螺纹公差等级通用课件

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1、第7部分 常用结合件公差与配合教学任务：教学任务：1 1、螺纹的公差与配合、螺纹的公差与配合2 2、滚动轴承的公差与配合、滚动轴承的公差与配合3 3、键连接公差与配合、键连接公差与配合知识点一、螺纹的公差与配合知识点一、螺纹的公差与配合知识目标知识目标教学难点教学难点螺纹几何参数误差对互换性的影响螺纹几何参数误差对互换性的影响教学重点教学重点1.1.普通螺纹的参数普通螺纹的参数2.2.螺纹的标记螺纹的标记3.3.普通螺纹公差与配合及选用方法普通螺纹公差与配合及选用方法1 1、螺纹的种类、特点与使用要求、螺纹的种类、特点与使用要求2 2、螺纹几何参数误差对互换性的影响、螺纹几何参数误差对互换性的

2、影响3 3、普通螺纹公差与配合及选用方法、普通螺纹公差与配合及选用方法 螺纹在机电产品中的应用十分广泛，它是一种最典型的具有互螺纹在机电产品中的应用十分广泛，它是一种最典型的具有互换性的连接结构。换性的连接结构。（一）螺纹概述（一）螺纹概述螺纹的牙型螺纹的牙型根据结合性质和使用要求的不同，螺纹通常分为以下三类：根据结合性质和使用要求的不同，螺纹通常分为以下三类：1)1)、普通螺纹、普通螺纹 通常也称紧固螺纹，主要用于联接和紧固各种机械零件。这类螺纹联接的使用要求是可旋合性使用要求是可旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性联接的可靠性。 1.1.螺纹的种类和使用要求螺纹的种类和使用要求3 3）紧

3、密）紧密螺纹螺纹 这类螺纹用于密封联接。螺纹的使用要求是结合紧密使用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油不漏水、不漏气和不漏油。 2 2）传动）传动螺纹螺纹 这类螺纹通常用于传递运动或动力。螺纹联接的使用要求是传递动力的可靠性使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性传递位移的准确性。 2.2. 普通螺纹的基本牙型普通螺纹的基本牙型 米制普通螺纹基本牙型是指在螺纹轴向断面内，将原始正三角形截去顶部和底部所获得的牙型。基本牙型如下图中的粗实线所示。基本牙型如下图中的粗实线所示。普通螺纹的基本牙型3.3. 普通螺纹的几何参数普通螺纹的几何参数1）原始三角形高度H2）大径 D或d3）小径D1或d

4、14）中径D2或d25）单一中径D2a 或d2a6）螺距P和导程Ph7）牙型角和 牙型半角 /28）螺纹旋合长度大径大径(D(D或或d)d)与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径，外螺纹的大径又称顶径顶径，内螺纹的大径又称底径底径。国标准规定，普通螺纹大径即为公称直径公称直径。普通螺纹的公称直径已经系列化公称直径已经系列化，可按GB/T192-2003中的有关标准选取。小径小径(D(D1 1或或d d1 1) ) 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，外螺纹的小径又称底径底径，内螺纹的小径又称顶径顶径。小径小径D1大径大径D小径小径d1大径大径d中径中径(D(D2 2或或d d2

5、 2) )。 牙型上沟槽和凸起相等处的假想圆的直径。 螺纹中径的大小螺纹中径的大小，直接影响螺纹的旋合直接影响螺纹的旋合性能性能，它是螺纹公差与配合中一个重要的重要的几何参数几何参数。 单一中径（单一中径（D2a 或d2a）是指螺纹的牙槽宽度等于基本螺距一半处所在的假象圆柱的直径。当螺纹螺距无误差时，单一中径与中径一致。单一中径代表中径的实际尺寸。单一中径代表中径的实际尺寸。单一中径和中径图中：图中：P P 为基本螺距，为基本螺距，P P为螺距误差。为螺距误差。螺距螺距(P ):(P ):是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程导程(P(Ph h):):同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线

6、上对应两点间的轴向距离。螺距与导程的关系：螺距与导程的关系： Ph=nP。螺距和导程( (二）螺纹几何参数误差对互换性的影响二）螺纹几何参数误差对互换性的影响1.1.螺距误差对互换性的影响螺距误差对互换性的影响螺距误差1)1)螺距误差的影响：螺距误差的影响：假设内螺纹具有理想牙型，外螺纹中径及牙型与内螺纹相同，但螺距有误差，在n个螺牙长度上螺距累积误差为P 。显然这对螺纹发生干涉而无法旋合，影响螺纹旋合性和联接强度影响螺纹旋合性和联接强度。2)2)螺距误差的处理：螺距误差的处理：为使有螺距误差的螺纹旋入标准螺纹内，在实际生产中，可把外螺纹中径减去一外螺纹中径减去一个螺距误差的中径补偿值个螺距误

