第7章滾動軸承的公差與配合7.1概述7.1.1軸承的作用及分類1.作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機械傳動中。2.滾動軸承的安裝形式：外圈與箱體上的軸承座配合，內圈與旋轉的軸頸配合。通常外圈固定不動——因此外圈與軸承座為過盈配合；內圈隨軸一起旋轉——內圈與軸也為過盈配合。第一頁，共70頁。T

BTCHDddDd外圈

內圈

滾動體

保持架DαdDa)向心軸承b)圓錐滾子軸承c)角接觸球軸承d)推力軸承3.有關滾動軸承的國家標準：不僅規定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉精度〔跳動公差等〕、測量方法，還規定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和外表粗糙度。第二頁，共70頁。7.2滾動軸承的精度等級普通級/P0、高級/P6、/P6x、精細級/P5、超精細級/P4及最精細級/P2〔GB/T272-1993〕。第三頁，共70頁。7.3與滾動軸承配合的孔、軸公差帶及選用原那么7.3.1滾動軸承內、外徑公差帶的特點1.內、外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏向，即單一內(ds)、外徑(Ds)偏向(△ds,△Ds)，其目的是為了限制變形量；2.內、外徑實際尺寸的最大值和最小值的平均值偏向，即單一平面平均內(dmp)、外徑(Dmp)偏向(△dmp,△Dmp)，目的是用于軸承的配合。外徑：Dmp=〔Dsmax+Dsmin〕/2內徑：dmp=〔dsmax+dsmin〕/23.所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏向為0，下偏向為負值。第四頁，共70頁。/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0-+0-Dd軸承外徑Dmp的公差帶軸承內徑dmp的公差帶第五頁，共70頁。7.3.2與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的常用公差帶r6m5m6j6js5k5js6h5h6h8h7g6g5d內圈公差帶k6n6p60+-j5第六頁，共70頁。M6K7M7N6N7P6P7K6J6J7JS6JS7H6H7H8G7外圈公差帶0+-D第七頁，共70頁。7.4滾動軸承配合的精度設計7.4.1滾動軸承配合制7.4.2軸頸、軸承座配合公差等級的選擇與滾動軸承相配合的孔、軸的公差等級與軸承的公差等級親密相關。一般與/P6、/P0軸承配合的軸，其公差等級多為IT5~IT7，箱體孔多為IT6~IT8等。7.4.3配合性質的選擇選擇軸承配合性質的根據是：軸承內外圈所受的負載類型、軸承所受負載的大小、軸承的工作條件、與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸要求等。第八頁，共70頁。1.負載類型1〕部分負載：作用于軸承上的合成徑向負載與套圈相對靜止，即負載方向始終不變地作用在套圈滾道的部分區域上。通常采用小間隙配合或過渡配合。2〕循環負載：作用于軸承上的合成徑向負載與套圈相對旋轉，即合成徑向負載順次作用在套圈的整個圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。3〕擺動負載：作用于軸承上的合成徑向負載與所承載的套圈在一定區域內相對擺動，即合成徑向負載經常變動地作用在套圈滾道的小于180°的部分圓周上。第九頁，共70頁。Fr

a)Frb)

FrFc

c)FrFcd)A

BFFcFrFFcFFF

擺動負荷第十頁，共70頁。2.負荷的大小軸承在負載的作用下，套圈會發生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。因此，受重負載時配合應緊些，受輕負載時配合應松些。一般地，負載如下分類：1〕輕負載：23〕重負載：3.工作溫度軸承旋轉時，套圈的溫度經常高于相鄰零件的溫度。軸承的內圈可能因熱脹而使配合變松；外圈會因熱脹而使配合變緊。選擇配合時應考慮溫度的影響。第十一頁，共70頁。7.4.4形位公差及外表粗糙度確實定：1.形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的外表圓柱度要求。2.位置公差：主要是軸肩端面的跳動公差。3.外表粗糙度：外表粗糙度值的上下直接影響著配合質量和連接強度，因此，但凡與軸承內、外圈配合的外表通常都對外表粗糙度提出較高的要求。第十二頁，共70頁。7.4.5滾動軸承配合選用例如及圖樣標注1.在裝配圖上的標注：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承座及軸頸的公差等級代號。φ55j6φ100H7第十三頁，共70頁。2.在零件圖上的標注：在零件圖上，應標注以下參數：A、尺寸公差B、形狀公差C、位置公差D、外表粗糙度Φ100H7〔〕0A0.015A2Φ55j6〔〕0.01AA第十四頁，共70頁。第8章螺紋結合的公差與檢測8.1概述8.1.1螺紋的分類及使用要求1.普通螺紋

