互換性與測量技術 第4版 課件 第7章 幾種常用標準件的互換性

互換性與測量技術（第4版）7.1滾動軸承的互換性章節(jié)內(nèi)容7.3普通螺紋的互換性7.2鍵連接的互換性配套課件第7章第7章常用標準件的互換性互換性與測量技術（第4版）章節(jié)提示本章主要學習常用標準件如滾動軸承、鍵及普通螺紋的互換性。重點是滾動軸承、普通平鍵、普通螺紋與其相連接零部件的公差與配合及其選用，也是難點。這既是對前面幾章所學互換性精度理論知識的運用，也是宣貫常用典型標準件的國家標準。

通過學習應體會到：一個滾珠的力量是微弱的，但是它們聯(lián)合起來就形成凝聚力，跟隨指令團結有序的運轉、協(xié)調(diào)一致地工作。做人亦如此，應具有軸承的協(xié)作與剛強，鍵的正直與力量，還要有肯鉆的螺絲釘精神。配套課件第7章7.1滾動軸承的互換性互換性與測量技術（第4版）

7.1.1滾動軸承的精度及應用國家標準GB/T307.3—2017規(guī)定，向心軸承(圓錐滾子軸承除外)分為普通級、6、5、4、2五級，精度等級依次增高，圓錐滾子軸承精度分為普通級、6x、5、4、2五級,推力軸承分為普通級、6、5和4四級。視頻7-1為滾動軸承精度及應用掃碼觀看配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）滾動軸承精度等級的應用情況如下:1)普通級。應用廣泛，主要用于低、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、拖拉機變速器的軸承；普通電動機、水泵、壓縮機等旋轉機構中的軸承。2)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。3)5級、4級——用于高速以及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。4)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。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.1.2滾動軸承內(nèi)外徑公差帶及其特點滾動軸承的內(nèi)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(nèi)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(nèi)、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(nèi)、外徑偏差△dmp和△Dmp，即軸承套圈任意橫截面內(nèi)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(nèi)，因為平均直徑是配合時起作用的尺寸。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）圖7-1軸承單一平面平均內(nèi)、外徑的公差帶

滾動軸承是標準件，為了保證其互換性，軸承內(nèi)圈與軸采用基孔制配合，外圈與孔采用基軸制配合，如圖7-1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(nèi)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。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.1.3滾動軸承與軸和外殼孔的配合要求圖7-2普通級軸承與軸及軸承座孔的配合常用公差帶1.軸和外殼孔的公差帶國家標準GB/T275—2015《滾動軸承配合》對與普通級和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7-2所示。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）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)運轉條件(2)載荷大小(3)其它因素表7-1所示為軸承套圈運轉、承載情況、推薦的配合以及典型示例；表7-2列出向心軸承和軸配合的軸的公差帶；表7-3列出向心軸承和軸承座孔配合的公差帶

在裝配圖上標注軸承與軸、軸承與軸承座孔的配合時，只需標注軸和軸承座孔的公差帶代號，如圖7-3所示。只注出軸承座孔尺寸?100J7和軸徑尺寸?55k6的公差帶代號。圖7-3軸承在裝配圖上的標注1—軸承座2—軸承3—軸3.幾何公差及表面要求GB/T275—2015規(guī)定了軸和軸承座孔的幾何公差，見表7-4。GB/T307.3—2017規(guī)定了配合表面及端面的表面粗糙度要求等，見表7-5，供參考。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）

鍵屬于聯(lián)結件，有單鍵、花鍵之分。單鍵種類較多，按結構和形狀分平鍵、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。7.2鍵連接的互換性7.2.1平鍵連接的互換性平鍵截面呈矩形，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。國標GB/T1095—2003和GB/T1566—2003中有關平鍵的剖面尺寸與公差。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）圖7-4普通平鍵鍵槽的剖面尺寸標準規(guī)定了寬度b=2~100mm的普通平鍵鍵槽的剖面尺寸，如圖7-4所示。普通平鍵鍵槽的尺寸與公差見表7-6。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）軸和輪轂上的鍵槽剖面尺寸及上、下偏差，鍵槽的幾何公差、表面粗糙度參數(shù)在圖樣上的標注如圖7-5所示。圖7-5鍵槽尺寸及公差標注配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.2.2花鍵連接的互換性1.花鍵連接的配合特點(1)多參數(shù)配合相對于圓柱配合或單鍵連接而言，其配合參數(shù)較多，除鍵寬外，有定心尺寸、非定心尺寸、齒寬、鍵長等，

