據(jù)螺紋的基本牙形，可以定義它的幾個主要參數(shù)大徑(D、d）—與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。是公稱直徑

小徑（D1、d

1）—與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。

中徑（D2、d

2）—螺紋牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方假想圓柱的直徑。第三十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日螺距（P）—指相鄰兩牙在中徑線上對應兩點的軸向距離。牙型角（α）—指在螺紋牙型上，相鄰牙側(cè)間的夾角。牙型半角（α/2）—指在螺紋牙型上，牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角。旋合長度—指兩個相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度。

第三十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日要實現(xiàn)普通螺紋的互換性，必須保證

內(nèi)外螺紋自由旋合；具有足夠的連接強度。

對互換性有影響的因素是螺紋加工過程中幾何參數(shù)產(chǎn)生誤差，這些誤差包括：螺紋中徑偏差、螺距誤差、牙型半角偏差

6.4螺紋結合2、影響螺紋結合的幾何參數(shù)誤差第三十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（1）直徑偏差的影響

直徑偏差—螺紋直徑的實際尺寸與基本尺寸之差。包括大徑、小徑和中徑偏差。

對外螺紋，若直徑比內(nèi)螺紋大，必然影響旋合性；若直徑過小，則會使牙側(cè)間隙增大。聯(lián)接強度降低。由于螺紋的配合面是牙側(cè)面，故中徑偏差對螺紋互換性的影響最大。6.4螺紋結合第四十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日螺距誤差分為螺距偏差△P和螺距累積誤差△P∑螺距偏差△P

：是指單個螺距的實際值與其基本值之差，它與旋合長度無關。螺距累積偏差△P∑

：在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩同名牙側(cè)的實際軸向距離與其基本值的最大差值，它與旋合長度有關。螺距累積偏差主要影響旋合性。（2）螺距偏差的影響

6.4螺紋結合第四十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（3）牙型半角偏差的影響

牙型半角側(cè)角偏差—是指牙型半角的實際值與其基本值（30°）之差。

△α1/2＝α1/2－30°△α2/2＝α2/2－30°（（α1/2α2/2牙側(cè)角偏差主要影響旋合性。6.4螺紋結合第四十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日牙側(cè)角偏差主要影響旋合性，也可將它折算為中徑當量，即fα(或Fα)=0.073P(K1|△α1|+K2|△α2|)經(jīng)過上述分析可得以下結論：中徑偏差直接影響螺紋的互換性，既影響旋合性又影響連接強度螺距累積誤差主要影響旋合性，可將它差折算為中徑當量，即fp（或FP）＝1.732·△P∑

6.4螺紋結合第四十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日3、作用中徑

作用中徑（d2fe、D2fe）——

在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實際外螺紋的假想內(nèi)螺紋的中徑，稱為該外螺紋的作用中徑。

6.4螺紋結合d2fe第四十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日普通螺紋的公差配合主要是確定螺紋的公差帶和公差精度。螺紋公差帶與普通軸孔公差帶類似，由基本偏差和公差等級所決定。螺紋的公差精度取決于公差等級和旋合長度分為精密、中等和粗糙三種。6.4螺紋結合6.4.2普通螺紋精度第四十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日基本偏差（確定公差帶位置）螺紋公差（確定公差帶大?。┞菁y公差帶公差精度（精密、中等、粗糙）螺紋旋合長度（S、N、L）6.4螺紋結合第四十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

(1)螺紋的基本偏差

螺紋的基本偏差用來確定公差帶相對于基本牙型的位置。與一般軸孔類似

螺紋公差帶由基本偏差和公差兩個要素構成。內(nèi)螺紋：G、H兩種外螺紋：e、f、g、h四種6.4螺紋結合1、普通螺紋的公差帶第四十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

(2）螺紋的公差

螺紋公差用來確定公差帶的大小，它表示允許螺紋直徑的尺寸變動范圍。標準對螺紋中徑和頂徑規(guī)定的公差等級如下：

內(nèi)螺紋中徑D24、5、6、7、8內(nèi)螺紋小徑D14、5、6、7、8外螺紋中徑d23、4、5、6、7、8、9外螺紋大徑d

4、6、86.4螺紋結合第四十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日將螺紋公差等級代號和基本偏差代號組合，就構成了螺紋公差帶代號，例如：

5H6H——表示內(nèi)螺紋中徑公差帶代號為5H、頂徑（小徑）公差帶代號為6H。

6f——表示外螺紋中徑與頂徑（大徑）公差帶代號相同，均為6f。

切記中徑公差帶代號在前，頂徑公差帶代號在后。與一般軸孔相反。6.4螺紋結合第四十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

螺紋公差帶是以基本牙型為零線，沿牙側(cè)、牙頂和牙底分布的公差帶。

大、中、小徑的極限偏差和公差值一律沿直徑方向度量。螺紋公差帶的特點

螺紋公差帶只對中徑和頂徑規(guī)定公差等級。問題：為什么螺距和牙側(cè)角不規(guī)定公差？6.4螺紋結合第五十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日標準規(guī)定了三組旋合長度：短旋合長度組——S中等旋合長度組——N和長旋合長度組——L（3）螺紋的旋合長度設計時通常采用中等旋合長度；強度較低零件上的螺紋，應選擇長旋合長度；對空間位置受限制或受力不大的螺紋，可選擇短旋合長度；對于調(diào)整用的螺紋，可根據(jù)調(diào)整行程的長短選擇旋合長度。6.4螺紋結合第五十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日2、普通螺紋的合格性判斷：判斷螺紋的合格性的方法主要取決于檢測螺紋的手段，螺紋的檢測手段有許多種，應根據(jù)螺紋的不同使用場合及螺紋加工條件，由產(chǎn)品設計者自己決定采用何種檢驗手段。由于螺距累積誤差和牙側(cè)角偏差可以折算到中徑上，這樣，可按泰勒原則判斷螺紋的作用中徑和單一中徑的合格性。6.4螺紋結合第五十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

