互換性(第2版) PPT 第6章

互換性與測量技術第6章幾種常用標準件的互換性第6章章節(jié)內容6.1

滾動軸承的互換性6.2鍵聯(lián)結的互換性6.3螺紋聯(lián)接的互換性第6章幾種常用標準件的互換性6.1

滾動軸承的互換性6.1.1滾動軸承的精度等級及應用滾動軸承的精度是按照其外形尺寸公差和旋轉精度分級的。外形尺寸公差指成套軸承的內、外徑和寬度的尺寸公差，旋轉精度主要指軸承內、外圈的徑向跳動、端面對滾道的跳動和端面對內孔的跳動等。第6章幾種常用標準件的互換性國家標準GB／T307.3—2005規(guī)定向心軸承(圓錐滾子軸承除外)分為0、6、5、4、2五級，精度等級依次增高(相當于GB3073—1984中的G、E、D、C和B級)，圓錐滾子軸承精度分為0、6x、5和4四級，推力軸承分為0，6，5和4四級。第6章幾種常用標準件的互換性第6章幾種常用標準件的互換性滾動軸承各級精度的應用如下：

0級—普通級。應用最廣泛，用于低、中速及旋轉精度要求不高的一般機構。例如普通機床變速箱及進給箱的軸承，汽車、拖拉機變速箱的軸承，普通電動機、水泵、壓縮機等旋轉機構中的軸承。

6級—用于轉速較高、旋轉精度要求較高的機構。例如普通機床的主軸后軸承，精密機床變速箱的軸承等。

5級、4級—用于高速和旋轉精度要求高的機構。例如精密機床的主軸軸承，精密儀器儀表的主要軸承等。

2級—用于轉速很高、旋轉精度要求也很高的機構。例如齒輪磨床、精密坐標鏜床的主軸軸承，高精度儀器儀表的主要軸承等。第6章幾種常用標準件的互換性6.1.2滾動軸承的內、外徑公差帶及其特點

滾動軸承的內圈和外圈都是薄壁零件，在制造和使用時容易引起變形，但當軸承內圈與軸、外圈與外殼孔裝配后，這種少量的變形會得到一定程度的矯正。國家標準對軸承內、外徑分別規(guī)定了兩種尺寸公差及其尺寸的變動量，用以控制配合性質和限制自由狀態(tài)下的變形量。對配合性質影響最大的是單一平面平均內、外徑偏差△dmp和△Dmp，即軸承套圈任意橫截面內測得的最大直徑與最小直徑的平均值dm(Dm)與公稱直徑d(D)的差，必須在極限偏差范圍內，因為平均直徑是配合時起作用的尺寸。第6章幾種常用標準件的互換性滾動軸承是標準件，為了保證其互換性，軸承內圈與軸采用基孔制配合，外圈與孔采用基軸制配合，如圖6-1所示。標準中規(guī)定的軸承外圈單一平面平均直徑Dmp

公差帶的上偏差為零，這與一般基軸制相同。而單一平面平均內徑dmp

公差帶的上偏差也為零，這和一般基孔制的規(guī)定不同。圖6-1第6章幾種常用標準件的互換性6.1.3滾動軸承與軸和外殼孔的配合1.軸和外殼孔的公差帶國家標準GB／T275—1993對與0級和6級軸承配合的軸頸規(guī)定了17種公差帶，對外殼孔規(guī)定了16種公差帶，如圖6-2所示。圖6-2第6章幾種常用標準件的互換性2.配合的選用

正確選擇軸承的配合，對保證機器正常運轉、提高軸承使用壽命、充分發(fā)揮其承載能力關系很大，選擇時主要考慮的因素：

(1)負荷類型,

(2)負荷大小,

(3)其它因素表6-2、6-3列出了國家標準推薦的安裝向心軸承和角接觸軸承的軸以及外殼孔的公差帶的應用情況，供選用時參考。第6章幾種常用標準件的互換性圖6-3軸承套圈承受的負荷類型a)內圈旋轉負荷，外圈定向負荷

b)內圈定向負荷，外圈旋轉負荷c)內圈旋轉負荷，外圈擺動負荷

d)內圈擺動負荷，外圈旋轉負荷第6章幾種常用標準件的互換性3.其它公差要求表6-4、6-5列出了GB/T275—1993規(guī)定了與軸承相配合的軸、軸承座孔零件的形位公差、表面粗糙度要求等，供參考選用。