通常也稱緊固螺紋，主要用于聯接和緊固各種機械零件。這類螺紋聯接的使用要求是可旋合性(便于裝配和拆換)和聯接的可靠性。2.傳動螺紋

這類螺紋通常用于傳遞運動或動力。螺紋聯接的使用要求是傳遞動力的可靠性或傳遞位移的準確性。3.嚴密螺紋

這類螺紋用于密封聯接。螺紋的使用要求是結合嚴密，不漏水、不漏氣和不漏油。第十五頁，共70頁。8.1.2螺紋部分術語及定義1．根本牙型2．大徑D或d3．螺距P4．小徑D1或d15．中徑D2或d26．單一中徑D2a或d2a7．牙型角α和牙型半角α/28．螺紋旋合長度D1(d1)30°60°P/2P/4P/8H/8HH/4D2(d2)D(d)螺紋軸線P第十六頁，共70頁。8.2普通螺紋的互換性8.2.1螺紋的公差等級螺紋配合由內外螺紋公差帶組合而成，國家標準?普通螺紋公差?GB/T197－2003將普通螺紋公差帶的兩個要素——公差帶的大小即公差等級和公差帶位置即根本偏向進展標準化，組成各種螺紋公差帶。螺紋直徑公差等級內螺紋小徑D14、5、6、7、8內螺紋中徑D24、5、6、7、8外螺紋大徑d4、6、8外螺紋中徑d23、4、5、6、7、8、9第十七頁，共70頁。8.2.2螺紋根本偏向0D2D1D基本牙型GEIESTTD2/2TD1/2EI/2ES=TDD2D1基本牙型HTD2/2TD1/2EI=0T內螺紋公差帶位置

第十八頁，共70頁。基本牙型esdd2es/2d1d1maxTTd2/2Td/2eiefg0h基本牙型Td/2Td2/2d1maxd1d2d0ei=－Tes=0T外螺紋公差帶位置

第十九頁，共70頁。8.2.3螺紋的選用公差帶與公差的組合第二十頁，共70頁。8.2.4螺紋幾何參數誤差對螺紋互換性的影響1.中徑誤差對互換性的影響螺紋中徑誤差是指中徑實際尺寸與中徑根本尺寸之差。當外螺紋中徑比內螺紋中徑大就會影響螺紋的旋合性；反之，那么使配合過松而影響連接的可靠性和嚴密性，削弱聯接強度，因此對中徑誤差必須加以限制。影響螺紋結合互換性的主要幾何參數誤差有大徑誤差、中徑誤差、小徑誤差和螺距誤差、牙側角誤差。2.螺紋大、小徑誤差的影響