7、差的中径补偿值（或把内螺纹中径增大一个螺距误差的中径补偿值）。3)螺距误差中径补偿值：2.2.牙型半角误差对互换性的影响牙型半角误差对互换性的影响1)1)牙型半角牙型半角误差的影响：误差的影响：影响螺纹旋合性和联接强度。影响螺纹旋合性和联接强度。3)3)牙型半角误差中径补偿值：牙型半角误差中径补偿值：f/2f/20.073P0.073P（K1|/2|+K2|/2|K1|/2|+K2|/2|） （ 式中式中 ： P - P - 螺距螺距 /2 /2 左右牙型半角误差左右牙型半角误差 K1 K1 、K2 K2 左右牙型半角误差系数）左右牙型半角误差系数）2)2)牙型半角误差的处理：牙型半角误差的处

8、理： 当外螺纹牙型半角小于内外螺纹牙型半角（标准结构）（图a)，或外螺纹牙型半角大于内外螺纹牙型半角（标准结构）（图b)，两螺纹发生干涉，则需要将外螺纹实际中径减去将外螺纹实际中径减去f/2 f/2 或内螺纹的实际中径加上或内螺纹的实际中径加上f/2f/2。其中，其中， f/2 f/2半角误差的中径补偿值。半角误差的中径补偿值。3.3.中径误差对互换性的影响中径误差对互换性的影响3 3）中径总公差：）中径总公差： 在实际生产中，螺距误差在实际生产中，螺距误差PP、牙型半角误差、牙型半角误差/2/2、和中径误差、和中径误差d2d2（D2D2）总是同时存在的，前两项折算成中径补偿值总是同时存在的，

9、前两项折算成中径补偿值 fpfp和和f/2f/2，是中径误差的一部分。，是中径误差的一部分。国标中仅规定了内、外螺纹中径总公差。国标中仅规定了内、外螺纹中径总公差。4)4)内、外螺纹中径总公差内、外螺纹中径总公差( TD2 ( TD2 或或 Td2 )Td2 )应满足以下关系式：应满足以下关系式：1)1)中径偏差：中径偏差：指中径实际尺寸与中径基本尺寸的代数差。2)2)中径误差的影响：中径误差的影响：当外螺纹中径比内螺纹中径大时，会影响螺纹的旋合性；反之，则使配合过松而影响连接的可靠性和紧密型，消弱连接强度。TD2D2 D2 2+ fp + f/2或或 Td2d2 d2 2+ fp + f/2

10、4.4.螺纹中径合格性的判定原则螺纹中径合格性的判定原则1 1）作用中径）作用中径 用用螺纹中径公差综合控制螺纹实际中径、螺距和牙型半角三项误差，螺纹中径公差综合控制螺纹实际中径、螺距和牙型半角三项误差，因而因而真正影响互换性的指标是实际中经（单一中径）、螺距误差和牙型半角误差真正影响互换性的指标是实际中经（单一中径）、螺距误差和牙型半角误差综合所得的尺寸，即作用中径。综合所得的尺寸，即作用中径。作用中径作用中径: :是在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径。外螺纹的作用中径：外螺纹的作用中径：d2作用 = d2a +（ fp+ f/2）内螺纹的作用中径：内螺纹的作用中径：D

11、2 作用= D2a （ fp+ f/2）2)2)中径合格性判定原则：中径合格性判定原则：判断中径的合格性应遵循泰勒原则泰勒原则: 实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径，任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径。根据中径合格性判断原则，合格的螺纹应根据中径合格性判断原则，合格的螺纹应满足下列关系式：满足下列关系式： 对于外螺纹：对于外螺纹： D D2 2作用作用 d d2max 2max d d2a2a d d2min2min 对于内螺纹：对于内螺纹： D D 2 2作用作用 D D2min 2min D D2a2a D D 2max2max ( (三）普通螺纹的公差与配合三）普

12、通螺纹的公差与配合1.1.螺纹的公差等级螺纹的公差等级 螺纹配合由内外螺纹公差带组合而成，国家标准普通螺纹 公差GB/T1972003将普通螺纹公差带的两个要素 公差带的大小即公差等级和公差带位置即基本偏差进行标准化，组成各种螺纹公差带。螺纹公差等级螺纹公差等级( (摘自摘自GB/T197GB/T1972003)2003) 螺纹直径公差等级内螺纹小径D14、5、6、7、8内螺纹中径D24、5、6、7、8外螺纹大径d4、6、8外螺纹中径d23、4、5、6、7、8、92.2.螺纹的基本偏差螺纹的基本偏差 螺纹公差带的位置螺纹公差带的位置由基本偏差确定，由基本偏差确定，外螺纹的基本偏差外螺纹的基本偏