圖6-5軸承在裝配圖上的標注1—軸承座

2—軸承

3—軸第6章幾種常用標準件的互換性鍵屬于聯(lián)結件，有單鍵、花鍵之分。單鍵種類比較多，按照其結構和形狀分平鍵、半圓鍵和楔鍵。平鍵又分為普通平鍵、導向平鍵和滑鍵；楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵。采用鍵使軸與其上的零件如鏈輪、齒輪、帶輪、凸輪、手輪、撥叉等結合在一起的聯(lián)結稱為鍵聯(lián)結，其作用是用來傳遞運動或扭矩。鍵聯(lián)結是機械制造中最常用的聯(lián)接方式之一，其中平鍵聯(lián)結應用最廣。6.2鍵聯(lián)結的互換性第6章幾種常用標準件的互換性6.2.1平鍵聯(lián)接的互換性平鍵是一種截面呈矩形的零件，其一半嵌在軸槽里，另一半嵌在安裝于軸上的其它零件的孔槽里。對平鍵聯(lián)結互換性的要求主要是，應使鍵與鍵槽的側面有充分的有效接觸面積來承受負荷，以保證鍵聯(lián)結的強度、壽命和可靠性，鍵嵌在軸槽里要牢固、防止松動，方便裝拆。因此，國家標準對鍵與鍵槽規(guī)定了尺寸極限與配合。國家標準GB/T1095—2003和GB/T1566—2003中有關平鍵的剖面尺寸與公差。第6章幾種常用標準件的互換性圖6-6普通平鍵鍵槽的剖面尺寸國家標準GB/T1095—2003規(guī)定了寬度有關平鍵的剖面尺寸及公差，如圖6-6和表6-6所示。

軸槽和輪轂槽的剖面尺寸及上、下偏差，鍵槽的形位公差、表面粗糙度參數(shù)在圖樣上的標注如圖6–7所示。第6章幾種常用標準件的互換性圖6-7鍵槽尺寸及公差標注第6章幾種常用標準件的互換性6.2.2花鍵聯(lián)接的互換性1.花鍵聯(lián)接的配合特點（1）多參數(shù)配合（D、d、B）（2）采用基孔制配合（3）幾何公差的影響圖6–8花鍵的基本尺寸第6章幾種常用標準件的互換性2.花鍵的定心方式三種定心方式：大徑定心、小徑定心、鍵寬定心。定心尺寸應具有較高的尺寸精度，非定心尺寸可以有較低的尺寸精度。鍵寬B不論是否作為定心尺寸，都要求其具有一定的尺寸精度，因為花鍵聯(lián)結傳遞扭矩和導向都是利用鍵槽側面。圖6-9矩形花鍵的小徑定心第6章幾種常用標準件的互換性