泰勒原則：

實際螺紋的作用中徑不允許超出最大實體牙型的中徑，并且實際螺紋任何部位的實際中徑不允超出最小實體牙型的中徑。

對于外螺紋

d2fe≤d2max且d2a≥d2min對于內(nèi)螺紋

D2fe≥D2min且D2a≤D2max泰勒原則與包容要求實質(zhì)相同6.4螺紋結合第五十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（１）螺紋的公差精度及其選用

3、螺紋的精度設計螺紋的公差精度分為：精密級、中等級、粗糙級

公差精度和公差等級有何關系呢？公差等級僅反映了中經(jīng)和頂徑尺寸精度的高低，但要綜合評價螺紋質(zhì)量，還應考慮旋合長度，因為旋合長度越長的螺紋，產(chǎn)生的螺距累積誤差就越大。公差等級旋合長度公差精度一般用途的螺紋多采用中等級

6.4螺紋結合第五十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（２）螺紋公差帶與配合的選用

9e8e(g8g)(8e)8g8H(8G)7H(7G)粗糙(7e6e)(7g6g)(7h6h)6e6f6h(5h6h)(5g6g)7H(7G)6G5H(5G)中等(5h4h)(5g4g)4h(4g)(3h4h)6H5H4H精密LNSLNS外螺紋公差帶

內(nèi)螺紋公差帶

公差精度

6H6g6.4螺紋結合第五十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日4、螺紋標記簡化標記：1、粗牙螺紋的螺距可省略不標注，2、公差帶６H和６g不標注，3、中等旋合長度組代號N不標注；4、右旋螺紋不標注旋向代號。M12×1－5h6h－L－LH

螺紋特征代號旋向代號（左旋）

旋合長度為L組（數(shù)值不標注）

外螺紋公差帶（中徑5h，頂徑6h）

尺寸代號（公稱直徑為12mm，單線細牙螺紋，螺距為1mm）6.4螺紋結合第五十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日5、應用舉例

有一普通外螺紋M12×1，加工后測得單一中徑d2s=11.275mm，螺距累積誤差△P∑＝－3０μm，左、右牙側(cè)角偏差△α1＝+40′，△α2＝－30′。試計算該螺紋的作用中徑d2m，并按泰勒原則判別該螺紋中徑的合格性。解：

1、確定中徑的極限尺寸該螺紋公差帶為6g（省略標注），6.4螺紋結合第五十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

由附表9-1d2＝11.350mm；由附表9-3、9-2，Td2＝118μmes＝－26μm。d2max＝d2＋es＝11.350－0.026＝11.324d2min＝d2max－Td2＝11.324－0.118＝11.206

2、計算作用中徑

fp＝1．732|△P∑|＝1.732×0.03＝0.052mmfα＝0.073P(K1|△α1|+K2|△α2)＝12.3μmd2m＝d2s+(fp+fα)＝11.339

3、

判斷中徑合格性d2s=11.275mm＞d2min=11.206mm，但d2m=11.339mm＞d2max=11.324mm，所以不合格。6.4螺紋結合第五十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第五十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第六十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第六十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

設P＝2mmP實際＝1.8mm0.90.9P/2=1單一中徑線單一中徑影響連接強度實際外螺紋假象包容螺紋

d2m=d2s+(fp+fα)D2m=D2s－(Fp+Fα)

第六十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

內(nèi)螺紋為理想螺紋外螺紋存在螺距累積誤差

外螺紋

內(nèi)螺紋△P∑

fP2△P∑△P∑＝｜L外－nP｜

為使外螺紋能夠旋入理想的內(nèi)螺紋，應把外螺紋牙側(cè)上的B點移至與內(nèi)螺紋牙側(cè)上的C點,螺紋的中徑減小一個數(shù)值fp

fp（或FP）＝1.732·△P∑

第六十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日內(nèi)螺紋為理想螺紋外螺紋存在牙側(cè)角偏差左牙側(cè)角偏差△α1＜0，右牙側(cè)角偏差△α2＞0

把外螺紋螺牙沿螺紋徑向移至蘭線處，可避開干涉區(qū)，螺紋的中徑減小fα

fα(或Fα)=0.073P(K1|△α1|+K2|△α2|)式中單位：P－mm△α1－分fα－μm

外螺紋：3－2＋2＋3－內(nèi)螺紋：2－3＋3＋2－2第六十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日基本牙形基本牙形GH內(nèi)螺紋公差帶外螺紋公差帶efgh第六十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日作業(yè)6－16.1滾動軸承結合第六十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日表6－1軸頸公差帶的應用表6－2座孔公差帶的應用表6－1軸頸公差帶的應用第六十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第六十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第六十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日FrFr內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈固定負荷方向不變內(nèi)圈：承受旋轉(zhuǎn)負荷外圈：承受局部負荷外圈旋轉(zhuǎn)、內(nèi)圈固定負荷方向不變內(nèi)圈：承受局部負荷