最關鍵的是定心尺寸的精度要求。(2)采用基孔制配合花鍵孔(也稱內(nèi)花鍵)通常用拉刀或插齒刀加工，生產(chǎn)效率高，能獲得理想的精度。采用基孔制，可以減少昂貴的拉刀規(guī)格,用改變花鍵軸(也稱外花鍵)的公差帶位置的方法，即可得到不同的配合,可滿足不同場合的配合需要。(3)幾何公差的影響花鍵在加工過程中不可避免地存在形狀、位置誤差,為了限制其對花鍵配合的影響，除規(guī)定花鍵的尺寸公差外，還必須規(guī)定幾何公差或規(guī)定限制誤差的綜合公差。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）2.矩形花鍵的定心方式矩形花鍵連接有三個主要尺寸參數(shù)，即大徑D、小徑d、鍵(鍵槽)寬B，如圖7-6示，圖7-6a為花鍵孔，圖7-6b為花鍵軸。圖7-6花鍵的主要尺寸參數(shù)理論上，矩形花鍵的定心方式有三種，如圖7-7所示，即大徑定心、小徑定心、齒側定心，它們分別以大徑D、小徑d、鍵寬B為定心尺寸。圖7-7花鍵定心方式a)小徑定心b)大徑定心c)鍵側定心配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）

矩形花鍵的公差配合采用基孔制，其尺寸公差帶見表7-7。表中所給下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，故采用不同的公差帶。矩形花鍵基本尺寸系列見表7-8。3.矩形花鍵的公差與配合4.矩形花鍵的標記矩形花鍵在圖樣上的標注為鍵數(shù)N×小徑d×大徑D×鍵寬B，其各自的公差帶代號標注在各自的公稱尺寸之后。圖樣中的標注如圖7-8所示。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）圖7-8矩形花鍵在圖樣中的標注5.其他公差要求矩形內(nèi)、外花鍵的位置度標注如圖7-9所示，位置度公差數(shù)t1值見表7-9，對稱度公差數(shù)值見表7-10，表面粗糙度參考值見表7-11。圖7-9矩形內(nèi)、外花鍵的位置度公差標注配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.2.3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7-10a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(nèi)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7-10b、c所示。圖7-10鍵曹尺寸量規(guī)a)槽寬極限量規(guī)b)輪轂槽深量規(guī)c)軸槽深量規(guī)配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）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7-11a、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)。圖7-11鍵槽對稱度量規(guī)a)輪轂槽對稱度量規(guī)b)軸槽對稱度量規(guī)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(nèi)(外)花鍵用花鍵綜合塞(環(huán))規(guī)，同時檢驗內(nèi)(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。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(nèi)、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(nèi)、外花鍵合格。反之，即為不合格。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）內(nèi)外花鍵綜合量規(guī)的形狀如圖7-12所示。圖7-12a、b所示為花鍵塞規(guī)，圖7-12c所示為花鍵環(huán)規(guī)。圖7-12矩形花鍵綜合量規(guī)配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.3普通螺紋的互換性7.3.1螺紋及幾何參數(shù)特性1.螺紋的種類及使用要求螺紋連接在機械制造中廣泛使用,按照其用途可分為連接螺紋和傳動螺紋。(1)連接螺紋也叫緊固螺紋，其基本牙型是三角形。用于連接或緊固零件，如普通螺紋和管螺紋等。對普通螺紋連接的主要要求是可旋入性和連接的可靠性，對管螺紋連接的要求是密封性和連接的可靠性。(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。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）2.普通螺紋基本幾何參數(shù)(1)大徑（D或d）與內(nèi)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(nèi)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(nèi)螺紋牙頂或外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑。內(nèi)螺紋小徑用D1表示，外螺紋小徑用d1表示。圖7-13普通螺紋基本牙型工程實際中，習慣于將外螺紋牙頂d和內(nèi)螺紋牙頂D1稱為頂徑；將內(nèi)螺紋牙底D和外螺紋牙底d1稱為底徑。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）(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7–14所示。螺距無誤差，中徑就是單一中徑；螺距有誤差，則兩者不相等。圖7-14單一中徑P—基本螺距ΔP—螺距誤差(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。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.3.2普通螺紋公差與配合1.普通螺紋的基本偏差——公差帶位置國家標準要求按下面規(guī)定選取內(nèi)外螺紋的公差帶位置，如圖7-15所示。內(nèi)螺紋：G—其基本偏差EI為正值，圖7-15a所示。H—其基本偏差EI為零，圖7-15b所示。外螺紋:a、b、c、d、e、f、g—其基本偏差es為負值，圖7-15c所示。h—其基本偏差es為零，圖7-15d所示。選擇基本偏差主要依據(jù)螺紋表面涂鍍層厚度及螺紋件的裝配間隙。螺距P=0.5~1mm螺紋的基本偏差數(shù)值見表7-12。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）圖7-15內(nèi)、外螺紋的公差帶位置TD1—內(nèi)螺紋小徑公差TD2—內(nèi)螺紋中徑公差Td—外螺紋大徑公差Td2—外螺紋中徑公差配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）其中3級精度最高，9級精度最低，6級為基本級。因為內(nèi)螺紋較難加工，在同一公差等級中，內(nèi)螺紋中徑公差比外螺紋中徑公差大32%。表中，對內(nèi)螺紋大徑D和外螺紋小徑d1

沒有規(guī)定具體公差等級。而標準規(guī)定了對內(nèi)外螺紋牙底實際輪廓不得超過按基本偏差所確定的最大實體牙型，就可以保證旋合時不發(fā)生干涉。部分內(nèi)、外螺紋公差值見表7-14和表7-15。2.普通螺紋的公差等級