13、差是上偏差是上偏差eses；内螺内螺纹的基本偏差是下纹的基本偏差是下偏差偏差EIEI; ; 在普通螺纹标准中在普通螺纹标准中，对内螺纹规定了，对内螺纹规定了G G、H H两种基本偏差两种基本偏差代号，对外螺纹规代号，对外螺纹规定了定了e e、f f、g g、h h四四种基本偏差代号种基本偏差代号3.3.螺纹的公差带及其选用螺纹的公差带及其选用公差带代号公差带代号由表示公差等级的数字和表示基本偏差的字母表示公差等级的数字和表示基本偏差的字母组成，如6H,5g6H,5g等。标准中将螺纹规定为精密，中等，粗糙三种配合精度三种配合精度，将螺纹的旋合长度分为三组，即短旋合长度（即短旋合长度（S S）,

14、,中等旋合长度（中等旋合长度（N N），长旋合长度（），长旋合长度（L L）。标准规定的常用的螺纹公差带常用的螺纹公差带见普通螺纹的选用公差带（GB/T197-2003) 旋合长度旋合长度精度精度内螺纹选用公差带内螺纹选用公差带外螺纹选用公差带外螺纹选用公差带SNLSNL精密4H4H5H5H6H(3h4h)4h*(5h4h)中等5H(5G)6H*(6G)7H*(7G)(5h6h)(5g6g)6g*6f*6e*(7h6h)(7g6g)粗糙-7H(7G)-(8h)8g-注：大量生产的精制紧固螺纹，推荐采用带横线的公差带；带*公差带优先选用；带（）的公差带尽量不用4.4.螺纹在图螺纹在图样上的标注样

15、上的标注标注示例：标注示例：顶径公差带代号M 10 5g 6g中径公差带代号公称直径（大径）普通螺纹M 10 1 LH 6H L长旋合长度中径和顶径公差带代号 左旋螺纹螺距（细牙螺纹）公称直径（大径）普通螺纹5.5.螺纹公差与配合的选用螺纹公差与配合的选用1课堂讨论与思考课堂讨论与思考查阅查阅相关标准手册，确定螺纹的上下偏差相关标准手册，确定螺纹的上下偏差知识点二、滚动轴承与轴、孔的互换性知识点二、滚动轴承与轴、孔的互换性知识目标知识目标教学难点教学难点滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选择教学重点教学重点1.1.滚动轴承内、外径公差带及其特点；滚动轴

16、承内、外径公差带及其特点；2.2.轴颈和外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度的特点轴颈和外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度的特点1 1、滚动轴承结构组成、分类、相关国家标准；、滚动轴承结构组成、分类、相关国家标准；2 2、滚动轴承、键精度等级的分级方法及应用；、滚动轴承、键精度等级的分级方法及应用；3 3、轴颈和外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度的特点、轴颈和外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度的特点4 4、滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选用、滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选用1.1.轴承的作用轴承的作用 滚动轴承是一种支承旋滚动轴承是一种支承旋转轴的标准组件。

17、转轴的标准组件。2.2.滚动轴承的组成及分类滚动轴承的组成及分类 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体及保持架等四个部分组成。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体及保持架等四个部分组成。 按受力情况，滚动轴承分三类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。按受力情况，滚动轴承分三类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。（一）、滚动轴承概述（一）、滚动轴承概述3.3.滚动轴承的互换性滚动轴承的互换性 内互换：滚动体与轴承内、外圈的配合内互换：滚动体与轴承内、外圈的配合 外互换：滚动轴承内圈与轴颈的配合和外圈与孔座的配合外互换：滚动轴承内圈与轴颈的配合和外圈与孔座的配合 按承受载荷的方向可分为：向心轴承（深沟球轴

18、承）、推力轴承（平按承受载荷的方向可分为：向心轴承（深沟球轴承）、推力轴承（平底推力球轴承）、向心推力轴承（角接触球轴承）。底推力球轴承）、向心推力轴承（角接触球轴承）。 按滚动体的形状可分为：球轴承、滚子轴承、滚针轴承。按滚动体的形状可分为：球轴承、滚子轴承、滚针轴承。4.4.轴承的分类轴承的分类5.5.滚动轴承的代号滚动轴承的代号滚动轴承基本代号滚动轴承基本代号: : 滚动轴承的代号一般由一组数字组成和字母来表示其结构、尺寸、公差等级和技术性能等特征，完整的代号：滚动轴承滚动轴承类型类型尺寸系列尺寸系列内径代号内径代号国家标准代号国家标准代号滚动轴承内径代号滚动轴承内径代号1010、121

19、2、1515、17170000、0101、0202、03032020480480（2222、2828、3232除外）除外）公称内径除以公称内径除以5 5的商数，商数为个位数则前面加的商数，商数为个位数则前面加0 0500500以上和以上和2222、2828、3232直接表示，但用直接表示，但用/ /和尺寸系列分开。如和尺寸系列分开。如230/500230/500；62/62/22220 0双列角接触球轴承双列角接触球轴承1 1调心球轴承调心球轴承2 2调心球轴承和推力调心球轴承调心球轴承和推力调心球轴承3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承4 4双列深沟球轴承双列深沟球轴承5 5推力球轴承推力球轴承6