為了保證普通螺紋的旋合性，必須使內外螺紋在牙底和牙頂聯接處留有一定間隙，當外螺紋大徑小于內螺紋大徑、且外螺紋小徑大于內螺紋小徑時，內外螺紋才能旋合。因此，對內外螺紋的大徑和小徑尺寸必須加以限制。第二十一頁，共70頁。3.螺距誤差的影響L理論=nPL實際=nP1ΔPΣFp/2內螺紋外螺紋第二十二頁，共70頁。假設內螺紋具有根本牙型，僅與存在螺距偏向的外螺紋結合。外螺紋N個螺距的累積誤差為ΔPΣ(μm)。內、外螺紋牙側產生干預而不能旋合。為防止干預，為使具有ΔPΣ的外螺紋旋入理想的內螺紋,就必須使外螺紋的中徑減小一個數值fp(μm)。假設外螺紋具有根本牙型，與僅存在螺距偏向的內螺紋與其結合。設在N個螺牙的旋合長度內，內螺紋存在ΔPΣ。為保證旋合性，就必須將內螺紋中徑增大一個數值fp。fp就是為補償螺距累積誤差而折算到中徑上的數值，稱為螺距誤差的中徑當量。兩種情況下的當量計算公式為：第二十三頁，共70頁。4.牙型半角偏向的影響牙型半角偏向是指牙型半角的實際值對公稱值的代數差，是螺紋牙側相對于螺紋軸線的位置誤差。對螺紋的旋合性和聯接強度均有影響。第二十四頁，共70頁。1〕外螺紋：外螺紋存在牙型半角偏向時，必須將外螺紋牙型沿垂直螺紋軸線的方向下移，從而使外螺紋的中徑減小一個數值fα/2。2〕內螺紋：內螺紋存在牙型半角偏向時，必須將內螺紋中徑增大一個數值fα/2，該值稱為牙型半角偏向的中徑當量。第二十五頁，共70頁。5.普通螺紋實現互換性的條件1〕作用中徑：在旋合時，在旋合長度內實際起作用的中徑。2〕螺紋中徑合格性判斷原那么：實際螺紋的作用中徑不允許超出最大實體牙型的中徑，任何部位的單一中徑不允許超出最小實體牙型的中徑。第二十六頁，共70頁。d2minTd2d2maxd2md2sfpFα/2TD2D2sD2mfpFα/2D2，d2D2maxD2min內螺紋外螺紋螺紋中徑合格性判斷例如：第二十七頁，共70頁。8.2.5螺紋標記完好的螺紋標記由螺紋代號〔含螺紋公稱直徑、螺距、〕、螺紋公差等級代號〔按中徑、頂徑順序〕和螺紋旋合長度組成，中間用“——〞隔開。外螺紋：M20—5g6g—S內螺紋：左—6H內外螺紋配合時：M20×2—6H/5g6g—S第二十八頁，共70頁。8.3螺紋測量1、綜合測量用螺紋量規檢驗螺紋屬于綜合測量。在成批消費中，普通螺紋均采用綜合量法。綜合測量是根據前面介紹的螺紋中徑合格性的準那么〔泰勒原那么〕，使用螺紋量規〔綜合極限量規〕進展測量。螺紋量規分為“通規〞和“止規〞，檢驗時，“通規〞能順利與工件旋合，“止規〞不能旋合或不完全旋合，那么螺紋為合格。反之，“通規〞不能旋合，那么說明螺母過小，螺栓過大，螺紋應返修。當“止規〞能通過工件，那么表示螺母過大，螺栓過小，螺紋是廢品。第二十九頁，共70頁。通端螺紋環規止端螺紋環規d2maxd2mind1maxdmaxdmin通端光滑卡規環規檢驗外螺紋第三十頁，共70頁。

