精密機械設(shè)計基礎(chǔ)15零件的精度設(shè)計與互換性2

第四節(jié)外表粗糙度(surfaceroughness)第十五章零件的幾何精度零件外表的形貌可分為三種情況：(1)外表粗糙度 (2)外表波紋度 (3)外形誤差 一、根本術(shù)語1．取樣長度lr用于判別具有外表粗糙度特征的一段基準線長度。規(guī)定和選取這段長度是為了限制和消弱其它外表幾何外形誤差對評定外表粗糙度的影響。一、根本術(shù)語2．評定長度ln為了全面、充分地反映被測外表的特性，在評定或丈量外表輪廓時所必需的一段長度。評定長度可包括一個或多個取樣長度。1．取樣長度lr一、根本術(shù)語3．輪廓中線m輪廓中線是指評定外表粗糙度參數(shù)值時所取的基準線。輪廓的最小二乘中線m：在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點至一條該線的間隔平方和為最小。即：

1．取樣長度lr2．評定長度ln輪廓算術(shù)平均中線：在取樣長度內(nèi)，將實踐輪廓劃分上下兩部分，且使上下面積相等的直線。即：二、評定參數(shù)國家規(guī)范GB/T3505-2000中規(guī)定了評定參數(shù)，涉及幅度、間距等方面。1．幅度參數(shù)〔1〕輪廓算術(shù)平均偏向Ra輪廓算術(shù)平均偏向是指在取樣長度內(nèi)，被測輪廓上各點到基準線的間隔的絕對值的算術(shù)平均值。二、評定參數(shù)1．幅度參數(shù)〔1〕輪廓算術(shù)平均偏向Ra〔2〕輪廓最大高度Rz輪廓最大高度是指在取樣長度內(nèi)，被測輪廓的最大峰高與輪廓最大谷深之和的高度。二、評定參數(shù)1．幅度參數(shù)〔1〕輪廓算術(shù)平均偏向Ra〔2〕輪廓最大高度Rz2．附加參數(shù)〔1〕輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度是指在一個取樣長度內(nèi)粗糙度輪廓單元寬度的平均值，即二、評定參數(shù)1．幅度參數(shù)〔1〕輪廓算術(shù)平均偏向Ra〔2〕輪廓最大高度Rz2．附加參數(shù)〔1〕輪廓單元的平均寬度〔2〕輪廓的支撐長度率輪廓的支撐長度率是指在給定程度位置c上輪廓的實體資料長度與評定長度的比率。即：三、外表粗糙度的選擇1．幅度參數(shù)的選擇Ra在0.025～0.63μm范圍內(nèi)，規(guī)范引薦此范圍內(nèi)優(yōu)先選用Ra；Ra在6.3～100μm和0.008～0.020μm的零件外表可以選用Rz。2．附加參數(shù)的選擇

加選附加參數(shù)三、外表粗糙度的選擇1．幅度參數(shù)的選擇2．附加參數(shù)的選擇3．外表粗糙度參數(shù)值的選擇〔1〕在滿足功能要求的前提下，盡量選取要求較低的外表粗糙度參數(shù)值?！?〕同一零件上，任務(wù)外表的粗糙度參數(shù)值小于非任務(wù)外表的外表粗糙度參數(shù)值?！?〕摩擦外表比非摩擦外表的粗糙度參數(shù)值要小；滾動摩擦外表比滑動摩擦外表的粗糙度參數(shù)值要小；運動速度高，單位壓力大的摩擦外表應(yīng)比運動速度低，單位壓力小的摩擦外表的粗糙度參數(shù)數(shù)值要小?！?〕運動精度要求高的外表比運動精度要求低的外表的外表粗糙度參數(shù)值要小；接觸剛度要求高的外表比接觸剛度要求低的外表的粗糙度參數(shù)值要??；接受腐蝕任務(wù)環(huán)境下的零件外表比不接受腐蝕任務(wù)環(huán)境下的零件外表粗糙度參數(shù)值要小。三、外表粗糙度的選擇3．外表粗糙度參數(shù)值的選擇〔5〕受循環(huán)載荷的外表及易引起應(yīng)力集中的部位，外表粗糙度參數(shù)值要小。〔6〕配合性質(zhì)要求高的外表、配合間隙小的外表以及要求銜接可靠、受重載的過盈配合外表等，都應(yīng)取較小的粗糙度參數(shù)值。〔7〕配合性質(zhì)一樣，零件尺寸越小時，外表粗糙度參數(shù)值應(yīng)越小；同一公差等級，小尺寸比大尺寸、軸比孔的外表粗糙度參數(shù)值應(yīng)小。第五節(jié)典型零件的公差與配合規(guī)范簡介一、滾動軸承的互換性及其相關(guān)孔軸的精度設(shè)計1.軸承內(nèi)、外圈公差帶圖G(0)E(6)D(5)C(4)B(2)G(0)E(6)D(5)C(4)B(2)軸承外徑的公差帶軸承內(nèi)徑的公差帶+0-+0-Dd滾動軸承內(nèi)圈與軸的的配合采用基孔制外圈與殼體孔的配合應(yīng)采用基軸制一、滾動軸承的互換性及其相關(guān)孔軸的精度設(shè)計３．滾動軸承的根本尺寸及公差要求：