20、 6深沟球轴承深沟球轴承7 7角接触球轴承角接触球轴承8 8推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承NNNN双列或多列圆柱滚子轴承双列或多列圆柱滚子轴承U U外球面球轴承外球面球轴承QJQJ四点接触球轴承四点接触球轴承滚动轴承类型代号滚动轴承类型代号滚动轴承尺寸系列代号滚动轴承尺寸系列代号由滚动轴承的宽（高）度系列代号和直径代号组合而成。 滚动轴承是标准部件，滚动轴承是标准部件，国标规定装配图中可采用通用画法、特征画法或规定画法，同时在明细栏中写出其代号。 6. 6. 滚动轴承的画法滚动轴承的画法 通用画法通用画法是用矩形线框和线框中央的十字形符号表示，十字形符号不能与矩

21、形框接触，都用粗实线； 特征画法特征画法是能较形象的表达轴承的结构特征，长粗实线表达滚动体的滚动轴线，短粗实线表达滚动体的列数和位置； 特征画法特征画法通用画法通用画法60DBdAA/2 规定画法规定画法 指根据内外径、宽度几个主要指根据内外径、宽度几个主要尺寸，按比例近似画出它的结尺寸，按比例近似画出它的结构特征，规定画法的另一侧一构特征，规定画法的另一侧一般用通用画法。般用通用画法。 7.7.滚动轴承的工作性能滚动轴承的工作性能 取决于轴承本身的制造精度、与轴颈和孔的配合性质、以及轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素。8.8.滚动轴承是标准件，标准化生产由来已久。相关国家标准：

22、滚动轴承是标准件，标准化生产由来已久。相关国家标准： GB/T307.1-2005GB/T307.1-2005，GB/T307.3-2005GB/T307.3-2005，GB/T275-1993GB/T275-1993。( (二二) )滚动轴承精度等级及应用滚动轴承精度等级及应用1.1.滚动轴承公差等级滚动轴承公差等级 1)1)滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。 轴承的尺寸公差：轴承内径轴承的尺寸公差：轴承内径d d、外径、外径D D、宽度、宽度B B等的尺寸公差；等的尺寸公差； 旋转精度：成套轴承内、外圈的径向圆跳动，成套轴承

23、内、外圈端面旋转精度：成套轴承内、外圈的径向圆跳动，成套轴承内、外圈端面对滚道的跳动，内圈基准端面对孔的跳动。对滚道的跳动，内圈基准端面对孔的跳动。 滚动轴承的工作性能取决于轴承本身的制造精度、与轴颈和孔的配合滚动轴承的工作性能取决于轴承本身的制造精度、与轴颈和孔的配合性质、以及轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素有关。性质、以及轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素有关。 2 2）滚动轴承的公差等级）滚动轴承的公差等级 GB/T307.3- GB/T307.3-8484将向心轴承分为将向心轴承分为G G、E E、D D、C C、B B级，圆锥磙子轴承分为级，圆锥磙子轴承

24、分为G G、ExEx、D D、C C四级，推力四级，推力轴承分为轴承分为G G、E E、D D、C C四级，精度等级由低到高。四级，精度等级由低到高。 GB/T307.3-2005GB/T307.3-2005将轴承分为将轴承分为2 2、4 4、5 5、6 6（6x6x）、）、0 0级，对应关系见下表级，对应关系见下表 公差等级代号公差等级代号GB/T307.3-84GB/T307.3-84G GE E、ExExD DC C、B B公差等级代号公差等级代号GB/T307.3-2005GB/T307.3-20050 06 6、6x6x5 54 4、2 2公差等级名称公差等级名称普通级普通级高级高级

25、精密级精密级超精级超精级注：注：1 1）6x6x的装配宽度要求较严格的装配宽度要求较严格 2 2）只有向心轴承有）只有向心轴承有2 2级（级（B B级）级） 3 3）圆锥磙子轴承有）圆锥磙子轴承有6x6x无无6 6级，推力轴承有级，推力轴承有6 6级无级无6x6x级级2.2.各公差等级的滚动轴承的应用范围各公差等级的滚动轴承的应用范围 0 0级为普通级为普通级级 在在机械制造业中应用最广。它用于旋转精度要求不高、中等负机械制造业中应用最广。它用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构荷、中等转速的一般机构中中。如普通机床的变速机构、进给机构；汽车和拖拉机的变速机构；普通电动机、水泵、压

26、缩机等旋转机构中所用的轴承。0级轴承代号标注时不予注出6 6级为高级级为高级5 5级为精密级为精密级级主要应用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构主要应用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中中。 如6级轴承一般用于普通机床主轴的后轴承， 5级轴承一般用于普通机床主轴的前轴承等4 4级级、2 2级级为为超超精密精密级级主要应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构主要应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中中。 如4级轴承用于高精度机床、磨床、精密丝杠车床、滚齿机以及高速摄影机等的主轴轴承；2级轴承用于精密坐标镗床主轴、高精度齿轮磨床主轴、航空发动机涡轮轴等的轴承( (三三) )滚动轴承内、外径公差带及特