塞規檢驗內螺紋D2maxD2minD1minDminD1max止端螺紋塞規通端螺紋塞規通端光滑塞規止端光滑塞規第三十一頁，共70頁。2.單項測量對大尺寸普通螺紋、精細螺紋和傳動螺紋，除了可旋合性和聯接可靠以外，還有其它精度和功能要求，消費中一般都采用單項測量。單項測量螺紋的方法很多，最典型的是用萬能工具顯微鏡測量螺紋的中徑、螺距和牙型半角。用工具顯微鏡將被測螺紋的牙型輪廓放大成像，按被測螺紋的影像，測量其螺距、牙型半角和中徑，因此該法又稱為影像法。在實際消費中，測量外螺紋中徑多用三針量法該方法簡單，測量精度高，應用廣泛第三十二頁，共70頁。第9章鍵和花鍵的公差與配合9.1概述9.1.1鍵和花鍵的作用鍵與花鍵常用于軸與軸上的傳動件之間的可拆卸聯結，用以傳遞轉矩和運動；當配合件之間要求作軸向挪動時，還可以起導向作用。9.1.2鍵和花鍵的分類1.鍵的分類：常用的鍵聯結有平鍵〔包括普通平鍵和導向平鍵〕、半圓鍵、切向鍵和楔鍵聯結，其中以平鍵聯結應用最廣泛。2.花鍵的分類：花鍵聯結分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵聯結，其中以矩形花鍵聯結應用最廣泛。第三十三頁，共70頁。9.2平鍵配合的精度設計9.2.1尺寸精度設計1.平鍵聯結的根本構成：平鍵聯結是由鍵、軸鍵槽、輪轂鍵槽構成。在工作時，通過鍵的側面與軸槽和輪轂槽的側面互相接觸來傳遞轉矩。2.平鍵聯結的配合尺寸：鍵和軸槽、輪轂槽的寬度尺寸是配合尺寸。其余尺寸，如鍵高、鍵長、軸槽深、輪轂槽深等都屬于非配合尺寸。第三十四頁，共70頁。bd-ttd+t1hdLAAA—A第三十五頁，共70頁。3.配合制：由于使用的平鍵為標準件，且鍵又為外外表，因此，鍵與軸槽、鍵與輪轂槽的配合均采用基軸制。國家標準對鍵寬只規定了一種公差帶h9。一般鍵與軸槽配合要求較緊，鍵與輪轂槽配合要求較松，相當于一個軸與兩個孔相配合，且配合性質不同。國家標準對軸槽寬和輪轂槽寬各規定了三種公差帶，構成三種配合形式，分別對應于較松鍵聯結、一般鍵聯結和較緊鍵聯結。用于不同的場合。第三十六頁，共70頁。+0-bh9H9D10h9N9JS9h9P9P9鍵寬公差帶軸槽公差帶輪轂公差帶較松鍵聯結一般鍵聯結較緊鍵聯結平鍵公差帶圖：第三十七頁，共70頁。9.2.2形位精度設計為了保證鍵寬與鍵槽寬之間具有足夠的接觸面積和可裝配性，對鍵和鍵槽的位置誤差要加以控制，應分別規定軸鍵槽對軸的基準線和輪轂槽對孔的基準軸線的對稱度公差，和鍵的兩個配合面的平行度公差。一般可按對稱度公差7~9級選取，查表時，公稱尺寸是指鍵寬。9.2.3外表粗糙度的選擇鍵和鍵槽配合面的外表粗糙度一般取Ra1.6~6.3μm，非配合面取Ra12.5μm。第三十八頁，共70頁。9.2.4軸的標注例如：1.標注槽深d-t及公差2.標注槽寬b及公差3.標注對稱度公差4.標注外表粗糙度0.02A500Φ56r6〔〕?A16N9〔〕0第三十九頁，共70頁。9.2.5輪轂的標注例如：1.標注輪轂深d+t1及公差2.標注槽寬b及公差3.標注對稱度公差4.標注外表粗糙度Φ56H7〔〕?0A16JS90.02A0〔〕第四十頁，共70頁。9.3花鍵配合的精度設計花鍵分為內花鍵〔花鍵孔〕和外花鍵〔花鍵軸〕，它是把鍵和軸、鍵槽和輪轂做成一整體的聯結件，它既可以是固定聯結，也可以是滑動聯結。與鍵聯結相比，花鍵聯結有聯結可靠，強度高，可以傳遞較大的轉矩，且孔、軸定心精度高和導向精度高等優點。c)三角花鍵

a)矩形花鍵b)漸開線花鍵第四十一頁，共70頁。BDBD花鍵的主要尺寸參數第四十二頁，共70頁。9.3.1尺寸精度設計：1.矩形花鍵的根本尺寸：根本尺寸有小徑d、大徑D、鍵槽寬B。鍵數規定為偶數，分別為6、8、10三種。2.尺寸精度的規定：花鍵聯結的主要要求是保證內、外花鍵的同軸度，以及鍵側面與鍵槽側面接觸均勻，保證傳遞一定的轉矩。為此，必須保證一定的配合性質。國家標準規定采用小徑定心，即把小徑的結合面作為定心外表，規定較高的精度；其它兩個尺寸規定較低的精度。第四十三頁，共70頁。花鍵的定心方式b)小徑定心