根本尺寸：滾動軸承的根本尺寸是指滾動軸承的內(nèi)徑d、外徑D和軸承寬度B。軸承的配合尺寸：限制內(nèi)、外圈在其單一平面內(nèi)的平均直徑，即軸承的配合尺寸。外徑：Dmp=〔Dsmax+Dsmin〕/2內(nèi)徑：dmp=〔dsmax+dsmin〕/2與滾動軸承配合的孔、軸公差帶從極限與配合國家規(guī)范中選出來的規(guī)范公差帶同一個軸的公差帶與軸承內(nèi)徑構(gòu)成的配合，有的由間隙配合變成過渡配合，有的由過渡配合變成過盈配合，要比與普通基準孔構(gòu)成的配合緊得多。因Dmp的公差值是特殊規(guī)定的，所以同一個孔的公差帶與軸承外徑構(gòu)成的配合，與普通圓柱體的基軸制配合也不完全一樣二、鍵與花鍵的公差與配合1．平鍵結(jié)合的精度設(shè)計鍵的結(jié)合是鍵與軸及輪轂三個零件的結(jié)合，配合尺寸是鍵寬和鍵槽寬b。bbb二、鍵與花鍵的公差與配合平鍵聯(lián)接的公差帶種類鍵結(jié)合的配合為基軸制，其中鍵是規(guī)范件鍵寬只需一種公差帶h9普通結(jié)合，鍵在軸上及輪轂上均固定，傳送不大的扭矩較緊結(jié)合,傳送重載和沖擊負荷或雙向傳送扭矩較松結(jié)合，主要用于導(dǎo)向平鍵，輪轂可在軸上作軸向挪動二、鍵與花鍵的公差與配合2．花鍵結(jié)合的公差與配合〔1〕矩形花鍵的定心方式內(nèi)、外花鍵的根本尺寸矩形花鍵配合采用小徑定心矩形花鍵有大徑D、小徑d和鍵寬B三個主要尺寸參數(shù)二、鍵與花鍵的公差與配合2．花鍵結(jié)合的公差與配合〔1〕矩形花鍵的定心方式〔2〕矩形花鍵的公差與配合矩形花鍵結(jié)合采用基孔制內(nèi)、外矩形花鍵的標注花鍵的位置度公差內(nèi)、外花鍵標注例如N〔鍵數(shù)〕×d〔小徑〕×D〔大徑〕×B〔鍵寬〕內(nèi)花鍵：6×28H6×32H10×7H9外花鍵：6×28g5×32a11×7f7花鍵副：三、螺紋的公差與配合1．普通螺紋的公差帶普通螺紋國家規(guī)范〔GB/T197－2003〕規(guī)定了螺紋大徑、中徑和小徑公差帶?！?〕螺紋公差帶按公差值的大小分為假設(shè)干等級三、螺紋的公差與配合1．普通螺紋的公差帶〔2〕根本偏向內(nèi)螺紋的公差帶位置規(guī)范中對內(nèi)螺紋規(guī)定了兩種根本偏向，其代號為G、H三、螺紋的公差與配合1．普通螺紋的公差帶〔2〕根本偏向外螺紋的公差帶位置對外螺紋規(guī)定了4種根本偏向，其代號為e、f、g、h三、螺紋的公差與配合1．普通螺紋的公差帶2．公差原那么對螺紋幾何參數(shù)的運用影響螺紋互換性的主要要素是螺距誤差、牙型半角誤差和中徑誤差。對精細螺紋，如絲杠、螺紋量規(guī)、測微螺紋等，為滿足其功能要求，應(yīng)對螺距、半角和中徑分別規(guī)定較嚴的公差，即按獨立原那么對待。對緊固結(jié)合用的普通螺紋，主要是要求可旋合性和一定的銜接強度，故應(yīng)采用公差原那么中的包容原那么來處置，規(guī)范中只規(guī)定中徑公差。規(guī)范對外螺紋大徑d和內(nèi)螺紋小徑D1規(guī)定了較大的公差值，對外螺紋小徑d1和內(nèi)螺紋大徑D，沒有規(guī)定公差值，而只規(guī)定該處的實踐輪廓不得超越按根本偏向說確定的最大實體牙型，即保證旋合時不會發(fā)生干涉。三、螺紋的公差與配合1．普通螺紋的公差帶2．公差原那么對螺紋幾何參數(shù)的運用3．螺紋公差帶的選用內(nèi)螺紋的引薦公差帶外螺紋的引薦公差帶四、漸開線齒輪精度規(guī)范〔一〕齒輪傳動的精度要求〔1〕傳送運動的準確性：齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，平均傳動比的變化不大。〔2〕運動平穩(wěn)性精度：要求齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有沖擊、振動和噪聲?！?〕載荷分布的均勻性：要求齒輪嚙合時齒面接觸良好，任務(wù)齒面的載荷分布均勻，以免引起應(yīng)力集中，呵斥齒面部分磨損，影響齒輪運用壽命。