27、点滚动轴承内、外径公差带及特点 轴承使用特点：轴承使用特点：1 1）要求内圈与轴颈有一定过盈但不能太大；）要求内圈与轴颈有一定过盈但不能太大；2 2）两端轴承有一端的轴承外径与壳体孔应稍微松一点，以补偿）两端轴承有一端的轴承外径与壳体孔应稍微松一点，以补偿轴的热胀伸长；轴的热胀伸长；3 3）轴承内外圈是薄壁零件，容易变形，装配后可以得到校正。）轴承内外圈是薄壁零件，容易变形，装配后可以得到校正。 滚动轴承配合的基准制滚动轴承配合的基准制 由于滚动轴承是标准部件，所以轴承内圈与轴颈的配合采用基基孔制孔制，轴承外圈与外壳孔的配合采用基轴制基轴制。公差带及特点：公差带及特点： 轴承内、外径公差带的特

28、点是采用单向制，所有公差等级的公差都单向偏置轴承内、外径公差带的特点是采用单向制，所有公差等级的公差都单向偏置在零线下侧，即上偏差为零，下偏差为负。在零线下侧，即上偏差为零，下偏差为负。 原因：原因：若内孔公差带和一般基准孔公差带一样在零线之上，采用公差与配合中优先的过盈配合则过盈量偏大，采用公差与配合中优先的过渡配合则担心轴孔结合不可靠，采用非标准配合给设计带来麻烦。 为了控制轴承的变形程度以及轴承与轴、轴承与壳体孔的尺寸精度，滚动轴承公差的国家标准国家标准规定了规定了2 2种尺寸公种尺寸公差和差和2 2种形状公差种形状公差示例示例： 例，有两个例，有两个C C级精度的中系列向心轴承，公称内

29、径级精度的中系列向心轴承，公称内径d=40mmd=40mm，若两个轴承的测量内，若两个轴承的测量内径尺寸如下表，判断轴承是否合格。径尺寸如下表，判断轴承是否合格。第一个轴承第一个轴承测量平面测得的单一内径尺寸（ds）dsmax=40.000dsmin=39.998dsmax=39.997dsmin=39.995dsmax=40.000dsmin=39.994dsmax=39.997dsmin=39.995解：查表，解：查表， C C级精度、公称内径级精度、公称内径d=40mmd=40mm、中系列向心轴承的尺寸公差和形状公差，极、中系列向心轴承的尺寸公差和形状公差，极限尺寸情况如下限尺寸情况如下

30、：ds=-0.006 dsmax=40 dsmin=40-0.006=39.994dmp=-0.006 dmpmax=40 dmpmin=40-0.006=39.994Vdp=0.005 Vdmp=0.003计算和判断计算和判断第一个轴承第一个轴承第一个轴承第一个轴承测量平面测量平面测得的单测得的单一内径一内径dsdsdsmax=40.000dsmin=39.998dsmax=39.997dsmin=39.995合格dsmax=40.000dsmin=39.994dsmax=39.997dsmin=39.995合格dmpdmp(40+39.998)/2=39.999(39.997+39.995

31、)/2=39.996合格(40+39.994)/2=39.997(39.997+39.995)/2=39.996合格vdpvdp40-39.998=0.00239.997-39.995=0.002合格40-39.994=0.00639.997-39.995=0.002不合格vdmpvdmpVdmp- vdmp=39.999-39.996=0.003合格Vdmp- vdmp=39.997-39.996=0.001合格结论结论内径尺寸合格内径尺寸合格内径尺寸不合格内径尺寸不合格（四）滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选择（四）滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选择1 1）滚动轴承的配合是指成套

32、轴承的内孔与轴、外径与外壳孔的配合。）滚动轴承的配合是指成套轴承的内孔与轴、外径与外壳孔的配合。2 2）轴承配合选择任务：）轴承配合选择任务：确定与轴承内孔结合的轴公差带，确定与轴承外确定与轴承内孔结合的轴公差带，确定与轴承外径结合的外壳孔的公差带。径结合的外壳孔的公差带。3 3）滚动轴承与轴径、外壳孔的配合性质必须满足下列要求：）滚动轴承与轴径、外壳孔的配合性质必须满足下列要求： 1 1）必要的旋转精度（避免因跳动引起运动不平稳）必要的旋转精度（避免因跳动引起运动不平稳） 2 2）滚动体与套圈之间有合适的径向和轴向游隙。（游隙过大引起燥声和）滚动体与套圈之间有合适的径向和轴向游隙。（游隙过大

33、引起燥声和转轴径向和轴向窜动；游隙过小引起大的接触应力，发热、降低使用寿转轴径向和轴向窜动；游隙过小引起大的接触应力，发热、降低使用寿命）命）1.1.滚动轴承与轴和壳体孔的配合选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合选择4 4）轴颈和外壳孔的公差带轴颈和外壳孔的公差带 GB GBT307.1-2005T307.1-2005滚动轴承滚动轴承 向心轴承向心轴承 公差对与公差对与0 0级和级和6(6x)6(6x)级轴承级轴承配合的配合的轴颈规定了轴颈规定了1717种公差带，外壳孔规定了种公差带，外壳孔规定了1616种公差带种公差带，它们分别选自，它们分别选自GBGBT 1801T 180120092009中的