a)大徑定心c)鍵寬定心第四十四頁，共70頁。第四十五頁，共70頁。9.3.2形位精度設計：1.因為小徑是花鍵聯結的定心尺寸，必須保證其配合性質，所以內、外花鍵小徑d的極限尺寸應遵守包容原那么，即花鍵孔和軸的小徑不能超越最大實體邊界。2.為保證裝配性和鍵側受力均勻，規定花鍵的位置度公差應遵守最大實體原那么，即不可以超過實效邊界。第四十六頁，共70頁。6×7H11EQSE34H106.328H73.20.02MAMA34a100.83.26×7d10EQS0.02MAMEA花鍵圖樣標注例如：1、鍵槽寬B=7mm〔MMS〕，基準孔D=28mm〔MMS〕，mm2、鍵槽寬B=7.09mm〔LMS〕，基準孔D=28mm〔MMS〕，mm3、鍵槽寬B=7.09mm〔LMS〕，基準孔D=28.021mm〔LMS〕，mm第四十七頁，共70頁。6×7H11EQSE34H106.3A28H73.2A0.015矩形花鍵的對稱度公差標注28h734a110.83.2E6×7d10EQSA0.015A第四十八頁，共70頁。9.3.3外表粗糙度要求：加工表面內花鍵外花鍵Ra不大于小徑1.60.8大徑6.33.2鍵側6.31.6花鍵外表粗糙度推薦值(μm)第四十九頁，共70頁。9.3.4矩形花鍵聯接的標注代號第五十頁，共70頁。9.3.5矩形花鍵的檢測矩形花鍵的檢測有單項測量和綜合檢驗兩類。單件小批消費中，用通用量具分別對各尺寸〔d、D、B〕進展單項測量，并檢測鍵寬的對稱度、鍵齒〔槽〕的等分度和大、小徑的同軸度等形位誤差工程。大批量消費，一般都采用量規進展檢驗，用綜合通規〔對內花鍵為塞規、對外花鍵為環規(如圖8-8、圖8-9)，來綜合檢驗小徑d、大徑D和鍵〔鍵槽〕寬B的作用尺寸，包括上述位置度〔等分度、對稱度〕和同軸度等形位誤差。然后用單項止端量規〔或其他量具〕分別檢驗尺寸d、D、B的最小實體尺寸。合格的標志是綜合通規能通過，而止規不應通過。檢驗內花鍵的綜合塞規檢驗外花鍵的綜合環規第五十一頁，共70頁。第10章圓錐的公差配合及檢測10.1錐度與錐角〔自學〕第五十二頁，共70頁。10.2圓錐公差10.2.1圓錐公差的術語及定義〔自學〕第五十三頁，共70頁。10.2.2圓錐公差值和給定方法1.圓錐公差工程和公差值?圓錐公差?〔GB/T11334—2005〕規定了四項圓錐公差工程:1〕圓錐直徑公差TD及圓錐直徑公差區定義：TD是圓錐直徑的允許變動量。它等于兩個極限圓錐直徑之差，并適用于圓錐的全長。可表示為TD=Dmax－Dmin=dmax－dmin

，其公差區是由兩個極限圓錐所限定的區域。公差值及有關規定：TD的公差等級和數值及以公差帶的代號以公稱圓錐直徑〔一般取最大圓錐直徑D〕為公稱尺寸按—1998?極限與配合?標準規定選取對于有配合要求的圓錐，其內、外圓錐直徑公差帶位置，按GB12360—1990?圓錐配合?中有關規定選取對于無配合要求的圓錐，其內外圓錐直徑公差帶位置，建議選用根本偏向JS、js確定內、外圓錐的公差帶位置。第五十四頁，共70頁。αDmin圓錐素線的形狀公差帶實際圓錐極限圓錐L圓錐直徑公差區ATD/2AAA圓錐素線的形狀公差帶TD/2Dmaxdmindmaxα極限圓錐與圓錐公差區

第五十五頁，共70頁。2〕圓錐角公差AT及其公差區定義：圓錐角的允許變動量稱為圓錐角公差其數值為上極限與下極限圓錐角之差，可表示為AT=αmax－αmin，圓錐角公差的公差區是兩個極限圓錐角所限定的區域，如下圖公差值及有關規定：AT按加工精度的上下分為12個等級，其中AT1級精度最高，AT12級精度最低，AT4～AT9級圓錐角公差數值見表7-4。圓錐角公差AT，可用角度值ATα或線性值ATD給定。ATα與ATD的換算關系為：ATD=ATα×L×10式中ATD的單位為μm；ATα的單位為微弧度〔μrad〕；L的單位為mmL在6～630ｍｍ范圍內，劃分10個尺寸分段。如需要更高或更低等級的圓錐角公差時，按公比向兩端延伸得到。更高等級用AT0、AT01、…表示。更低等級用AT13、AT14、…表示圓錐角極限偏向可按單向(α+AT或α－AT)或雙向取值。雙向取時可以對稱(α±AT/2)的，也可以是不對稱的。如圖7-7所示。為保證內外圓錐的接觸均勻，多采用雙向對稱取值。第五十六頁，共70頁。L圓錐角公差區

ATD/2αminATα/2αmax圖7-5極限圓錐角與圓錐角公差區

第五十七頁，共70頁。AT/2α+ATα-ATAT/2ααAT/4AT/4α±AT/2α圖7-7圓錐角的極限偏向第五十八頁，共70頁。3〕圓錐的形狀公差TF定義：包括圓錐素線直線度公差和截面圓度公差，如圖7-4所示公差值及有關規定：TF在一般情況下，不單獨給出，而是由對應的兩極限圓錐公差帶限制；當對形狀精度有更高要求時，應單