國家標準GB/T197—2018要求按表7-13中的規(guī)定選取內(nèi)、外螺紋的公差等級。表7-13配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）3.普通螺紋旋合長度和螺紋精度螺紋的旋合長度分為三組，其特點如圖7-16所示。圖7-16螺紋旋合長度一般情況下，采用中等旋合長度。集中生產(chǎn)的緊固件螺紋，圖樣上沒有注明旋合長度，制造時螺紋公差均按照中等旋合長度考慮。螺紋的旋合長度范圍見表7-15配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）根據(jù)使用場合，螺紋的公差精度等級分為三級:1)精密———用于精密螺紋。2)中等———用于一般用途螺紋。3)粗糙———用于制造螺紋有困難的場合。如在熱軋棒料上加工螺紋，在深不通孔內(nèi)加工螺紋。4.螺紋公差帶組合及選用內(nèi)、外螺紋的推薦公差帶見表7-17和表7-18。除特殊情況外，表中以外的其他公差帶不宜選用。表中內(nèi)螺紋公差帶與外螺紋公差帶可以形成任意組合，但為了保證內(nèi)外螺紋間有足夠的接觸高度，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。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）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(nèi)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。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）5.普通螺紋的標注在圖樣上標注螺紋應標注在螺紋的大徑尺寸線上。完整的螺紋標注有螺紋特征代號、尺寸代號、公差帶代號及其他必要的說明信息，圖7-17所示。圖7-17螺紋標注說明配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）7.3.3普通螺紋的測量1.螺紋的測量螺紋的測量方法分為綜合測量和單項測量。(1)綜合測量用螺紋量規(guī)檢驗螺紋是否合格屬于綜合測量。在成批生產(chǎn)中，普通螺紋均采用綜合測量法。螺紋量規(guī)分為塞規(guī)和環(huán)規(guī)(或稱卡規(guī))。塞規(guī)用于檢驗內(nèi)螺紋，環(huán)規(guī)用于檢驗外螺紋。檢驗時，通端螺紋環(huán)規(guī)(通規(guī))能順利與螺紋工件旋合，而止端螺紋環(huán)規(guī)(止規(guī))不能旋合或不完全旋合，則螺紋合格。反之，則說明內(nèi)螺紋過小，外螺紋過大，螺紋應予以退修。圖7-18為用螺紋環(huán)規(guī)檢驗的外螺紋情況，通規(guī)檢驗外螺紋的作用中徑，同時控制外螺紋小徑的最大極限尺寸。止規(guī)檢驗外螺紋的單一中徑。外螺紋大徑則用光滑極限量規(guī)檢驗。圖7-18環(huán)規(guī)檢驗外螺紋配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）圖7-19為用螺紋塞規(guī)檢驗內(nèi)螺紋的情況。通規(guī)檢驗內(nèi)螺紋的作用中徑，同時控制內(nèi)螺紋大徑的最小極限尺寸。止規(guī)檢驗內(nèi)螺紋的單一中徑、內(nèi)螺紋小徑用光滑極限量規(guī)檢驗。圖7-19塞規(guī)檢驗內(nèi)螺紋(2)單項測量螺紋的單項測量指分別測量螺紋的各項幾何參數(shù)，主要是中徑、螺距和牙型半角。常用的單項測量方法有三針法和影像法。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）2.三針法測量外螺紋單一中徑三針測量法主要用于測量精密外螺紋(如絲桿、螺紋塞規(guī)等)的單一中徑。測量時，用三根直徑均為d0

的精密圓柱量針，放在被測螺紋應的溝槽中，然后用光學或機械式量儀測出針距M，如圖7-20a所示。圖7-20三針法測量外螺紋單一中徑配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）3.螺紋千分尺測量外螺紋中徑螺紋千分尺是專用量具之一，主要用于測量公差等級為7、8、9級的普通外螺紋的中徑尺寸。它是利用螺旋副原理，對尺架上的錐形測量面和V形凹槽測量面間分隔的距離進行讀數(shù)的測量器具，如圖7-21所示。測量基本步驟：1)根據(jù)被測螺紋的螺距選取一對測頭，將測頭及被測螺紋擦干凈，測頭安裝在尺架上，校正千分尺零位。2)將被測螺紋放入兩測頭之間(V形測頭跨在被測螺紋的牙尖上，錐形測頭插在牙槽內(nèi))，找正中徑部位，分別在同一截面相互垂直的兩個方向測量螺紋中徑，取它們的平均值作為被測螺紋的實際中徑。3)將此值與標準中徑進行比較，即可判斷被測螺紋的中徑是否合格。注意

：當螺紋千分尺兩個測頭的測量面與被測螺紋的牙型接觸后，旋轉千分尺的測力裝置，并輕輕晃動千分尺，千分尺發(fā)出“咔咔”聲響，即可讀數(shù)。配套課件第7章互換性與測量技術（第4版）圖7-21螺紋千分尺1—調(diào)零裝置2—V形測頭3—錐形測頭4—測微螺桿5—微分筒6—校對量桿視頻7-2為普通螺紋的測