34、轴、孔公差带。图中为标准推荐的外壳孔、轴颈的中的轴、孔公差带。图中为标准推荐的外壳孔、轴颈的尺寸公差带尺寸公差带轴承与轴常用公差带关系图轴承与外壳常用公差带关系图5 5）滚动轴承配合选择滚动轴承配合选择的考虑因素的考虑因素 轴承设计时主要考虑：滚动轴承套圈相对于负荷的状况、负荷的类型和大小、轴承的尺寸大小、轴承的游隙等因素。(1(1）负荷类型）负荷类型 径向负荷与套圈的相对关系径向负荷与套圈的相对关系负荷的荷的类型型配合的配合的选择相对静止局部负荷选松一些的配合，如较松的过渡配合或小间隙配合相对旋转循环负荷选紧一些的配合，如较紧的过渡配合或小过盈配合相对于套圈在有限范围内摆动摆动负荷比循环负荷

35、略松一点（2 2）负荷大小）负荷大小 承受重负荷或冲击负荷时应选用较大的过盈配合。承受重负荷或冲击负荷时应选用较大的过盈配合。 滚动轴承的选择一般用类比法见书表滚动轴承的选择一般用类比法见书表（3 3）轴承游隙）轴承游隙 具有具有0 0组游隙的轴承在常温下工作，它与轴颈、外壳孔配合的过盈适中。对于游隙比组游隙的轴承在常温下工作，它与轴颈、外壳孔配合的过盈适中。对于游隙比0 0组大的轴承，配合的过盈应增大；对于游隙比组大的轴承，配合的过盈应增大；对于游隙比0 0组小的轴承，配合的过盈应减小。组小的轴承，配合的过盈应减小。 轴承的游隙由小到大分为：1组、2组、0组、3组、4组、5组，共六个组别，游

36、隙由小变大，其中其中0 0组为组为基本组基本组GB/T 4604-1993规定指轴承在未安装于轴或轴承箱时，将其内圈或外圈的一方固定，然后未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量径向游隙轴向游隙轴承游隙大小的选择应适中随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合的过盈量越大，间隙配合的间隙量越大。但是对于重型机械上所使用的特别大尺寸的轴承，应采用较松的配合。(5)(5)旋转旋转精度和旋转速度精度和旋转速度(4(4）轴承尺寸大小）轴承尺寸大小 ： 对于承受较大负荷且旋转精度要求较高的轴承，为了消除弹性变形和振动的影响，应避免采用间隙配合，但也不宜太紧。轴承的旋转速度越高，应选用越紧的配合（6 6）工作温度

37、工作温度的影响的影响当轴承工作温度高于100C时，应对所选择的配合进行修正（减小外圈与外壳孔的配合过盈，增加内圈与轴颈的配合过盈）（7 7）其他因素）其他因素的的影响影响轴颈和外壳孔的结构与材料轴颈和外壳孔的公差等级应与轴承的公差等级相协调安装条件 与0级和6级轴承配合的轴一般取IT6，外壳孔一般取IT7；对旋转精度和运转平稳有较高要求的场合，轴颈取IT5，外壳孔取IT6；与5级轴承配合的轴颈和外壳孔均取IT6，要求高的场合取IT5；与4级轴承配合的轴颈取IT5，外壳孔取IT6；要求更高的场合轴颈取IT4，外壳孔取IT5 采用薄壁、轻合金外壳孔或薄壁空心轴颈时，为保证轴承有足够的支承刚度和强度

38、，应采用较紧配合。采用剖分式外壳体结构时，为避免外圈产生椭圆变形，宜采用较松配合。对高于K7包括K7的配合或壳体孔的标准公差小于IT6级时，应选用整体式外壳体 如果要求拆卸，而又需较紧配合时，可采用分离型轴承或内圈带锥孔和紧定套或退卸套的轴承。为了便于安装、拆卸，特别对于重型机械，宜采用较松的配合轴颈和外壳孔形位公差值见书表轴颈和外壳孔表面粗糙度参数值见书表2.2.轴和壳体孔的公差等级选择和表面粗糙度选择轴和壳体孔的公差等级选择和表面粗糙度选择 1 1）轴承精度等级高，所选用的轴颈和壳体孔的公差等级高）轴承精度等级高，所选用的轴颈和壳体孔的公差等级高 2 2）同一公差等级的轴承，轴颈公差等级比