國家標準《矩形花鍵尺寸公差和檢驗》GB/T1144—2001規(guī)定了小徑定心矩形花鍵的基本尺寸、公差與配合、檢驗規(guī)則和標記方法。為了便于加工和測量，鍵數(shù)規(guī)定為偶數(shù)，有6、8、10三種。按承載能力不同，矩形花鍵可分為中、輕兩個系列。中系列的鍵高尺寸較大，承載能力強，輕系列的鍵高尺寸較小，承載能力較低。矩形花鍵尺寸系列見表6–7。第6章幾種常用標準件的互換性小徑d輕系列中系列規(guī)格N×d×D×B鍵數(shù)N大徑D鍵寬B規(guī)格N×d×D×B鍵數(shù)N大徑D鍵寬B236×23×26×66×26×30×66×28×32×762630326676×23×28×66×26×32×66×28×34×762832346672628328×32×36×68×36×40×78×42×46×88×46×50×98×52×58×108×56×62×108×62×68×1283640465058626867891010128×32×38×68×36×42×78×42×48×88×46×54×98×52×60×108×56×65×108×62×72×128384248546065726789101012364246525662表6–7矩形花鍵基本尺寸系列(摘自GB/T1144—2001)單位：mm第6章幾種常用標準件的互換性3.矩形花鍵的公差與配合矩形花鍵的公差配合采用基孔制，其尺寸公差帶見表6-8。表中所給定的公差帶是成品零件的公差帶，對于拉削后不進行熱處理或拉削后熱處理的零件，所用拉刀不同，采用不同的公差帶。第6章幾種常用標準件的互換性第6章幾種常用標準件的互換性圖6-10矩形花鍵在圖樣中的標注第6章幾種常用標準件的互換性5.其它公差要求矩形內、外花鍵的位置度標注按圖6-11所示，位置度公差值見表6-9。對稱度公差值見表6-10。表面粗糙度參考值見表6-11。圖6-11第6章幾種常用標準件的互換性6.2.3鍵與花鍵的檢測⒈平鍵的檢測對于平鍵聯(lián)結，需要檢測的項目有鍵寬、軸槽和輪轂槽的寬度、深度及槽的對稱度。⑴鍵和槽寬單件小批量生產(chǎn)，一般采用通用計量器具測量，如千分尺，游標卡尺等，大批量生產(chǎn)時，用極限量規(guī)控制，如圖6-12a所示。⑵軸槽和輪轂槽深單件小批量生產(chǎn)，一般用游標卡尺或外徑千分尺測量軸尺寸d－t1，用游標卡尺或內徑千分尺測量輪轂尺寸d＋t2。大批量生產(chǎn)時，用專用量規(guī)如輪轂槽深度極限量規(guī)和軸槽深極限量規(guī)，如圖6-12b、c所示。圖6–12鍵槽尺寸量規(guī)a)槽寬極限量規(guī)b)輪轂槽深量規(guī)c)軸槽深量規(guī)第6章幾種常用標準件的互換性⑶鍵槽對稱度單件小批量生產(chǎn)時，可用分度頭、v型塊和百分表測量，大批量生產(chǎn)時一般用綜合量規(guī)檢驗，如對稱度極限量規(guī)。只要量規(guī)通過即為合格，如圖6-13a、b所示，圖a為輪轂槽對稱度量規(guī)，圖b為軸槽對稱度量規(guī)。第6章幾種常用標準件的互換性圖6-13a)輪轂槽對稱度量規(guī)b)軸槽對稱度量規(guī)第6章幾種常用標準件的互換性2.矩形花鍵的檢測矩形花鍵的檢測包括尺寸檢驗和形位誤差的檢驗。單件小批量生產(chǎn)時，花鍵的尺寸和位置誤差用千分尺、游標卡尺、指示表等通用計量器具分別測量。大批量生產(chǎn)時，內(外)花鍵用花鍵綜合塞(環(huán))規(guī)，同時檢驗內(外)花鍵的小徑、大徑、各鍵槽寬(鍵寬)、大徑對小徑的同軸度和鍵(鍵槽)的位置度等項目。此外，還要用單項止端塞(卡)規(guī)或普通計量器具檢測其小徑、大徑、各鍵槽寬(鍵寬)的實際尺寸是否超越其最小實體尺寸。檢測內、外花鍵時，如果花鍵綜合量規(guī)能通過，而單項止端量規(guī)不能通過，則表示被檢測的內、外花鍵合格。反之，即為不合格。第6章幾種常用標準件的互換性圖6-14矩形花鍵綜合量規(guī)

內外花鍵綜合量規(guī)的形狀如圖6–14所示，圖a、b為花鍵塞規(guī)，圖c為花鍵環(huán)規(guī)。6.3螺紋聯(lián)接的互換性6.3.1螺紋及幾何參數(shù)特性

1.螺紋種類及使用要求（1）聯(lián)接螺紋（緊固螺紋）基本牙型是三角形。用于聯(lián)接或緊固零件，如普通螺紋和管螺紋等。（2）傳動螺紋用于傳遞動力或運動，其基本牙型主要有梯形、矩形，如絲杠螺桿等。對傳動螺紋主要要求是傳動準確、可靠，螺牙接觸性能好、耐磨性好。本節(jié)主要討論普通螺紋的互換性。第6章幾種常用標準件的互換性2.普通螺紋基本幾何參數(shù)(1)大徑（D或d）

與內螺紋牙底或外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體的直徑。普通螺紋大徑的基本尺寸即螺紋公稱直徑。內螺紋大徑用D表示，外螺紋大徑用d表示。(2)小徑（D1或d1）