〔4〕傳動側(cè)隙：要求齒輪嚙合時，非任務(wù)齒面間應(yīng)有一定間隙。四、漸開線齒輪精度規(guī)范〔一〕齒輪傳動的精度要求〔二〕漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù)

漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù)分為輪齒同側(cè)齒面偏向、徑向偏向和徑向跳動。1．漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏向〔1〕單個齒距偏向在端平面上接近齒高中部與齒輪軸線同心的圓上，實踐齒距與實際齒距的代數(shù)差。

〔2〕齒距累積偏向恣意k個齒距的實踐弧長與實際弧長的代數(shù)差。實際上它等于這k個齒距的單個齒距偏向的代數(shù)和?！?〕齒距累積總偏向齒輪同側(cè)齒面恣意弧段〔〕內(nèi)的最大齒距累積偏向?！?〕齒廓總偏向FaFaFaFa〔5〕齒廓外形偏向〔6〕齒廓傾斜偏向〔7〕切向綜合總偏向〔8〕一齒切向綜合偏向〔9〕螺旋線總偏向〔10〕螺旋線外形偏向〔11〕螺旋線傾斜偏向四、漸開線齒輪精度規(guī)范〔二〕漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù)1．漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏向2．漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏向與徑向跳動〔1〕徑向綜合總偏向四、漸開線齒輪精度規(guī)范〔2〕綜合偏向被測齒輪和理想準確的丈量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一個齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量。〔3〕徑向跳動用一個適當?shù)臏y頭在齒輪旋轉(zhuǎn)時逐齒地放置于每一個齒槽中，相對于齒輪的基準軸線的最大和最小徑向位置之差。

四、漸開線齒輪精度規(guī)范(三)漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范體系由一個規(guī)范〔GB/T10095.1~2—2001〕和一個技術(shù)報告〔GB/Z18620.1~4—2002〕組成。1．精度等級〔1〕齒輪同側(cè)齒面偏向的精度等級

四、漸開線齒輪精度規(guī)范(三)漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范1．精度等級〔1〕齒輪同側(cè)齒面偏向的精度等級〔2〕徑向綜合偏向的精度等級(三)漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范1．精度等級〔1〕齒輪同側(cè)齒面偏向的精度等級〔2〕徑向綜合偏向的精度等級〔3〕徑向跳動的精度等級四、漸開線齒輪精度規(guī)范(三)漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范1．精度等級2．漸開線圓柱齒輪精度設(shè)計〔1〕齒輪精度等級確實定通常根據(jù)齒輪的用途、運用要求、傳動功率和圓周速度以及其它技術(shù)條件。計算法和類比法，常用類比法。部分產(chǎn)品或機構(gòu)運用齒輪精度等級的情況四、漸開線齒輪精度規(guī)范(三)漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范1．精度等級2．漸開線圓柱齒輪精度設(shè)計〔1〕齒輪精度等級確實定〔2〕最小法向側(cè)隙和齒厚極限偏向確實定 何謂“最小法向側(cè)隙〞？

最小法向側(cè)隙用以補償什么情況？最小法向側(cè)隙是當一個齒輪的齒以最大允許實效齒厚與一個也具有最大允許實效齒厚的相配齒在最緊的允許中心距相嚙合時，在靜態(tài)條件下存在的最小允許間隙。箱體、軸和軸承的偏斜；由于箱體的偏向和軸承的間隙導(dǎo)致齒輪軸線的不對準；由于箱體的偏向和軸承的間隙導(dǎo)致齒輪軸線的歪斜；安裝誤差，例如軸的偏心；軸承徑向跳動；溫度影響〔一樣與齒輪零件的溫度差、中心距和資料差別所致〕；旋轉(zhuǎn)零件的離心脹大；其它要素，例如由于光滑劑的允許污染以及非金屬齒輪資料的溶脹最小法向側(cè)隙和齒厚極限偏向的設(shè)計計算可參見相關(guān)規(guī)范。四、漸開線齒輪精度規(guī)范(三)漸開線圓柱齒輪精度規(guī)范1．精度等級2．漸開線圓柱