39、壳体孔公差等级高一级。）同一公差等级的轴承，轴颈公差等级比壳体孔公差等级高一级。 例如，例如，0 0级轴承，轴颈公差选级轴承，轴颈公差选IT6IT6，壳体孔选，壳体孔选IT7IT7；对旋转精度高的，一；对旋转精度高的，一般轴选般轴选IT5IT5，壳体孔选，壳体孔选IT6IT6； 3 3）轴颈和壳体的表面粗糙度和形位公差）轴颈和壳体的表面粗糙度和形位公差 示例示例 在C616车床主轴后支承上，装有两个单列向心球轴承，其外形尺寸为dDB= 50mm90mm20mm，试选定轴承的精度等级，轴承和轴、壳体孔的配合。解：解：分析确定精度等级分析确定精度等级 1 1） C616C616车床属轻载卧式车床、

40、主轴承受轻载荷车床属轻载卧式车床、主轴承受轻载荷 2 2）主轴旋转精度和转速较高，查表选择）主轴旋转精度和转速较高，查表选择E E（6 6）级精度）级精度分析确定与轴和壳体孔的配合、公差等级、表面粗糙度分析确定与轴和壳体孔的配合、公差等级、表面粗糙度1 1）轴承内圈与主轴配合一起转动，外圈在壳体中不转动；）轴承内圈与主轴配合一起转动，外圈在壳体中不转动；2 2）主轴承受齿轮传递力，内圈受循环载荷，外圈承受局部载荷。故内圈配合）主轴承受齿轮传递力，内圈受循环载荷，外圈承受局部载荷。故内圈配合应紧，外圈配合略松。应紧，外圈配合略松。3 3）查表初步选择轴的公差为）查表初步选择轴的公差为50j550

41、j5，壳体孔公差为，壳体孔公差为90J690J64 4）机床主轴前轴承已经轴向定位，若后轴承外圈与壳体配合无间隙，则不能）机床主轴前轴承已经轴向定位，若后轴承外圈与壳体配合无间隙，则不能补偿温度变化引起的伸缩性；若后轴承外圈与壳体配合有间隙，会引起主轴跳补偿温度变化引起的伸缩性；若后轴承外圈与壳体配合有间隙，会引起主轴跳动，影响加工精度。为满足要求，将壳体孔公差确定为动，影响加工精度。为满足要求，将壳体孔公差确定为90K690K6。5 5）查表，）查表，E E级轴承内径级轴承内径5050上偏差上偏差0 0，下偏差，下偏差-0.01;-0.01; 查表查表E E级轴承外径级轴承外径9090上偏差

42、上偏差0 0，下偏差，下偏差-0.013-0.013 查孔、轴极限偏差表，查孔、轴极限偏差表， 轴轴50j550j5的上偏差的上偏差+0.006,+0.006,下偏差下偏差-0.005-0.005 孔孔90K690K6上偏差上偏差+0.004+0.004，下偏差，下偏差-0.018-0.0186)6)绘制轴与轴承的公差与配合图解绘制轴与轴承的公差与配合图解7 7）查表）查表8-138-13、8-148-14确定轴和孔的表面粗糙度，并标注。确定轴和孔的表面粗糙度，并标注。由图可知，轴承与轴的配合比轴承与壳体孔的配合要紧一些。由图可知，轴承与轴的配合比轴承与壳体孔的配合要紧一些。课堂思考课堂思考

43、已知减速器的功率为5KW，从动轴转速为83r/min，其两端的轴承为211深沟球轴承（d=55mm，D=100mm），轴上齿轮的模数3mm，齿数79,试选定轴承的精度等级，轴承和轴、壳体孔的配合。解：解：分析确定精度等级分析确定精度等级 1 1） 减速器属一般机械，减速器属一般机械，P=0.01CP=0.01C，轴承属于轻负荷轴承属于轻负荷 2 2）转速不高，查表选择）转速不高，查表选择G G（0 0）级精度级精度分析确定与轴和壳体孔的配合、公差等级、表面粗糙度分析确定与轴和壳体孔的配合、公差等级、表面粗糙度1 1）轴承内圈与主轴配合一起转动，外圈在壳体中不转动；）轴承内圈与主轴配合一起转动，

44、外圈在壳体中不转动；2 2）主轴承受齿轮传递力，内圈受循环载荷，外圈承受局部载荷。故内）主轴承受齿轮传递力，内圈受循环载荷，外圈承受局部载荷。故内圈配合应紧，外圈配合略松。圈配合应紧，外圈配合略松。3 3）查表）查表8-98-9、8-108-10，图，图8-8-1717、1818，初步选择轴的公差为，初步选择轴的公差为55j655j6，壳体孔公差为，壳体孔公差为100H7100H74 4）查表，）查表， G G级轴承内径级轴承内径55 55 上偏差上偏差0 0， 下偏差下偏差-0.009-0.009 查表，查表， G G级轴承外径级轴承外径100 100 上偏差上偏差0 0， 下偏差下偏差-0