與內螺紋牙頂或外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑。內螺紋小徑用D1表示，外螺紋小徑用d1表示。工程實際中習慣于將外螺紋牙頂d和內螺紋牙頂D1稱為頂徑。

將內螺紋牙底D和外螺紋牙底d1稱為底徑。第6章幾種常用標準件的互換性(3)中徑(D2或d2)

指一個假想圓柱體的直徑，該圓柱體的母線通過牙槽溝槽和凸起寬度相等的地方，中徑圓柱的軸線稱為螺紋軸線。中徑圓柱的素線稱為螺紋中徑線。對于普通螺紋,中徑并不等于大徑與小徑的平均值。(4)單一中徑

指一個假想圓柱體的直徑，該圓柱體的母線在牙槽寬度等于基本螺距一半即P/2的地方，而不考慮牙體寬度。如圖6–16所示。當螺距無誤差的，中徑就是單一中徑，當螺距有誤差時，則兩者不相等。第6章幾種常用標準件的互換性第6章幾種常用標準件的互換性圖6-15普通螺紋基本牙型第6章幾種常用標準件的互換性圖6-16單一中經(jīng)(5)螺距P與導程S

螺距P是指相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。導程S指同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。對單線螺紋，導程即是螺距；對多線螺紋，導程是螺距與螺紋線數(shù)的乘積。(6)牙型角α和牙型半角α/2

牙型角α是在螺紋牙型上，相鄰兩牙側間的夾角。普通螺紋牙型角α=60°。牙型半角α/2即牙型角的一半，指在螺紋牙型上，牙側與螺紋軸線的垂線間的夾角。(7)螺紋旋合長度L

指兩個相配合的螺紋相互旋合部分沿螺紋軸線方向上的長度。第6章幾種常用標準件的互換性6.3.2普通螺紋公差與配合

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—公差帶大小即公差等級和公差帶位置即基本偏差進行標準化，組成各種螺紋公差帶?？紤]到旋合長度對螺紋精度的影響，由螺紋公差帶與旋合長度構成螺紋精度，形成了較為完整的螺紋公差體系。第6章幾種常用標準件的互換性1.普通螺紋的基本偏差—公差帶位置國家標準GB/T197—2003要求按下面規(guī)定選取內外螺紋的公差帶位置，如圖6-17所示。內螺紋G—其基本偏差EI為正值，如圖6–19a所示。

H—其基本偏差EI為零，如圖6–19b所示。外螺紋e、f、g—其基本偏差es為負值，如圖6–19c所示。

h—其基本偏差es為零，如圖6–19d所示第6章幾種常用標準件的互換性第6章幾種常用標準件的互換性圖6-17內外螺紋的公差帶位置TD1—內螺紋小徑公差T

D2—內螺紋中徑公差T

d—外螺紋大徑公差Td2—外紋中徑公差2.普通螺紋的公差等級國家標準GB/T197—2003要求按表6-13中的規(guī)定選取內外螺紋的公差等級。3級精度最高，9級精度最低，6級為基本級。內螺紋較難加工，在同一公差等級中，內螺紋中徑公差比外螺紋中徑公差大32%。表中對內螺紋大徑D和外螺紋小徑d1沒有規(guī)定具體公差等級。內外螺紋公差數(shù)值見表6-14和表6-15。第6章幾種常用標準件的互換性3.普通螺紋旋合長度和螺紋精度第6章幾種常用標準件的互換性圖6–18螺紋旋合長度4.螺紋公差帶組合及選用原則內外螺紋的推薦公差帶見表6-17和表6-18。表中內螺紋公差帶與外螺紋公差帶可以形成任意組合，推薦加工后的螺紋零件宜優(yōu)先組成H/g、H/h或G/h配合。對公稱直徑小于1.4mm的螺紋，應選用5H/6h、4H/6h或更精密的配合。公差帶優(yōu)先選用的順序為粗字體公差帶、一般字體公差帶、括號內公差帶。帶方框的粗字體公差帶用于大量生產(chǎn)的緊固件螺紋。第6章幾種常用標準件的互換性1.普通螺紋標注完整的螺紋標注由螺紋特征代號、尺寸代號、公差帶代號及其它必要的說明信息。普通螺紋特征代號用M表示；Ph導程、P螺距；螺紋尺寸代號與公差帶間用“－”分開；外螺紋中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g：5g6g。裝配