45、.011-0.011 查孔、轴极限偏差表：查孔、轴极限偏差表： 轴轴55j655j6的上偏差的上偏差-0.007, -0.007, 下偏差下偏差-0.012-0.012 孔孔100H7100H7上偏差上偏差+0.035+0.035， 下偏差下偏差0 05)5)绘制轴与轴承的公差与配合图解绘制轴与轴承的公差与配合图解6 6）查表）查表8-138-13、8-148-14确定轴和孔的表面粗糙度，并标注。确定轴和孔的表面粗糙度，并标注。知识点三、键的公差与配合知识点三、键的公差与配合知识目标知识目标教学难点教学难点平键公差和配合的合理选用平键公差和配合的合理选用教学重点教学重点1.1.单键连接的技术要

46、求；单键连接的技术要求；2.2.平键相关标准和选用平键相关标准和选用1 1、单键连接的结构、配合、特点；、单键连接的结构、配合、特点；2 2、平键连接的主要工作尺寸及公差值确定方法；、平键连接的主要工作尺寸及公差值确定方法；3 3、轴颈和外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度的特点、轴颈和外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度的特点4 4、滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选用、滚动轴承与轴和壳体孔的配合及公差等级选用 键是一种标准件键是一种标准件，主要用于轴和轴上零件（如齿轮、带轮）间的周向定位，主要用于轴和轴上零件（如齿轮、带轮）间的周向定位和联接，以传递扭矩。常用的键有普通平键、半

47、圆键和勾头楔键和联接，以传递扭矩。常用的键有普通平键、半圆键和勾头楔键 。根据连接处的轴径。根据连接处的轴径d d在相应标准中可查阅其尺寸、结构型式在相应标准中可查阅其尺寸、结构型式 。 （一）普通平键概述（一）普通平键概述1 1. .作用作用标记：标记：名称名称 型号型号 规格尺寸规格尺寸长度长度 国标代号国标代号规格尺寸：规格尺寸：键宽、键长键宽、键长 平键是依靠侧面紧贴键槽内侧来传递扭矩，所以侧面是工作面。由于平键的对中性好和对轴的强度削弱小，所以应用最广泛。 A型在标记时可省略标注，B或C型应该写出B或C字 A A型型B B型型C C型型键键b bL GB1096-2003L GB10

48、96-2003键键BbBbL GB1096-2003L GB1096-2003键键 CbCbL GB1096-2003L GB1096-20032.2.普通平键的标记、工作特点普通平键的标记、工作特点 键的尺寸取决于轴的直径大小。平键工作面为侧面，因此在键宽、轴键的尺寸取决于轴的直径大小。平键工作面为侧面，因此在键宽、轴槽宽、轮毂槽宽度方向有尺寸公差要求槽宽、轮毂槽宽度方向有尺寸公差要求3.3.键连接画法键连接画法平键连接的平键连接的配合尺寸是指键和键槽宽配合尺寸是指键和键槽宽，以，以键和键槽宽的配合性键和键槽宽的配合性质来体现质来体现，其他为非配合尺寸，其他为非配合尺寸键是标准件，由型钢制成

49、，因此键是标准件，由型钢制成，因此采用基轴制配合采用基轴制配合为方便拆装，键与键槽采用为方便拆装，键与键槽采用过渡配合或小间隙配合；其中键与轴槽过渡配合或小间隙配合；其中键与轴槽配合紧些，键与轮槽配合松些配合紧些，键与轮槽配合松些GB/T1095-2003GB/T1095-2003对键和键宽规定了三种连接形式：对键和键宽规定了三种连接形式：（二）键连接配合要求（二）键连接配合要求轴的键槽宽有三种尺寸公差：轴的键槽宽有三种尺寸公差：H9H9、N9N9、P9P9轮的键槽宽有三种尺寸公差：轮的键槽宽有三种尺寸公差：D10D10、Js9Js9、P9P9键宽只有一种尺寸公差：键宽只有一种尺寸公差：h9h

50、9键连接中键宽与槽宽公差带键连接的公差与配合键连接的公差与配合键槽尺寸公差、表面粗糙度、几何公差综合标注见书键槽尺寸公差、表面粗糙度、几何公差综合标注见书 键和键槽的形位公差键和键槽的形位公差 为了保证键宽和键槽宽之间具有足够的接触面和避免装配困难，国为了保证键宽和键槽宽之间具有足够的接触面和避免装配困难，国家标准还规定了轴键槽对轴的轴线、轮毂键槽对孔的轴线的家标准还规定了轴键槽对轴的轴线、轮毂键槽对孔的轴线的对称度对称度公差公差和键的两个配合侧面的和键的两个配合侧面的平行度公差平行度公差。同时还规定了轴键槽、轮。同时还规定了轴键槽、轮毂键槽宽毂键槽宽b b的两个侧面的的两个侧面的表面粗糙度参数表面粗糙度参数RaRa的最大值为的最大值为1.61.63.2um3.2um，轴键槽底面、轮毂键槽底面的表面粗糙度参数轴键槽底面、轮毂键槽底面的表面粗糙度参数RaRa的最大值为的最大值为6.3um6.3um作业和课堂练习作业和课堂练习任务